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2010 Volumen 2, No. 4
Revista Científica de la Universidad Autónoma de Coahuila
Jatropha dioica: FUENTE POTENCIAL DE AGENTES ANTIMICROBIANOS
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Jorge E. Wong-Paz , María L. Castillo-Inungaray , Lluvia I. López-López , Juan C.
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Contreras-Esquivel , Gpe. Virginia Nevárez-Moorillon y Cristóbal N. Aguilar *
1
Depto. de Investigación en Alimentos. Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de
Coahuila. Saltillo, Coahuila, México. *Correo electrónico: [email protected]
2
Unidad Académica Multidisciplinaria Zona Huasteca. Universidad Autónoma de San Luís Potosí
Ciudad Valles, S.L.P., México.
3
Depto. de Química Orgánica. Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de Coahuila.
Blvd. Venustiano Carranza, 25,000. Saltillo, Coahuila, México.
4
Laboratorio de Microbiología. Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de Chihuahua.
Ciudad Universitaria. Chihuahua, Chihuahua, México.
RESUMEN
La aplicación de compuestos fitoquímicos para múltiples usos en la industria ha venido aumentando día con día,
representando un gran avance científico y tecnológico. Estos compuestos se encuentran presentes en las plantas de
forma natural como mecanismos de defensa o simplemente para contribuir con una funcionalidad especifica como
otorgar un olor o sabor característico. En el presente trabajo se muestra una recopilación de información sobre la
especie Jatropha dioica, que se encuentra distribuida abundantemente en el desierto mexicano y es ampliamente
usada en la medicina tradicional de este país. Sin embargo, es una especie de la cual se desconoce gran parte de
sus compuestos químicos, los cuales brindan las propiedades curativas. Así mismo se describen los usos
endémicos que se le dan a esta planta y se detallan algunas propiedades de sus principales compuestos
fitoquímicos, con la finalidad de concientizar a la comunidad lectora de los beneficios y oportunidades de ser
empleados si se investigan a profundidad, siendo las enfermedades microbianas un ejemplo de aplicación.
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, el control de microorganismos patógenos en la industria alimentaria y agrícola requiere de un arduo
esfuerzo (López y col., 2005), sobre todo al considerar el incremento en la resistencia que demuestran los
microorganismos hacia compuestos sintéticos (Prashanth y col., 2006; Guerrero y col., 2007; Bendahou y col., 2008;
El-Mahmood, 2010; Osorio y col., 2010). Estos compuestos a su vez han ocasionado toxicidad al usuario (Guerrero
y col., 2007) y daño al medio ambiente (López y col., 2005) y recientemente la demanda de los consumidores al uso
de alimentos más naturales (Bendahou y col., 2008).
Una alternativa de bajo costo y eficiente es el uso de productos naturales de plantas en el desarrollo de nuevos
agentes para el control de microorganismos patógenos (Guerrero y col., 2007), los cuales evitan el deterioro
ambiental, no afectan la productividad y calidad de los alimentos (López y col., 2005), y son tóxicos solamente a
grandes concentraciones.
El uso de plantas para el control de microorganismos patógenos ya ha sido demostrado a nivel de laboratorio,
invernadero y campo. Los constituyentes biológicos activos de Jatropha dioica que proveen la actividad
antimicrobiana son metabolitos secundarios, como polifenoles (Belmares y col., 2009; Castillo y col., 2010),
flavonoides y terpenos (Alzamora y col., 2001; Montenegro y col., 2009), los cuales forman parte del mecanismo
natural de defensa de la planta contra artrópodos y microorganismos.
La zona árida del noreste del país, cuenta con más de 3,500 especies de plantas medicinales identificadas y
clasificadas (Aguilar y col., 2008), que forman parte de una gran fuente de agentes antimicrobianos (Castillo y col.,
2010). Sin embargo, existe muy poca información sobre la extracción e identificación de compuestos fitoquímicos de
estas plantas, siendo uno de estos casos la especie de Jatropha dioica.
Actualmente, es de sumo interés realizar investigaciones relacionadas con la búsqueda, obtención y caracterización
de los principales compuestos fitoquímicos en plantas de la zona árida del noreste del país, con la finalidad de
obtener un beneficio para la producción de nuevos agentes bioactivos (Sáenz y col., 2008). La búsqueda de
compuestos bioactivos para el control de microorganismos patógenos ya no es algo nuevo, pero siempre será
necesaria, sobre todo considerando algunos de los puntos antes mencionados.
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El presente documento resume y analiza información que sustenta el uso de la Jatropha dioica como fuente
potencial de nuevos agentes antimicrobianos y antioxidantes, para piensos a futuro en el aprovechamiento
industrial, ya que hasta la fecha esta planta sólo se usa de manera endémica y empírica.
