Efecto fotoactivo de algunas plantas y sus posibilidades para el control de larvas de mosquitos

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1 Efecto fotoactivo de algunas plantas y sus posibilidades para el control de larvas de mosquitos Rubén Avilés Pacheco, Nancy González García, Margarita Alfonso Hernández, Nancy Ramos Gómez, Eleuterio Sotomayor Sánchez y Yolanda Martínez Suárez Resumen El comportamiento fotoactivo de determinados metabolitos de plantas está fundamentado en que ciertas moléculas absorben radiación luminosa y pasan a un estado de mayor energía o de excitación y, posteriormente, pueden regresar al estado inicial y así sucesivamente. Se conocen varias familias de plantas que producen metabolitos secundarios capaces de fotoactivarse, entre ellas sobresalen las Asteraceae que contienen thiophenos y polythiophenos como Alfa-Terthienyl, compuesto azufrado con un número variado de insaturaciones y cuya actividad fototóxica, en estado de excitación, es dependiente de la luz ultravioleta en rangos de nanómetros Tomando en consideración estos antecedentes se estudió el efecto fototóxico de Tagetes erecta L., Tagetes patula Lin., y Calendula officinalis L. todas de la familia Asteraceae, así como Lantana camara L, de la familia Verbenaceae, contra larvas del mosquito Culex quinquefasciatus, indicador biológico utilizado para las pruebas. Se utilizaron, indistintamente, extractos acuosos de hojas, ramas y flores frescas de cada uno de los taxa; y se irradiaron a 350 y 400 nanómetros, utilizando el aditamento óptico de un espectrofotómetro CF-46 con tiempo de exposición de 15 y 30 minutos. El extracto fotoactivado se probó in vitro contra larvas de Culex quinquefasciatus Say (Diptera: Culicidae) del segundo estadio. Los extractos que mostraron los mejores resultados por esta vía fueron evaluados en una fuente UV de mayor capacidad de muestra a fin de corroborar la potencialidad fotoactiva de los mismos. Los resultados indicaron que los extractos de hojas y ramas de Lantana camara y las flores de Tagetes erecta y T. patula mostraron incremento de la bioactividad contra las larvas de Culex quinquefasciatus después de sometidas a la radiación UV con longitud de onda de nanómetros y minutos de exposición. En el caso de Tagetes erecta las flores color anaranjado fueron superiores a las de color amarillo, lo que puede estar relacionado con el contenido de flavonoides Palabras claves: Fotoactividad, extractos vegetales. Culex quinquefasciatus.

2 Efecto fotoactivo de algunas plantas y sus posibilidades para el control de larvas de mosquitos Rubén Avilés Pacheco, Nancy González García, Margarita Alfonso Hernández, Nancy Ramos Gómez, Eleuterio Sotomayor Sánchez y Yolanda Martínez Suárez INTRODUCCIÓN En 1996 el Dr. John Anarson y su equipo de trabajo en la universidad de Ottawa en Canadá (Notimex, 05/02/96), informaron la presencia de una toxina en las flores de maravilla o caléndula (Calendula oficinales L.)la que, según ellos, podía destruir larvas de mosquitos y de otros insectos en el agua y contribuir a establecer estrategias preventivas de lucha, sin las consecuencias contaminantes de los insecticidas químicos. El comportamiento fotoactivo de determinados metabolitos está fundamentado en que ciertas moléculas pueden absorber radiación luminosa (fotones) y pasar a un estado de mayor energía o de excitación y posteriormente puede regresar al estado inicial y así sucesivamente (Emsley, 1993). Se conocen varias familias de plantas que producen metabolitos secundarios capaces de fotoactivarse, entre ellas sobresalen las Astaraceae que contienen tiophenos y politiophenos como Alfa terthienyl, compuestos azufrados con un número variado de insaturaciones y cuya actividad fototóxica es dependiente de la luz ultravioleta en rangos de nanómetros (Asselineau y Kagan, 1991; Kagan, 1991). Se ha comprobado que bajo estas condiciones se pueden inactivar ciertas enzimas, tales como la glucosadehidrogenasa y acetylcolinesterasa (Kagan y Hasson, 1984) que están muy relacionadas con la toxicidad causada a los insectos (O Brien, 1978) El control de insectos con compuestos fotoactivados ha sido estudiado en el combate de larvas de Culex quinquefasciatus y sobre diferentes especies de Aedes, incluido Aedes aegypti; los resultados referidos por algunos autores (Kagan et al., 1987; Borousky et al., 1987; Arnason et al., 1981 y Singh et al., 1987) indican que Alfa terthienyl fue tóxico, incluso más que malatión y DDT en bioensayos comparativos realizados contra larvas de mosquitos. En este caso se utilizó el producto puro y se informa que el resultado debe variar en correspondencia con la concentración de la molécula fotosensible en el extracto objeto de estudio y también influyen el modo de aplicación, la calidad de la luz, el tiempo de exposición, etc. El objetivo de este trabajo ha sido evaluar la bioctividad de extractos vegetales sometidos a radiación UV, tomando como insecto indicador las larvas de Culex quinquefasciatus Say. (Diptera: Culicidae) MATERIALES Y MÉTODOS. a)-plantas utilizadas. Tagetes erecta L; Tagetes patula Lin. y Calendula officinalis L.(Asteraceae). Lantana camara L. (Verbenaceae)

