Graciela Granados-Guzmán(1), Juan José Acevedo Fernández (2), Noemí Waksman Minsky (1), Ricardo Salazar Aranda (1)

(1) Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Medicina, Departamento de Química Analítica. Av. Madero y Gonzalitos s/n, Mitras Centro, Monterrey, N. L. C.P. 64460.

(2) Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Facultad de Medicina, Laboratorio de Electrofisiología y Bioevaluación Farmacológica. Leñeros e Iztaccíhuatl s/n, Cuernavaca, Morelos. C.P. 62350.

e-mail: salazar 121212@yahoo.com.mx

INTRODUCCIÓN

EVALUACIÓN DEL EFECTO ANTIHIPERGLUCÉMICO IN VIVO DE

EXTRACTOS DE PLANTAS

Docencia, Investigación,

Servicio Analítico Profesional

RESUMEN

Es ampliamente aceptado que el objetivo más difícil en el manejo de los pacientes con diabetes mellitus es

mantener niveles de glucosa en sangre cercanos a la normalidad. La hiperglucemia postprandial, es una

condición caracterizada por el aumento anormal de glucosa en sangre y ha sido relacionada con la diabetes

tipo 2. La hidrólisis de los carbohidratos de la dieta como el almidón son la mayor fuente de glucosa en

sangre. Diversos estudios sugieren que la inhibición de enzimas que hidrolizan carbohidratos pueden

retardar efectivamente la absorción de glucosa y por lo tanto disminuir la hiperglucemia postprandial [1,2].

Aunque en el mercado existen fármacos como Acarbosa y miglitol utilizados para disminuir los niveles de

glucosa pospandrial, tienen ciertos efectos colaterales. La medicina herbal ofrece una alternativa para

encontrar nuevos productos capaces proporcionar el mismo efecto, que sean seguros y porduzcan menos

efectos secundarios.

Para la evaluación in vivo de la actividad antihiperglucemiante, se puede utilizar un modelo de inhibición de

enzimas metabólicas, en el que se mide la disminución de la hiperglucemia postprandial a los 15, 30, 60 y

120 minutos después de administrar almidón como fuente de carbohidratos, en ratas normales, comparadas

con un grupo control[3].

En el presente trabajo nos propusimos evaluar 14 extractos obtenidos de plantas colectadas en México en

un modelo in vivo.

METODOLOGÍA

El ensayo se realizó con especímenes:

• Normoglucémicos

• Machos

• Peso promedio de 220 g

Condiciones de bioterio.

Se formaron 5 grupos de 5 ratas cada uno:

Grupo Dosis

Control de vehículo Agua 1 mL/ kg

Control negativo Almidón de maíz 1g/kg

Control positivoAlmidón de maíz (1 g/kg) +

Acarbosa (0.5 mg/kg)

Control positivo de extractoAlmidón de maíz (1 g/kg) +

PPHT (0.5 mg/kg)

Grupo de pruebaAlmidón de maíz (1 g/kg) +

Extractos (0.5, 2.5, 5 y 50 mg/kg)

Se llevó a cabo el siguiente procedimiento:

RESULTADOS

Los extractos evaluados fueron:

Clave Extracto

E1 Extracto polar de Ceanothus coeruleus

E2 Extracto butanolico de Juglans mollis

E3 Extracto metanolico de Juglans mollis

E4 Extracto de acetato de etilo de Juglans mollis

E5 Extracto acuoso de Juglans mollis

E6 Extracto metanolico de Uncaria tomentosa

E8 Extracto metanolico de Piqueria trinervia

E11 Extracto butanolico de Hamelia patens

E12 Extracto metanolico de Hamelia patens

E20 Extracto hidroalcohólico de Salvia texana

E21 Extracto hidroalcohólico de Salvia ballotaeflora

E22 Extracto de cáscara y semilla de Vitis vinifera

E23 Extracto de cásca de Vitis vinifera

E29 Extracto metanólico de Brickellia veronicifolia

La hiperglucemia postprandial es una condición caracterizada por un incremento anormal de

glucosa en sangre y ha sido asociado con la diabetes mellitus tipo 2.

Entre las estrategias para el control de la hiperglucemia están: la inhibición la digestión de

polisacáridos por las enzimas digestivas y la inhibición de absorción intestinal de

monosacáridos por los transportadores intestinales de glucosa. El agente anti-prediabético

Acarbosa, tiene desventajas como: reducción del riesgo de desarrollar diabetes en solo 36 %

y efectos secundarios gastrointestinales y hepáticos.

Los extractos naturales ofrecen una fuente importante de nuevos compuestos con potencial

actividad antihiperglucémica, que pueden tener mayor efectividad y menos efectos

secundarios.

En este estudio se llevó a cabo la evaluación del efecto antihiperglucemiante in vivo de 14

extractos de plantas a 4 diferentes dosis. A partir de los resultados obtenidos con el modelo in

vivo utilizado en este trabajo, la disminución del pico hiperglucémico a los 15 minutos después

de la administración de almidón, sugiere que el mecanismo de acción pudiera ser debido a la

inhibición enzimática o bien, de transportadores. Nueve extractos presentaron actividad

antihiperglucemiante con posible mecanismo de inhibición enzimática o de transportadores de

glucosa. El efecto antihiperglucemico no fue dosis dependiente.

Cinéticas de Glucemia Promedio Normalizada para Controles y Extractos Evaluados (n=5).

Pico Glucémico a los 15 min. Obtenido para Controles y Extractos Evaluados administrados vía oral.

