ARTICULO DE REVISION

Aceites esenciales de plantas cubanas: un ensayo sistemático

Essential oils from Cuban species: a systematic review

0000-0002-1079-7151Jorge A. Pino^{a  *} 

^a Food Industry Research Institute,Cuba.

RESUMEN

Se realizó un análisis bibliométrico de la información sobre aceites esenciales (AEs) de plantas cubanas. La búsqueda se realizó en las bases de datos: Scopus, ScienceDirect, PubMed, Scielo e Infomed. Además, se revisaron Google Scholar y revistas científicas relevantes Entre 1971-2021 aparecieron 240 artículos en relación con los AEs publicados en 53 revistas. En total, 222 investigadores, pertenecientes a 24 instituciones, participaron en estos trabajos. Seis fueron las instituciones más productivas: IIIA, CNIC, IPK, CENSA, Universidad de Alabama en Huntville y CIDEM. A partir del análisis de los resultados, se han analizado 31 familias botánicas y 162 especies. Las familias más representativas fueron Myrtaceae, Asteraceae, Lamiaceae y Rutaceae, mientras que las especies más estudiadas fueron Citrus sinensis L., Citrus aurantifolia Swingle, Piper aduncum L. y Piper auritum H.B.K. Por regiones de recolección de las muestras se han evaluado muestras de 13 provincias cubanas, la mayor parte recolectadas en las provincias de Artemisa, Pinar del Río y La Habana. Las hojas fueron la parte vegetal para la extracción de AE y la hidrodestilación el método de obtención más utilizados. Se han reportado diferentes actividades biológicas, como: antibacteriana, antifúngica, antiprotozoaria, antileishmanial, insecticida, antiplasmodial, antioxidante y anticáncer. Se recomienda ampliar los ensayos in vivo para verificar la eficacia y seguridad del uso de los AEs. La información reportada en esta revisión puede contribuir científicamente a guiar las investigaciones futuras hacia una nueva perspectiva con los AEs de plantas cubanas.

Palabras-clave: Cuba; aceite esencial; revisión sistemática; actividad biológica

ABSTRACT

A bibliometric analysis of the information on essential oils (EOs) of Cuban plants was carried out. The search was carried out in the databases: Scopus, ScienceDirect, PubMed, Scielo and Infomed. In addition, Google Scholar and relevant scientific journals were also reviewed. Between 1971-2021, 240 published articles appeared in 53 journals in relation to AEs. In total, 222 researchers, belonging to 24 institutions, participated in these studies. The six most productive institutions were IIIA, CNIC, IPK, CENSA, University of Alabama at Huntville and CIDEM. From the analysis of the results, 31 botanical families and 162 species have been analyzed. The most representative families were Myrtaceae, Asteraceae, Lamiaceae and Rutaceae, while the most studied species were Citrus sinensis L., Citrus aurantifolia Swingle, Piper aduncum L. and Piper auritum H.B.K. By region of sample collection, samples from 13 Cuban provinces have been evaluated, most of them collected in the provinces of Artemisa, Pinar del Río and Havana. The leaves were the plant part for the extraction of EO and hydrodistillation the most used obtaining method. Different biological activities have been reported, such as: antibacterial, antifungal, antiprotozoal, antileishmanial, insecticidal, antiplasmodial, antioxidant and anticancer. It is recommended to expand in vivo trials to verify the efficacy and safety of the use of EOs. The information reported in this review can scientifically contribute to guide future research towards a new perspective with the EOs of Cuban plants.

Key words: Cuba; essential oil; systematic review; biological activity

INTRODUCCION

Los aceites esenciales (AEs) o volátiles poseen fragancias características y estos metabolitos pueden aislarse mediante destilación (seca, con agua o vapor) o por expresión mecánica (para las frutas cítricas), lo que produce mezclas complejas de diferentes clases de compuestos como hidrocarburos mono- y sesquiterpénicos, así como derivados oxigenados biogenéticamente derivados de ellos. Otros constituyentes comunes son fenilpropanoides/bencenoides generados por la vía del ácido shikímico y sus productos de biotransformación, así como otros compuestos provenientes del metabolismo de los ácidos grasos y aminoácidos. También pueden estar presentes compuestos nitrogenados y azufrados (^{Pino, 2015}). Los extractos de plantas aromáticas obtenidos mediante el uso de disolventes o gases fluidizados no son considerados como AEs, de igual forma que los concretos, pomadas, absolutos y oleorresinas (^{Pino, 2015}).

