Hombre, Ciencia y Tecnología ISSN:1028-0871 Vol. 28, No. 1, ene-mar, pp. 31-37, 2024
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Euforbiáceas del macizo montañoso Nipe-Sagua-Baracoa como condición promisoria
para el desarrollo de nuevos plaguicidas botánicos
Euphorbiaceae from the Nipe-Sagua-Baracoa mountain massif as a promising
condition for the development of new botanical pesticides
Autores:
Lic. Lázaro M. Cotilla-Pelier, https://orcid.org/0000-0003-1922-8753
Ing. María B. Gallardo-López, https://orcid.org/0000-0001-9270-0159
Filiación: Centro de Desarrollo de la Montaña (CDM), Limonar, El Salvador, Guantánamo,
Cuba.
E-mail: lazaro@cdm.gtmo.inf.cu, maria@cdm.gtmo.inf.cu
Fecha de recibido: 25 oct. 2023
Fecha de aprobado: 3 dic. 2023
Resumen
Se realizó el estudio fitoquímico y de
bioactividad de cuatro especies de
Euforbiáceas, presentes en ecosistemas
naturales del macizo montañoso Nipe-
Sagua-Baracoa, con el objetivo de
establecer sus potencialidades para el
desarrollo de nuevos bioplaguicidas. Con
este fin, se obtuvieron extractos crudos de
las especies, los cuales se evaluaron
mediante el ensayo de Artemia, un
bioensayo de referencia que ofrece no solo
criterio preliminar de actividad plaguicida
sino además criterio toxicológico y
ecotoxicológico. Los extractos
hidroalcohólicos de las cuatro especies
evaluadas, presentaron actividad
significativa sobre Artemia salina, lo que
indica sus potencialidades para la
obtención de sustancias bioactivas de
interés fitosanitario. Se detectó la
presencia en las plantas de
triterpenos/esteroides, fenoles/taninos,
carbohidratos/glicósidos y, con menor
frecuencia, flavonoides, saponinas,
alcaloides, quinonas y cumarinas;
sustancias que pueden estar asociadas a
los efectos observados.
Palabras clave: Euforbiáceas;
Bioactividad; Artemia salina; Criterio
toxicológico y ecotoxicológico
Abstract
The phytochemical and bioactivity study of
four species of Euphorbiaceae, present in
natural ecosystems of the Nipe-Sagua-
Baracoa mountain massif, was carried out
with the objective of establishing their
potential for the development of new
biopesticides. For this purpose, crude
extracts of the species were obtained,
which were evaluated using the Artemia
assay, a reference bioassay that offers not
only preliminary criteria for pesticide activity
but also toxicological and ecotoxicological
criteria. The hydroalcoholic extracts of the
four species evaluated showed significant
activity on Artemia salina, which indicates
their potential for obtaining bioactive
substances of phytosanitary interest. The
presence of triterpenes/steroids,
phenols/tannins, carbohydrates/glycosides
and, less frequently, flavonoids, saponins,
alkaloids, quinones and coumarins was
detected in plants; substances that may be
associated with the observed effects.
Keywords: Euphorbiaceae; Bioactivity;
Artemia salina; Toxicological and
ecotoxicological criteria
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Introducción
Las Euforbiáceas (Euphorbiaceae) constituyen una familia botánica que abarca 300 géneros
y alrededor de 7.500 especies. La mayoría de ellas son hierbas, aunque, especialmente en
los trópicos, también se incluyen árboles y arbustos; comprende especies monoicas o dioicas
típicamente con látex. Algunas son suculentas y se asemejan a los cactus (Enrique &
Vargas, 2022).
Esta familia se encuentra representada principalmente en los trópicos, con la mayoría de las
especies distribuidas por la región Indo-malaya y la América tropical. Existe una amplia
variedad en el África tropical, aunque no tan abundante ni variada como en las otras dos
regiones. El género Euphorbia también tiene muchas especies en áreas no tropicales, como
la Cuenca Mediterránea, el Oriente Medio, Sudáfrica y el sureste de Estados Unidos.
Un buen número de especies de esta familia botánica, se ha utilizado en medicina natural y
tradicional; informándose una enorme variedad de categorías terapéuticas, entre ellas,
antifúngicas, eméticas, catárticas, diuréticas, contra la impotencia sexual y trastornos del
sistema inmunológico, entre otras.
