Estudios fisicoquímicos y farmacobotánicos en algunas especies de asteráceas y rosáceas medicinales nativas

Abstract

El intercambio de hierbas y otros productos naturales, tanto para uso medicinal como alimentario y de otras industrias, ha experimentado en los últimos tiempos un enorme desarrollo tanto en volumen como en modernización y exigencias de calidad. Por este motivo, es necesario aplicar cada vez con mayor rigor la tecnología adecuada en la producción y manipulación de esos productos, respondiendo a modernos enfoques de buenas prácticas y aseguramiento de la calidad. Esto llevó a elevar las condiciones higiénicas y de calidad de las hierbas medicinales, para las que la Organización Mundial de la Salud ha impulsado la necesidad de establecer adecuados estándares de calidad, tanto como la aplicación de buenas prácticas de manufactura. Las mejoras en el mercado nacional surgirán del mejor conocimiento de las especies nativas, que constituyen el grueso de las que se ofrecen al consumidor en nuestro país. La presencia y concentración de algunas sustancias inorgánicas, constituye uno de los factores de mayor importancia condicionantes de la calidad de las hierbas medicinales y de los productos derivados de ellas. A este respecto, se pueden identificar dos motivos principales: su utilidad para la caracterización de determinado material vegetal y el alto significado que su presencia o concentración puede tener en la identificación de una adulteración o alteración del material. La escasez de información científica acerca de las numerosas hierbas medicinales de nuestro país con las que se elaboran o formulan medicinas, da sustento a la originalidad de este trabajo, dado que con él se tiende a satisfacer la necesidad de completar la información en cuanto al contenido de ciertos analitos y otras propiedades farmacobotánicas en muestras de plantas medicinales indígenas, para contribuir al establecimiento de estándares de calidad de las mismas. Tanto las infusiones como las soluciones empleadas para nutrición o terapéutica, fueron identificadas como fuentes potenciales de elementos esenciales e incluso de elementos tóxicos. Pese a ello, la investigación de la relación entre la cantidad ingerida y la toxicidad de los elementos vestigios en las muestras aludidas es un importante tema que justifica la realización de estos estudios. En todo el mundo es reconocida la presencia de elementos vestigios en el manejo nutricional de la población, mientras que el conocimiento del contenido de los elementos inorgánicos en la infusión de plantas usuales tiene una importancia especial, a raíz de la frecuencia de su consumo. En efecto, el consumo de importantes cantidades de infusiones, a largo plazo puede ser la causa de la incorporación de significativas cantidades de distintos analitos, que se presentan tanto en forma natural o como contaminantes. Fue objetivo de este trabajo contribuir al conocimiento físicoquímico y farmacobotánico de tres especies de plantas medicinales de los géneros Thelesperma, Pluchea (Familia Asteráceae) y Margyricarpus (Familia Rosaceae), empleadas con diversos fines terapéuticos en la medicina folklórica de la Argentina y de países limítrofes. Para ello, se colectaron a campo, muestras de Thelesperma megapotamicum (Spreng.) Kuntzé y de Margyricarpus pinnatus (Lam.) Cabrera, en la región serrana de la provincia de San Luis y de Pluchea sagittalis en la localidad de Santa Ana, Corrientes. Las mismas fueron identificadas por la metodología taxonómica clásica, es decir mediante el uso de claves, descripciones e iconografía, documentando las mismas y depositando sendos ejemplares de herbario en el Herbario de la Universidad Nacional de San Luis (UNSL) y en el Herbario del Instituto de Botánica del Nordeste (CTES). Para realizar los estudios macro y micromofológicos se sometieron a diversas técnicas histológicas las muestras frescas y preservadas en formalina aceto-alcohólica (FAA), obteniéndose preparaciones permanentes y semipermanentes. Para el estudio de micrografía cuantitativa, se realizó diafanización con posterior medición de los siguientes parámetros: número de estomas en ambas epidermis; índice de estomas; índice de empalizada; número de islotes y número de terminales de nerviación. El análisis químico de treinta y seis elementos minerales en las partes aéreas de las tres especies y sus infusiones se realizó por Espectrometría de Emisión Óptica por Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-OES). Para ello, las muestras fueron lavadas y desecadas en estufa a 65°C hasta peso constante y luego molidas en molinillo tipo Wiley de malla 0,50 mm. Para preparar las soluciones problemas a partir del material vegetal seco, se tomó 1 g de muestra, que fue puesto en crisol de porcelana y acenizado en horno mufla a 550ºC durante 7 h. Las cenizas fueron disueltas con ácido clorhídrico (HCl) 37% p.a, luego se agregó 5 mL de solución de Indio (In), concentración, 500 mg L-1 como estándar interno, luego se llevó a un volumen de 100 mL con agua deionizada ultrapura (resistencia 18.2 M cm-1), en tanto que las infusiones fueron preparadas del siguiente modo: 5 g de muestra a la que se agregó 100 mL de agua deionizada ultrapura a 90° C y luego se dejó reposar por 10 minutos. Las infusiones obtenidas fueron filtradas y evaporadas a seco; los residuos calcinados en horno mufla a 480° C durante 4 h. Con las cenizas obtenidas se procedió del mismo modo que para el material seco. Desde el punto de vista farmacobotánico, se