En las últimas décadas ha habido un renacer por el interés en la medicina natural, particularmente con el empleo de remedios herbales como complemento de la medicina moderna (^{Valdivieso-Ugarte et al., 2019}; ^{Kieliszek et al., 2020}). Ocurre igual con el uso de materiales naturales en las industrias de alimentos, bebidas, saborizantes, cosméticas y productos agrícolas. La búsqueda de sustancias activas se ha animado, particularmente en el uso de AEs y sus compuestos volátiles como agentes antimicrobianos y antioxidantes en alimentos y medicina. El hecho de que los AEs y sus constituyentes unan su capacidad aromatizante a ser naturales y biodegradables; poseer generalmente poca toxicidad y ser capaces de cumplir la función de sustancias obtenidas por vía sintética, han contribuido a este resultado. Además, los AEs pueden ser usados para proteger las cosechas contra plagas, con la ventaja de que no se acumulan en el medio ambiente y que poseen un amplio rango de actividades, lo que disminuye el riesgo del desarrollo de cepas patogénicas resistentes. Los AEs también son fuente de materias primas valiosas, pues sus componentes mayoritarios pueden aislarse por destilación o cristalización (^{Pino, 2015}). Tratar de diseñar un camino que debe recorrerse para descubrir y conocer estas especies, así como para evaluar el inmenso potencial económico que se encierra en cada una de estas, debe ser una razón constante de la comunidad científica nacional.

Cuba es un país tropical que cuenta con una rica diversidad botánica y química, en la que muchas de las especies son aromáticas y poco conocidas científicamente a pesar de tener múltiples usos alimentarios y medicinales por la población. No obstante, no puede negarse que existe un conocimiento acumulado de muchas de las plantas medicinales (^{Fuentes, 2008}; ^{Nogueiras et al., 2010}). Recientemente, ^{Monzote et al. (2021}) reportaron una búsqueda de la literatura en los AEs de plantas aromáticas de Cuba y sus composiciones químicas, pero se limitaron a considerar sólo 31 estudios que evaluaron las propiedades farmacológicas, lo que no representa el total de estudios publicados hasta la fecha.

Cuando se realizan revisiones bibliográficas es importante que se utilicen herramientas de búsqueda exploratorias para estudiar el perfil completo del objeto de la investigación representado por los datos disponibles en la literatura. Entre las herramientas disponibles para este fin, el análisis bibliométrico se destaca como el más adecuado. Este método estadístico permite comprender la influencia de las tendencias de investigación, campos de publicación, así como revistas, autores, países e instituciones más prolíficos en el tema.

El objetivo de esta revisión sistemática fue identificar la literatura disponible de las investigaciones sobre aceites esenciales de plantas en Cuba. Estos resultados pueden guiar las futuras investigaciones hacia una nueva perspectiva de las plantas aromáticas de Cuba.

Esta revisión sistemática fue realizada según la lista de control PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysis) (^{Moher et al., 2009}). Los criterios de elegibilidad fueron incluir aquellos artículos que se enfocaron en los AEs de especies aromáticas en Cuba, con la evaluación del método de extracción, actividad biológica y la composición química. En el criterio de la exclusión fueron eliminados aquellos trabajos que solo informaron tamizaje fitoquímico de la planta o que evaluaron material vegetal de plantas no cultivadas en Cuba.

Se desarrollaron estrategias de la búsqueda individuales detalladas para cada una de las bases de datos bibliográficos siguientes: Scopus (https://www.scopus.com), ScienceDirect (https: //www.siencedirect.com), PubMed (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov), Scielo (https: //www.scielo.org) e Infomed (http://www.infomed.sld.cu). Además, se revisaron Google Scholar (https://scholar.google.com) y las revistas científicas relevantes siguientes: Revista Cubana de Plantas Medicinales (http://www.revplantasmedicinales.sld.cu), Revista Cubana de Farmacia (http://www.revfarmacia.sld.cu) y Revista CENIC Ciencias Físicas o Ciencias Químicas (http://www.revista.cnic.edu.cu). La búsqueda incluyó todos los documentos publicados hasta diciembre de 2021, para todas las bases de datos sin restricciones de tiempo o idioma. En todos los casos, la combinación de las palabras clave “essential oil”, “volatile oil” y “Cuba” fueron usadas, las que debían aparecer en el título, resumen o palabras clave del documento.

Se realizó un análisis bibliométrico que incluyó: año, revista, autor e institución del autor para correspondencia. Sin embargo, en la recopilación de características de los estudios y resultados científicos, los datos extraídos incluyeron: especie, familia botánica, área geográfica de recolección, órgano de la planta analizado, método de obtención y actividad biológica de los AEs.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Selección del estudio

En la fase 1 de selección de estudios se identificaron 216 citas en las cinco bases de datos electrónicas: Scopus, ScienceDirect, PubMed, Scielo e Infomed. Después de que se eliminaron los artículos duplicados, quedaron 190 citas. Se completó la evaluación integral de los resúmenes y quedaron 166 artículos. Se identificaron 190 artículos en Google Scholar y en la Rev. Cub. Plantas Med. (12), Rev. Cub. Farm. (5) y Rev. CENIC (21). Se realizó una revisión del texto completo y se seleccionaron 240 artículos luego de la identificación, cribado, inclusión y exclusión de los estudios utilizados para esta revisión sistemática.