Otros estudios han demostrado la actividad biológica de especies de esta familia sobre
organismos de interés agrobiológico, por lo que se perfilan como una condición promisoria
para el desarrollo de bioplaguicidas, bioestimuladores o inductores de mecanismos
bioquímicos de resistencia para la protección de cultivos de importancia económica, en
sustitución de agroquímicos de síntesis (Kemboi, et al., 2020; Kone, Bello & Onifade, 2020).
Estas propiedades, algunas de las cuales han sido avaladas por numerosos estudios, se
consideran asociadas a determinados principios activos presentes en la composición de
muchas de estas plantas, entre ellos glucosinolatos, glicósidos cianogénicos, saponinas,
compuestos fenólicos y terpenoides, entre otros (Kathare et al., 2021).
Como parte de los estudios de bioprospección de la flora del Macizo Montañoso Nipe-
Sagua–Baracoa, en busca de nuevas fuentes de compuestos bioactivos, el presente trabajo
tuvo como objetivo determinar la composición fitoquímica cualitativa, así como la actividad
biológica sobre Artemia salina Leach de varias especies de Euforbiáceas ampliamente
representadas en esta zona de la región oriental de Cuba.
Materiales y métodos
Para la realización de la investigación se seleccionaron las siguientes especies:
Tabla 1. Especies seleccionadas para la investigación
No.
Nombre científico
Nombre (s) vulgar (es)
1
Phyllanthus acidus, Lin.
Grosella
2
Euphorbia heterophylla, Lin.
Lechero, Yerba lechera
3
Hura crepitans, Lin.
Salvadera
4
Jatropha urens, Lin.
Chaya
De todas las plantas se y se prepararon muestras para su depósito en herbario.
Colecta y procesamiento del material vegetal: el material vegetal se recolectó en horas de
la mañana, en diferentes zonas del Macizo Montañoso Nipe–Sagua–Baracoa. Cada muestra
se dividió en dos partes, una de las cuales se depositó en la colección biológica del Centro
de Desarrollo de la Montaña, en tanto que la otra se envió al Centro Oriental de Ecosistemas
y Biodiversidad (BIOECO), para su clasificación taxonómica y depósito en el herbario de
referencia BSC “Jorge Sierra Calzado" de dicha institución.
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Obtención de la droga cruda: se seleccionó el material, separándose las partes en mal
estado, los restos de otras plantas y otras materias extrañas; se lavó y se secó en estufa con
circulación de aire a 40 ºC. Posteriormente, se pulverizó en un molino de cuchillas (diámetro
de partícula) y se conservó la droga cruda de las diferentes especies en bolsas de nylon de
polietileno, a una temperatura de 20 ºC.
Obtención de los extractos: se partió de 40 g de cada muestra de material vegetal, los
cuales se maceraron en 150 mL de disolución etanol: agua (95:5), agitándose en zaranda
orbital durante 48 horas, a temperatura de 30 ºC. Posteriormente se filtraron y se
concentraron a vacío hasta sequedad. Finalmente se colocaron los extractos en frascos de
vidrio de color ámbar y se conservaron en refrigeración hasta el momento de realizar los
bioensayos.
Pesquisaje fitoquímico cualitativo: se realizó según la metodología descrita por López y
Ortiz (2003), determinándose la presencia o no de los siguientes grupos de compuestos:
alcaloides, triterpenos/esteroides, saponinas, fenoles/taninos, quinonas, flavonoides,
cumarinas, aceites esenciales, resinas, antocianinas, aminoácidos libres/aminas, azúcares
reductores, carbohidratos/glicósidos y mucílagos.
Evaluación de la actividad biológica sobre Artemia salina: se realizó según la
metodología descrita por Meyer et al. (1982). Se utilizaron placas plásticas de 96 pocillos, a
los cuales se le adicionó sucesivamente 200μL de agua de mar conteniendo 5-10 larvas de
A. salina, y 50μL de una disolución de la muestra a evaluar disuelta en una mezcla de
acetona: Tween 20: solución de sal marina.
Los extractos se evaluaron a la concentración de 1000μg.mL
-1
considerándose activos
aquellos que provocaron porcentajes de muertes mayores de 50% (Meyer et al., 1982,
McLaughlin, Rogers & Anderson, 1998). Se utilizó un total de 8 pozos (réplicas) para cada
concentración. Se evaluó la mortalidad de las larvas a las 6 y 24 horas. Como criterio de
muerte se estableció la falta total de movimientos durante 10 segundos de observación bajo
el microscopio estéreo. Se utilizaron dos controles negativos: disolución de sal marina y la
mezcla acetona: Tween 20: disolución de sal marina. El bioensayo se consideró válido si el
porcentaje de mortalidad en el control no excedió el 10% (McLaughlin, Rogers & Anderson,
1998). Como plaguicida de referencia (control positivo) se utilizó la rotenona. Los datos de
mortalidad se compararon a través de una Comparación Múltiple de Proporciones utilizando
el software CompaProWin 2.0.