3 b)-preparación de los extractos. Se utilizaron indistintamente hojas, ramas y flores y se pesaron 20g de biomasa fresca, la cual fue sometida a un proceso de descompartimentación celular mediante una batidora añadiendo 80ml de agua corriente no clorada; el producto se dejó decantar, se filtró a través de una malla fina y se centrifugó a 4000 rpm durante media hora. Se utilizó el sobrenadante para las diferentes pruebas. c)-bioensayos de fotoactivación. Para la realización de estas investigaciones se utilizó principalmente un espectrofotómetro CIF-41, cuya fuente UV fue previamente revisada y normalizados todos los mecanismos para asegurar y realizar irradiaciones debidamente controladas. Una vez establecidas estas condiciones, el sobrenadante obtenido en b) se diluyó al 50% en agua corriente no clorada y después se extrajo con una pipeta un volumen de 1.5 ml para colocarlo en cubetas de 2 ml de capacidad. Para cada tratamiento, incluido el control constituido solamente por agua, se usaron tres cubetas, las cuales fueron irradiadas con luz ultravioleta con longitudes de ondas de 350 y 400 nanómetros (nm) y con tiempos de exposición de 15 y 30 minutos. Inmediatamente después del tratamiento luminoso, el contenido de las cubetas se trasvasó a un número equivalente de viales y allí fueron colocadas, con un fino pincel, cinco larvas de Culex quinquefasciatus Say (Diptera: Culicidae) generalmente en estadíos intermedios; por cada tratamiento se usaron 15 larvas y los experimentos se desarrollaron bajo temperaturas de 27± 2.8 C y entre 70 y 85% de humedad. De esta manera se realizaron más de 30 bioensayos para discriminar el efecto fotoactivo en los taxa seleccionados. Las evaluaciones se hicieron por conteos de larvas vivas y muertas transcurridas 1,2,4, 24 y 48 horas de la aplicación y se calcularon los porcentajes de mortalidad correspondientes. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La Tabla 1 muestra que no se produjo incremento de la bioactividad contra estadios intermedios de larvas de Culex, con el uso de extractos acuosos de las flores de Tagetes erecta y Calendula officinalis, irradiados previamente con luz ultravioleta, con intensidad de 350 nanómetros y 15 minutos de exposición. Sin embargo, al realizar el experimiento con Tagetes patula; la mortalidad de las larvas subió de 25 hasta 50% a favor del extracto irradiado; esto ocurrió a las 24 horas y, transcurridas 72 horas, también se apreciaron diferencias notables. Investigaciones realizadas por Jente, et al. (1981) mostraron igualmente mayores posibilidades con esta especie vegetal. Los buenos resultados alcanzados a las 72 horas con los extractos de flores de Calendula officinalis (Tabla 1) fueron indiferentes a la intensidad de la luz irradiada y al tiempo de exposición utilizado (350 nm, 15 nim.).

4 Las flores de Lantana camara, bajo las mismas condiciones, tampoco expresaron respuesta positiva a la irradiación pero si la hubo cuando el extracto se obtuvo de las hojas y las ramas. Tabla 1. Efecto contra larvas de Culex de extractos vegetales irradiados con luz ultravioleta (350 nm, 15 ). Estadios intermedios. Mortalidad (%) Tratamientos Órgano de NO IRRADIADO IRRADIADO la planta 24 horas 72 horas 24 horas 72 horas Control T. erecta Flores T.patula Flores C.officinalis Flores horas 48 horas 24 horas 48 horas Control L.camara Flores L.camara Hojas y ramas En el bioensayo realizado solamente con extractos de las flores de Tagetes patula, Tabla 2, se observó nuevamente mayor efecto en las variantes sometidas al proceso de irradiación y se puede ver que los valores de mortalidad fueron superiores al incrementarse el tiempo de exposición a 30 minutos, todo lo cual concuerda con los datos de otros autores, respecto al contenido de compuestos azufrados insaturados presentes en estas plantas, y que son fotoactivables cuando se exponen a la luz ultravioleta. (Asselineau y Kagan, 1991; Kagan, 1991 ) Tabla 2. Bioensayo con flores de Tagetes patula, extracto irradiado a 350 nm y 30 de exposición. Larvas en estadios intermedios. Tratamientos NO IRRADIADO IRRADIADO 24 horas 48 horas 24 horas 48 horas Control T.patula Sin embargo, no ocurrió lo mismo en la repetición de los bioensayos con Lantana camara. En la Tabla 3 se puede ver que en longitudes de onda de 350 y 400 nm, con 15 y 30 de exposición, la bioactividad alcanzada por el extracto acuoso de las hojas y ramas fue inferior a lo obtenido con el extracto no irradiado, estos resultados son diferentes a lo discutido en la Tabla 1 y pudieran deberse a diferencias en la respuesta de las larvas del último estadio avanzado, las cuales están próximas a empupar y son mucho más tolerantes a las condiciones adversas.