Análisis bibliométrico de los estudios reportados

En este período 1971-2021, que abarca 51 años, aparecen 240 artículos en relación con los AEs (Fig. 1). La producción científica disminuyó de 1971 hasta 1982; sin embargo, con una media de aproximadamente un documento. A partir de 1983 existió un incremento más pronunciado, siendo el año 1998 el más productivo con 13 artículos. Le siguen el 2003 y 2005 con 12 y 11, respectivamente.

Fig. 1 Número de artículos por año. 

En las revistas científicas sobresalen ocho de un total de 53 revistas registradas en la búsqueda (Fig. 2). Estas fueron Journal of Essential Oil Research, Revista CENIC Ciencias Físicas o Químicas, Journal of Essential Oil Bearing Plants, Natural Product Communications, Revista de Protección Vegetal, Revista Cubana de Farmacia y Revista Cubana de Plantas Medicinales. La mayor parte de los trabajos publicados fue en idioma inglés (77 %), lo que da una idea del reconocimiento de las revistas internacionales que se enfocan en el estudio de los AEs.

Fig. 2 Número de artículos por revista. 

Los 12 autores con mayor producción en el tema se presentan en la Fig. 3, seis de ellos tienen más de 20 documentos reportados y en total 222 investigadores participaron en publicaciones en relación con los AEs de plantas cubanas.

Fig. 3 Número de artículos por autor. 

En total, 24 instituciones participaron activamente en las investigaciones sobre los AEs en Cuba, en su mayoría centros universitarios y de investigación. Seis fueron las instituciones más productivas, cinco ubicadas en La Habana y una en EE. UU. (Fig. 4).

Fig. 4 Número de artículos por institución. 

Síntesis de los resultados en las investigaciones

En general, una alta proporción (66 %) de los artículos se enfocaron en la caracterización química de los AEs, seguida de una menor proporción con sólo estudios farmacológicos (15 %), con estudios de caracterización analítica y propiedades biológicas (13 %) y en procesos tecnológicos (6 %).

Como resultado de esta revisión fueron incluidas 31 familias y 163 especies (Tabla 1). Las familias más representativas fueron Myrtaceae (20 % del total), Asteraceae (13 %), Lamiaceae (12 %) y Rutaceae (10 %). En muchos casos, algunas especies fueron estudiadas en varias ocasiones profundizando en su composición química, actividades biológicas o evaluando distintos parámetros relacionados con la composición de los AEs. Entre estas, sobresalen Citrus sinensis L. (16 reportes), Citrus aurantifolia Swingle (12 reportes), Piper aduncum L. (11 reportes) y Piper auritum H.B.K. (8 reportes). Resulta claro el mayor número de trabajos con las dos especies del género Citrus dada la importancia comercial de sus AEs en Cuba.

Por regiones de recolección de las muestras aparecen 13 provincias (Fig. 5), la mayor parte fueron recolectadas en las provincias de Artemisa (32 %), Pinar del Río (24 %) y La Habana (20 %).

Fig. 5 Número de muestras estudiadas por provincia 

De forma similar a lo informado por ^{Monzote et al. (2021}), este resultado está asociado a que las instituciones que más han investigado a los AEs se encuentran en el occidente del país. De aquí también puede concluirse que deben incrementarse los estudios en las reservas naturales existentes en el centro y oriente de Cuba.

De acuerdo con el órgano de la planta analizado (Fig. 6), las hojas (85 %) fueron las partes más evaluadas, seguida de las frutas (6 %).

Fig. 6 Número de muestras por órgano de la planta estudiado. 

El método de obtención más comúnmente utilizado ha sido la hidrodestilación (83 % de los estudios) con el uso de una trampa convencional (Clevenger) para separar el AE con intervalos de tiempo variables. Otros métodos de obtención usados fueron la destilación por arrastre con vapor (8 %), expresión en frío (6 %) en el caso de los AEs de frutas cítricas y la destilación-extracción simultáneas (3 %) en los materiales con bajo contenido de AE.

La identificación de los compuestos químicos, a partir de la década de los 80, generalmente se hizo por cromatografía de gases con detector selectivo de masas (GC-MS) mediante comparación de los espectros de masas con los de bases de datos o patrones puros y apoyados con la comparación de los índices de retención lineales calculados con una serie homóloga de n-parafinas. Como resultado se han identificado una amplia variedad y número de compuestos químicos, pero que son comunes en los AEs. La diversidad química reportada en estos AEs extiende las posibilidades de encontrar aquellas sustancias que puedan ser útiles para la atención de la salud (^{Lautié et al., 2020}).