han caracterizado las tres especies estudiadas Thelesperma megapotamicum, Pluchea sagittalis (Asteraceae) y Margyricarpus pinnatus (Rosaceae), estableciendo los caracteres diacríticos que permiten realizar un control de calidad efectivo de estos vegetales y eventualmente detectar su presencia en productos industriales (extractos y sus diluciones). Se describió por primera vez la micromorfología foliar y caulinar de M. pinnatus; se informó por primera vez los parámetros micrográficos de las tres especies. Las tres entidades pueden distinguirse entre sí tanto por el número de estomas e índice de estomas de epidermis superior e inferior, el índice de empalizada y el número de islotes y número de terminales de nerviación. Se diferenció a M. pinnatus de T. megapotamicum y P. sagittalis en función de la epidermis en que se encuentran los estomas, la primera presentó hojas hipostomáticas mientras que las otras dos especies presentaron hojas anfiestomáticas. Desde el punto de vista químico se determinó la concentración de treinta y seis elementos minerales en materia seca e infusiones de las tres especies estudiadas y en función de ellos se calculó el porcentaje de extractabilidad. Se estableció la contribución de las infusiones a la ingesta diaria recomendada de los distintos elementos minerales. En el material vegetal seco de las tres especies los elementos presentaron valores semejantes al hallado en la mayoría de las plantas alimenticias. Se encontraron altas concentraciones de K, Ca, P y Mg. En el caso de los oligoelementos se hallaron concentraciones de Al, Fe, Na, Zn, Mn, Cu, Li, Cr, Ni, V, Mo Se, y Co. Los elementos de mayor concentración fueron Al, Fe Na y Zn y el de menor concentración fue el Co. El Se no fue detectado en M. pinnatus. Respecto de la concentración de otros elementos minoritarios, tanto para P. sagittalis como para T. megapotamicum se determinaron concentraciones de Ag, As, Ba, Cd, Ga, Hg, La, Nb, S, Sc, Sn, Sr, Ta, Ti, W, Y y Zn) mientras que en M. pinnatus solo se encontraron concentraciones de As, B, Ba, Sb, Si, Sr, Th, Ti. Del análisis de las infusiones se desprende no siempre la cantidad de los elementos presentes en el material vegetal estará presente en las mismas. El orden de magnitudes de las concentraciones de K, Ca, P y Mg conserva similitud con el material vegetal seco, sin embargo, para los oligoelementos, solo se encontraron concentraciones Al, Cu, Fe, Mn, Na y Zn en las tres especies; también se hallaron concentraciones de Co y Mo en P. sagittalis; de Li en T. megapotamicum y de Cr en M. pinnatus. Para los demás elementos minoritarios solo se encontró concentraciones de Ba y Sr en las plantas pertenecientes a la familia Asteraceae y B, Si y Sr en M. pinnatus. La mayoría de los elementos se clasificó dentro del grupo moderadamente extractable y pobremente extractable. Los valores obtenidos para la infusiones de cada de una de las especies de hierbas medicinales y la ausencia de algunos metales pesados como Pb, Cd, As, entre otros, indican que los minerales contenidos en ellas y administrados en forma de infusión a dosis terapéuticas, en ninguno de los casos, superan los niveles máximos permitidos; salvo caso de aumento de la ingesta (frecuencia de consumo) o que el material vegetal pueda ser ingerido o incorporado a formas distintas del extracto acuoso estudiado podrían generar un riesgo al consumirlas, desde el punto de vista de la ingestión de un exceso de elementos minerales. Este trabajo constituye un aporte original al conocimiento de la composición mineral de P. sagittalis, T. megapotamicum y M. pinnatus; del pasaje de los minerales a las infusiones obtenidas a partir de cada una de ellas y de la contribución de minerales a la ingesta dietaria diaria adecuada de una persona, y en su caso a la ingesta máxima tolerada, ya que esta información no había sido encontrado en la bibliografía hasta el presente. La evaluación quimiométrica muestra que hay una relación entre las especies de hierbas y las infusiones desde la perspectiva de la concentración de los elementos minerales. Al aplicar el PCA se pudo observar que la primer componente principal se correlaciona principalmente con las variaciones presentes en los microelementos Mo, Zn, Mn, Co y Ba; mientras que la segunda componente se correlaciona con elementos mayoritarios principalmente Ca y P, así como dos elementos minoritarios Ni y Cr. El dendograma obtenido mediante el método de Ward en un epacio euclídeo simple, permite observar que sólo dos muestras correspondientes a M. pinnatus fueron confundidas y clasificadas dentro del grupo correspondiente a las de P. sagittalis. Con el ALD se logró una buena resolución para separar las muestras correspondientes a los distintos grupos, el desempeño del método resultó ser muy pobre al ser sometido al método de validación cruzada (56,7% de muestras clasificadas correctamente). Para mejorar el desempeño de estos sistemas de clasificación de muestras, se repitió el ALD siguiendo el método de incorporación de variables paso a paso. Se pudo observar que por validación cruzada dejando uno afuera se alcanzaron valores de predicción del orden del 90%. Resulta importante señalar que para lograr este nivel de predicción solo se utilizaron cinco variables del total de contenidos de minerales disponible. Los resultados demuestran claramente la potencialidad y la versatilidad de estas metodologías, que podría ser aplicado al contenido de metal de rutina de seguimiento en las formulaciones de fitofarmacéuticos.