5 Tabla 3. Efecto de dos intensidades de irradiación de Lantana camara, en larvas de Culex en el último estadío avanzado. Tratamientos Intensidad de irradiación UV Mortalidad (%) 24 horas 48 horas Control (agua) L. camara (Hojas y L. camara (Hojas y 350 nm, L. camara (Hojas y 350 nm, ramas ) L. camara (Hojas y 400 nm, L. camara (Hojas y 400 nm, La repetición de los bioensayos con Tagetes erecta, flores amarillas, mostró resultados superiores a lo discutido en la Tabla 1. En la Tabla 4 se puede ver que la mortalidad fue de 6,6 y 50% (350 nm; 30 ) con y sin irradiación, respectivamente, mientras que al considerar sus diferentes colores (Tabla 4) se ve que los extractos de las flores color naranja han sido mucho más efectivos, irradiados que sin irradiar, y a su vez superiores al extracto de flores amarillas. Esto sugiere que la variedad y el tiempo de exposición también pueden jugar su rol, todo lo cual se ha expresado en la superioridad de las flores color naranja, en relación a las amarillas cuando se irradió a 350 nm y se incrementó el tiempo de exposición a 30 Otra de las razones que también pudiera explicar esta diferencia, en el caso de las flores color naranja, es que el efecto bioactivo sea mas bien una consecuencia del contenido de flavonoides, responsables de la coloración en ambas flores, y no del contenido de los tiofenos, que son los responsables de la fotoactividad. Tabla 4. Coloración de las flores de T. erecta y efectividad de sus extractos, irradiadas y no irradiadas, sobre larvas de Culex en estadío intermedios (350 nm, 30 ). Tratamientos Color de la flor Mortalidad (%) 24 horas 48 horas Control T. erecta (No Naranja 0 0 irradiado) T.erecta (Irradiado) Naranja T.erecta (No Amarillo irradiado) T.erecta (Irradiado) Amarillo 20 50

6 CONCLUSIONES Los extractos acuosos de las flores de Tagetes patula y T.erecta sometidos previamente a irradiación UV con intensidad de nm y de exposición, incrementaron su efecto bioactivo contra larvas de Culex quinquefasciatus. Las flores color naranja de T. patula fueron más efectivas que aquellas de color amarillo y se observó tendencia a mayor efecto cuando se aumentó el tiempo de exposición. Los extractos de Lantana camara y Calendula officinalis no fueron suficientemente efectivos bajo las condiciones establecidas en esta pruebas Recomendaciones Se requiere realizar bioensayos con todos los taxa probados, pero utilizando mayores tiempo de exposición de los extractos a la radiación ultravioleta. REFERENCIAS Armason, T., T. Swain, C-K. Wat, E. A. Graham, S. Partington, G. H. N. Towers y J. Lan (1981): Mosquito larvicidal activity of Polyacetylenes from species in Asteraceae. Biochem Syst. Ecol. 9,63 Borousky, D., J. R. Linley y J. Kagan (1987): Polycyclic aromatic compounds as phototoxic larvicides. J. Am. Mosq. Control Assoc. 3, 246. Emsley, J. (1993): How sun-loving electron seek out weak bonds. New Scientist, 20pp Kagan, J., E. Kagan, S. Pastel, D. Perrine y V. Bindokas (1987): Light dependent effects of α-terthienyl in eggs, larvae and pupae of mosquito Aedes aegypti. J. Chem. Ecol. 13, 593. Kagan, J., M. Jasón y F. Grynspan (1984): He inactivation of acetylcolinesterasa by α-terthienyl and ultraviolet light. Studies in vitro and in larvae of the mosquito Aedes aegypti. Biochem. Biophys. Acta 802, 442 O Brien, R.D. (1978): The biochemistry of toxic action of insecticide. Academic Press, Inc. New York, pp. Sinh, S. P., P. Sharma y L. K. Vats (1987): Lihgt-dependent toxicity of the extracts of Plant Tagetes erecta and α-terthienyl toward larvae of mosquito Culex tritaeniorhynchus. Toxic. Environ. Chem. 16, 81

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