C.V.: vehículo; C-: almidón, 1g/kg; C+: acarbosa 0.5 mg/kg + almidón 1g/kg; CE+: PPHT (hidrolizado proteínico de leguminosa) 0.5 mg/kg + almidón 1g/kg;

E1, E2, E3, E4, E5, E6, E8, E11, E12, E20, E21, E22, E23 y E29: extractos de prueba en concentraciones 0.5, 2.5, 5, 50 mg/kg + almidón 1g/kg. n=5,

promedio ± DEM.DISCUSIÓN

Se evaluó la capacidad de los extractos de plantas para disminuir el pico de glucemia en sangre que se produce por la administración de una fuente de carbohidratos (almidón). Estudios clínicos han

reportado que la hiperglucemia postprandial es un factor de riesgo independiente y directo de enfermedades cardiovasculares en individuos diabéticos y no diabéticos[4]. El manejo de la

hiperglucemia postprandial se puede lograr por medio de la inhibición de dos vías fisiológicas: la digestión de polisacáridos en monosacáridos por las enzimas digestivas; y la absorción intestinal de

monosacáridos por los transportadores de glucosa[3].

El proceso de digestión de carbohidratos se basa en la degradación enzimática de azúcares complejos a monosacáridos. Estos productos de digestión son absorbidos por el intestino delgado e

ingresan a la sangre para ser distribuidos a todas las células del organismo[5].

Los carbohidratos no sufren ninguna transformación química en el estómago. Es en el intestino delgado donde ocurre la mayor parte de la digestión de los carbohidratos, ya que ahí se secretan los

fluidos producidos por el páncreas y algunas células de las paredes del intestino, que llevan en solución enzimas específicas para hidrolizar carbohidratos. En el intestino delgado queda una mezcla

de monosacáridos provenientes de carbohidratos complejos. Estas unidades son absorbidas por las células de las paredes intestinales, pasando hacia la sangre y a través del sistema porta-

hepático, son conducidas hacia el hígado, el cual recibe una mezcla de monosacáridos. Es importante mencionar que en condiciones normales no ingresan a la sangre carbohidratos complejos[6].

Cuando un organismo vivo es expuesto a una muestra prueba (en este caso extractos naturales) ocurre la disminución del pico glucémico dentro de los primeros 15 minutos después de la

administración de almidón, se puede sugerir que el mecanismo de acción se deba a la inhibición de enzimas intestinales. La disminución de la glucemia en tiempos prolongados sugiere otros

mecanismos, entre ellos la acción hipoglucémica de la insulina.

Los controles positivos acarbosa y PPHT presentaron inhibición a dosis de 0.5 mg/kg. A esta misma dosis el único extracto que presentó efecto similar fue el E1 (Prueba de Dunnett p>0.05). Los

extractos E3, E5, E8, E21, E22 y E29 disminuyeron el incremento de glucemia a los 15 minutos, a dosis de 2.5 mg/kg en comparación con el control de hiperglicemica (almidón). Los extractos E1,

E2, E3, E4, E6, E8, E11, E12 y E21 disminuyeron el pico glucémico de forma significativa a la dosis de 5 mg/kg. Los extractos que mostraron efecto a la dosis de 50 mg/kg fueron E1, E4, E5 y E23.

Un total de 12 extractos presentaron algún grado de actividad antihiperglicémica. Se pudo observar además, que los extractos no presentaron un efecto dosis-respuesta.

Se ha reportado que los extractos E1, E2, E5 y E6 inhiben la actividad de glucosidasa y amilasa in vitro; además los extractos E3 y E4 han demostrado inhibir la actividad de glucosidasa mientras

que los extractos E8, E11 y E12 inhiben la actividad de amilasa, por lo que los hallazgos encontrados en el presente trabajo sugieren que el efecto in vivo sucede a través de la inhibición de estas

enzimas. Sin embargo la actividad antihiperglucemiante in vivo producida por los extractos E21, E22, y E29 sucede a través de otros mecanismos.

CONCLUSIONES

1. Doce de catorce extractos mostraron actividad antihiperglucemiante.

2. El efecto antihiperglucemico a los 15 minutos de al menos 9 extractos sugiere que el mecanismo de acción pudiera ser

a través de la inhibición de enzimas digestivas.

3. La actividad de los extractos no fue dosis dependiente.

AGRADECIMIENTOS

REFERENCIAS

1. Kim, J., et .al. Inhibition of alpha-glucosidase and amylase by luteolin, a flavonoid.

Bioscience, biotechnology, and biochemistry. 64 (11): 2458–2461. (2000).

2. Apostolidis, E. y Lee, C.M. In vitro potential of Ascophyllum nodosum phenolic

antioxidant-mediated alpha-glucosidase and alpha-amylase inhibition.

3. Yusoff, N., et al. Aqueous extract of Nypa fruticans Wurmb. Vinegar alleviates

postprandial hyperglycemia in normolycemic rats. Nutrients. 7 (8): 7012-7026. (2015).

4. Gerich, J.E. Clinical significance, pathogenesis, and management of postprandial

hyperglyceamia. Archives of Internal Medicine. 163 (11): 1306-1316. (2003).

5. Seely R., et al. Anatomía & Fisiología. 6ta. Edición. Editorial Lusociencia, McGraw-Hill.

(2003).

6. Martínez Guerra, J.J. Bioquímica. 1a. Edición, Universidad Autónoma de

Aguascalientes. (2002).

Este trabajo fue financiado por el proyecto CONACyT CB-2013-

220882. Las estancias de investigación fueron apoyadas

parcialmente por la Red Famoquímicos del CONACYT No.

271520.

Red

CONACYT