A partir de los resultados obtenidos en el bioensayo frente a A. salina, se seleccionó la planta
cuyo extracto provocó el mayor porcentaje de mortalidad y se le realizó la extracción con tres
sistemas de disolventes de diferente polaridad en orden creciente de la misma: n- hexano,
cloroformo: acetato de etilo (1:1) y metanol: agua (9:1). Se obtuvieron los extractos secos
correspondientes y se evaluaron frente a A. salina a las concentraciones finales de 1000, 100
y 10µg.mL
-1
, considerándose activos aquellos con valores de LC
50
<1000 µg. mL
-1
(Meyer et
al., 1982).
Los valores de LC
50
a un intervalo de confianza del 95% se calcularon con el empleo del
método de análisis estadístico Probit descrito por Finney (1985).
Resultados y discusión
Pesquisaje fitoquímico cualitativo
El pesquizaje fitoquímico, evidenció la presencia, en todas las especies, de
triterpenos/esteroides, fenoles/taninos y carbohidratos/glicósidos, por lo que constituyen los
grupos de metabolitos dominantes. Las saponinas, flavonoides y los azúcares reductores, se
presentaron como los segundos grupos de metabolitos más frecuentes, al detectarse la
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presencia de cada uno en tres de las cuatro especies pesquizadas. Los restantes grupos de
compuestos se detectaron con menor frecuencia (tabla 2).
Tabla 2. Metabolitos detectados en el pesquizaje fitoquímico realizado a las plantas
Especies
Metabolitos ensayados
*
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
P. acidus
++
++
++
++
+++
E. heterofila
+++
++
+
+++
++
+++
+++
H. crepitans
+
++
++
+++
++
++
J. urens
++
++
++
++
++
++
+++
++
++
Leyenda: 1-alcaloides, 2-triterpenos y esteroides, 3-quinonas, 4-aceites esenciales, 5-saponinas, 6-
fenoles y taninos, 7-flavonoides, 8- cumarinas, 9-resinas, 10-antocianidinas, 11-aminoácidos libres y
aminas, 12-azúcares reductores, 13-carbohidratos y/o glicósidos y 14-mucílagos.
De manera general, los tres grandes grupos de metabolitos cuya presencia se detectó en
todas las especies (triterpenos y esteroides, fenoles y taninos, carbohidratos y/o glicósidos),
se encuentran frecuentemente asociados a un amplio espectro de actividades biológicas
según estudios desarrollados por numerosos autores (Salazar, 2019).
Cabe destacar que la bioactividad de estas moléculas está estrechamente relacionada con
su estructura química, por ejemplo, entre grupos la diferencia puede estar dada por
hidroxilaciones, glucosilaciones, metilaciones, esterificaciones y otras conjugaciones de sus
estructuras básicas (Sánchez, Galván & Pitre, 2019).
Así, los compuestos terpenoides, se derivan del isopreno, molécula de cinco carbonos con
propiedad antioxidante que al conjugarse sintetiza moléculas más complejas como β-
caroteno (antioxidante), 1-mentol (antimicrobiano), Curcurbitacina A (nematicida) y Casbeno
(antifúngico). Los compuestos fenólicos se distinguen por el anillo aromático que los
caracteriza y que al hidroxilarse una o más veces da origen a compuestos como Ácido
caféico, Ácido clorogénico, Cianidina (antioxidantes), Magnolol (antifúngico), Ácido felúrico y
Naringenina (antimicrobiano). Los glicósidos, por su parte son moléculas en la cual un
glúcido (glicoina) se enlaza a través de su carbono anomérico a otro compuesto de diferente
naturaleza química (aglicona), mediante un enlace O-glucosídico o un enlace S-glucosídico.
Ofrecen una gran diversidad en dependencia de la estructura de la glicona y de la aglicona,
donde la última, es la más importante desde el punto de vista de su actividad biológica
(Meneses, 2021).
Los compuestos bioactivos resultan de gran interés debido a que se sintetizan por vías
metabólicas complejas y sus mecanismos de regulación son muy sofisticados. Por tanto, el
poder comprenderlos representa una gran oportunidad para el aprovechamiento de los
beneficios que pueden ofrecer para la salud humana, animal y vegetal.