SEMIDESIERTO MEXICANO
El semidesierto mexicano, es el más grande de los desiertos de
Norteamérica. Abarca parte de dos países, al ocupar una
superficie de 630,000 km2, extendiéndose a lo largo de
Chihuahua, Tamaulipas, Coahuila, Nuevo León, San Luis Potosí,
Zacatecas, y Durango en México y Arizona, Nuevo México y
Texas en Estados Unidos de Norteamérica (Figura 1).
El desierto mexicano es una de las tres áreas áridas y semiáridas
con mayor diversidad biológica en el mundo (González y Sosa,
Figura 1. Distribución geográfica del
2003). Sin embargo, el desconocimiento de las especies que
semidesierto mexicano (González y Sosa,
habitan este territorio, es considerable al ser una de las áreas
2003).
menos estudiadas en cuanto a biodiversidad ecológica (Estrada,
1995, Aguilera y col., 2008). A pesar de ello, recientemente la
perspectiva vegetal está siendo impactada por las tecnologías avanzadas, que han surgido para dar mayor eficacia
a los procesos de búsqueda de nuevos compuestos y moléculas bioactivas provenientes de plantas de la región
desértica y semidesértica (Garza y Rodríguez, 2008).
En el semidesierto mexicano la especie más dominante es Larrea tridentata, junto a las especies Fouquieria
splendens, Optunia sp. y Jatropha dioica como especies codominantes (Sosa y col., 2006). Estas plantas son
usadas en la medicina tradicional de manera endémica y hasta la fecha no existe una metodología específica para
el manejo de estas especies (Garza y Rodríguez, 2008).
Jatropha dioica
Jatropha dioica es una planta originaria de México, también comúnmente conocida como sangre de drago, sangre
de grado o sangregado. Es un arbusto de 50 cm a 1.50 m de altura y debe su nombre común a que tiene un jugo
incoloro que cambia a oscuro al contacto con el aire. Sus ramas son de color rojizo-moreno con las hojas más largas
que anchas. Sus flores son pequeñas y en grupos de color rosa. Los frutos son globosos de 1.5 cm de largo y tienen
una semilla en su interior (BDMTM, 2009, UAQ, 2009).
USOS ENDÉMICOS DE Jatropha dioica
El uso medicinal que con mayor frecuencia se da a J. dioica es para evitar la caída del cabello para lo cual se
cuecen los tallos, la planta entera o la raíz machacada en agua, y con este líquido se enjuaga el cabello después de
lavarlo. Otra forma de uso es hervir la planta para aplicarla en forma de cataplasma, o bien sólo se cuece. El agua
resultante de la cocción es utilizada en forma de baños para quitar la sarna o en lavados para aliviar la infección de
golpes, heridas y granos, aseando previamente con jabón de pasta neutro (BDMTM, 2009).
ASPECTO QUÍMICO DE Jatropha dioica
J. dioica es una especie muy poco estudiada. Las únicas investigaciones que existen se han hecho por científicos
mexicanos en colaboración con extranjeros, siendo relativamente antiguas. Sin embargo, de la raíz se han
identificado tres diterpenos, la citlalitriona, jatrofona, y riolosatriona y un esteral, el R-sitosterol. De las raíces se
obtiene un aceite esencial, resina, saponinas, un alcaloide y ácido oxálico. De los tallos emana un látex rico en
taninos. Además se ha demostrado que extractos acuosos de la raíz ejercen una actividad antibiótica contra
Staphylococcus aureus (BDMTM, 2009).
Recientemente Aguilera y col. (2008) cuantificaron uno de los taninos presentes en Jatropha dioica, específicamente
el ácido elágico, reportando una concentración de 0.81 mg g-1 de planta por lo que puede ser considerada como una
importante fuente alternativa de dicho compuesto debido a sus propiedades relacionadas a la salud, como acciones
antiesteroescleróticas, propiedades anticarcinogénicas resultando en una reducción de cáncer de colon humano,
próstata, cervical, lengua, esófago y piel y con propiedades en la industria alimentaria como agente antioxidante.
A pesar de que esta planta contiene ácido elágico, se podría suponer que éste no es uno de sus compuestos
principales debido a las bajas concentraciones en las que se encuentra. Esto realza todavía más la importancia de
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la investigación de Jatropha dioica al pensar en la presencia de compuestos distintos aún no explorados y con
mayor relevancia. Pérez y col. (2008) resaltan que el aprovechamiento sustentable de los recursos del semidesierto
mexicano puede ser asegurado mediante una explotación controlada de las fuentes naturales y el empleo de
técnicas de obtención en las cuales los daños a la salud y el medio ambiente sean disminuidos.