Actividad biológica frente a Artemia salina
En los bioensayos desarrollados con A. salina los extractos de las cuatro especies evaluadas
causaron mortalidades mayores del 50%, a las 24 horas de aplicados los tratamientos; por lo
que, según el criterio de actividad establecido, las cuatro especies se consideraron activas
(tabla 3). El mayor porcentaje de mortalidad se observó al aplicar extracto correspondiente a
la especie E. heterophylla que provocó la muerte del 100% de los organismos
considerándose la planta de mayor actividad.
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Tabla 3. Actividad biológica sobre A. salina a las 24 horas de los extractos etanólicos a 1000 µg.ml
-1
.
Especies
% Muertes (24h)
P. acidus
71
E. heterophylla
100
H. crepitans.
90
J. urens
95
Rotenona
100
Disolución de sal marina
0
Acetona: Tween 20
0
Los extractos de E. heterophylla, obtenidos con los sistemas de disolventes de diferentes
polaridades, evidenciaron actividad frente a A. salina al obtenerse, en todos los casos,
valores de LC
50
<1000 µg.mL
-1
(Tabla 4).
Tabla 4. Actividad biológica de los extractos de diferentes polaridades de E. heterophylla frente a A.
salina.
Extracto
% de Muertos
LC
50
10 µg.ml
-1
100 µg.ml
-1
1000 µg.ml
-1
n – Hexano
71.73
75.00
80.00
5.47
Cloroformo : acetato de etilo
54.00
54.16
64.44
96.94
Metano l: agua
0.00
61.00
88.00
115.12
El menor valor de la LC
50
correspondió al extracto obtenido con n-hexano. Este extracto no
exhibió el mayor porcentaje de mortalidad a la máxima concentración evaluada (valor que
correspondió al extracto obtenido con el sistema metanol: agua); sin embargo, a
concentraciones inferiores (10 µg.ml
-1
y 100 µg.ml
-1
) mostró porcentajes de mortalidad
superiores al 50% y mayores que los obtenidos con los restantes extractos. De esta manera,
dicho extracto fue el que mejor comportamiento mostró en su actividad biológica frente a A.
salina, al exhibir valores elevados de los porcentajes de mortalidad a las tres
concentraciones evaluadas y el menor valor de la LC
50
.
Este efecto puede estar asociado a la menor polaridad del extracto. Numerosos estudios
plantean que los compuestos de baja polaridad pueden atravesar membranas biológicas y
alcanzar los órganos u otros componentes dianas de los organismos vivos sobre los cuales
actúan, con mayor facilidad que las sustancias de polaridad media y alta (Quezada, 2020).
Esto permite que una sustancia capaz de producir determinado efecto sobre un sistema
biológico, pueda provocarlo más fácilmente, aún a bajas concentraciones, si su polaridad es
baja.
Se informan numerosos estudios que demuestran varios tipos de efectos biológicos de
euforbiáceas sobre organismos plagas. Así, por ejemplo, del género Phyllanthus, se
demostró la actividad de Phyllanthus niruri frente a hongos fitopatógenos de importancia
económica (Bustamante, 2018). Del género Jatropha, se informan especies como Jatropha
dioica con efectos antimicrobianos y Jatropha curcas, Lin informada como efectiva por su
efecto de repelencia frente a larvas del insecto Rhynchophorus palmarum considerado una
plaga de interés económico en algunas regiones del planeta (Tabares et al., 2017). Del
género Euphorbia, por otra parte, se informa de las potencialidades de algunas especies
como Euphorbia hirta para el control de la moniliasis (Moniliophthora roreri) del cacao (Díaz,
2021).
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Todos estos resultados, conjuntamente con los obtenidos en la presente investigación,
demuestran el potencial de la familia Euphorbiaceae como fuente de sustancias bioactivas
que pueden servir de punto de partida para el desarrollo de nuevos plaguicidas botánicos.
Conclusiones
El pesquisaje fotoquímico cualitativo realizado a las plantas estudiadas evidenció la
presencia, en todas las especies, de triterpenos/esteroides, fenoles/taninos y
carbohidratos/glicósidos, cuyos grupos de metabolitos se encuentran frecuentemente
asociados a un amplio espectro de actividades biológicas.
Los extractos de todas las especies mostraron actividad significativa frente a A. salina,
correspondiendo la mayor actividad a los extractos de la especie E. heterophylla, los cuales
provocaron los mayores niveles de mortalidad, además de exhibir la menor LC
50
al aplicarse
el extracto obtenido con n–Hexano.
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