GENERALIDADES E IMPORTANCIA DE LOS FITOQUÍMICOS
Actualmente se ha descrito que las propiedades medicinales de las plantas se deben principalmente a sus
fitoquímicos producidos como metabolitos secundarios, los cuales son sintetizados de manera natural como
mecanismo de defensa ante artrópodos, insectos y microorganismos (Cowan, 1999; Ventura y col., 2008; Sáenz y
col., 2008; Belmares y col., 2009; Castillo y col., 2010). Con base en esto muchas de las plantas a nivel mundial no
son comestibles por el hecho de que producen metabolitos en forma de compuestos tóxicos. Las plantas producen
una amplia variedad de estos compuestos tóxicos subdivididos en varias clases de acuerdo a su estructura
molecular. Entre las principales clases de compuestos tóxicos y químicos producidos se incluyen los alcaloides,
terpenos, taninos, glucósidos cianogénicos, saponinas y aminoácidos tóxicos, entre muchos otros.
Las concentraciones de los compuestos tóxicos en las especies de plantas varían dependiendo de diversos factores
muy confusos, incluyendo las tensiones ambientales de la planta, la edad, la susceptibilidad individual, las diferentes
partes de la planta (raíz, tallo, hojas y semillas), y la temporada del año.
Los polifenoles incluyen diferentes familias de compuestos con estructuras diversas y complejas, como los
derivados de ácidos fenólicos, hasta moléculas poliméricas de elevado peso molecular, como los taninos
(hidrolizables y condensados), las ligninas y sus derivados (Chandra, 2004). Algunos compuestos fenólicos son
responsables de las propiedades organolépticas de las frutas y las hortalizas. Los antocianos son responsables de
los tonos rojos, azules y violáceos característicos de muchas frutas. Otros polifenoles tienen sabor amargo, como
determinadas flavanonas. Los taninos, son capaces de fijar metales y proteínas, lo que afecta su biodisponibilidad y
puede ser el origen de algunos efectos inespecíficos, presentando propiedades antibacterianas y antioxidantes. Los
taninos condensados de alto peso molecular se caracterizan por presentar mayor poder antimicrobiano y
casualmente son unos de los compuestos que aún no han podido ser recuperados y purificados de ninguna planta
(Aguilera y col., 2008).
Desde el punto de vista de actividad biológica, muchos polifenoles tienen propiedades captadoras de radicales
libres, lo que les confiere actividad antioxidante, que podría estar relacionada con la prevención de enfermedades
cardiovasculares y de algunos tipos de cáncer.
Los flavonoides pertenecen a la familia de los polifenoles. Pueden tener potentes beneficios para los seres
humanos, como inhibir el desarrollo de tumores malignos y preventivos de coágulos sanguíneos, además de poseer
propiedades antiinflamatorias y antimicrobianas y disminución del riesgo de enfermedades cardíacas, entre otros
efectos. La biosíntesis de los flavonoides es afectada por la luz natural, atmósfera, temperaturas extremas y
presencia de patógenos.
Respecto a los isoprenoides, diversas clases de lípidos pertenecen a este grupo, tales como terpenos, esteroides e
isoprenoides mixtos. Los terpenos responsables de algunos sabores y olores de las plantas (Cowan, 1999), tienen
propiedades antioxidantes y protegen a lípidos y componentes celulares del ataque de agentes oxidantes como
radicales libres del oxígeno, superóxidos y grupos hidroxilo reactivos. Los terpenos más conocidos son el escualeno
y los carotenoides. Los esteroides, se clasifican en fitoesteroles y fitoestanoles, presentan una estructura semejante
al colesterol de origen vegetal.
Sáenz y col. (2008) resaltan la importancia de continuar con las investigaciones relacionadas con la búsqueda,
obtención y caracterización de fitoquímicos en plantas del desierto mexicano, con la finalidad de obtener un
beneficio en la producción de nuevos agentes activos con propiedades antimicrobianas y antioxidantes
principalmente.
CONCLUSIONES
El ser humano en el afán de controlar la inocuidad y calidad de sus productos ha desarrollado nuevas técnicas y
compuestos sintéticos, sin pensar en las posibles repercusiones que pueden ocasionar. La búsqueda de nuevos
compuestos que sean amigables con el ambiente en general es una tarea ardua y sin fin aparente, principalmente
por la tendencia de evolución de los microorganismos a generar una resistencia hacia los compuestos empleados
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para su control. Sin embargo, los avances en el descubrimiento de compuestos naturales con propiedades
biológicas aún no se manifiesta con la importancia que se debería y por lo tanto el avance ha sido lento, debido a la
falta de responsabilidad por parte de los consumidores y productores. Es de gran relevancia continuar con las
investigaciones de nuevos compuestos activos que sirvan como alternativa para el control de microorganismos
patógenos en industrias alimentarias y agrícolas, y que a su vez no dañen la salud humana y no afecten al medio
ambiente, pero que sean de bajo costo y eficientes.
AGRADECIMIENTOS
Jorge E. Wong-Paz agradece a CONACYT por el apoyo económico otorgado para alumnos de maestría.
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