Los estudios de actividad biológica se iniciaron a finales de la década de los 90 cuando se comprendió de la necesidad de evaluar conjuntamente las posibilidades de utilización de los AEs en la salud y otros campos de la actividad humana. De las 162 especies estudiadas, un gran número de ellas mostraron diferentes actividades biológicas, probablemente debido a que los compuestos presentes en los AEs tuvieron actividades biológicas en diferentes objetivos celulares (Tabla 2). Las mayores actividades evaluadas fueron antibacterianas (30 %), antifúngica (24 %), antiprotozoaria (12 %), antileishmanial (11 %), insecticida (8 %), antiplasmodial (5 %), antioxidante (6 %) y anticancer (4 %).

En años recientes ha habido un interés creciente en la investigación y desarrollo de agentes antimicrobianos (antibacteriana y antifúngica) a partir de los AEs debido a la resistencia a las drogas de los microorganismos patógenos (^{Valdivieso-Ugarte et al., 2019}; ^{Tariq et al., 2019}; ^{Nourbakhsh et al., 2021}). Además, se encontró actividad frente a Artemia salina de los AEs de P. auritum, P. aduncum subsp. ossanum y L. umbellata. Este ensayo se usa para la pre-evaluación de extractos vegetales en el descubrimiento de compuestos antitumorales (^{Sánchez et al., 2011}a).

Tabla 1 Resumen de los estudios en AEs de plantas cubanas. 

Tabla 1 (continuación). 

Tabla 1 (continuación). 

Tabla 1 (continuación). 

Tabla 1 (continuación). 

Tabla 1 (continuación). 

Cabe destacar que, a pesar de la existencia de los estudios sobre la actividad biológica, se necesitan más ensayos clínicos de AEs o compuestos aislados, así como pruebas toxicológicas in vitro e in vivo para garantizar su seguridad. De acuerdo con esta revisión, solo unos pocos estudios abordaron la evaluación clínica: AEs de Chenopodium ambrosioides L. (^{Monzote et al., 2006}), Bixa orellana L. (^{Monzote et al., 2013}), Artemisia absinthium L. (^{Monzote et al., 2014a}), Pluchea carolinensis (Jacq.) G. Don (^{García et al., 2017}) y Melaleuca leucadendra L. (^{Monzote et al., 2020b}) contra Leishmania amazonensis; P. racemosa contra Blattella germanica (^{Leyva et al., 2007}); Cymbopogon citratus (DC.) Stapf. contra Musca domestica (^{Teixeira-Pinto et al., 2015}); Croton linearis Jasq.contra Aedes aegypti (^{Rodríguez et al., 2020}); Citrus sinensis L. y Melaleuca quinquenervia (Cav) S.T. Blake contra Haemonchus contortus (^{Alemán et al., 2015}) y actividad citotóxica del AE de Ocimum tenuiflorum L. (^{Chil et al., 2018}).

Tabla 2 Actividades biológicas de AEs de plantas cubanas. 

Tabla 2 (Continuación). 

Tabla 2 (Continuación). 

Tabla 2 (Continuación). 

Los trabajos citados en esta revisión que evaluaron la actividad antimicrobiana, todos estaban relacionados con análisis de laboratorio en estudios in vitro. A pesar de ser la actividad con mayor citación con respecto a la acción biológica de los AEs de plantas cubanas, no fue posible verificar la eficacia y seguridad del uso con este enfoque. Por tanto, se percibe una brecha deficiente en las evaluaciones preclínicas y clínicas, lo que sugiere que deben hacerse más estudios en ambas fases.

CONCLUSIONES

Se realizó un análisis bibliométrico de la información sobre aceites esenciales de plantas cubanas entre 1971 y 2021, en el que aparecieron 240 artículos relacionados con los aceites esenciales publicados en 53 revistas, donde sobresalen el Journal of Essential Oil Research, Revista CENIC Ciencias Físicas o Químicas, Journal of Essential Oil Bearing Plants, Natural Product Communications, Revista de Protección Vegetal, Revista Cubana de Farmacia y Revista Cubana de Plantas Medicinales. En total participaron 222 investigadores, pertenecientes a 24 instituciones. Seis fueron las instituciones más productivas: IIIA, CNIC, IPK, CENSA, Universidad de Alabama en Huntville y CIDEM. Esta revisión recopiló información en relación con la familia botánica, especie, área geográfica de recolección, órgano de la planta analizado, método de obtención y actividad biológica. Hasta la fecha, se han analizado 31 familias botánicas y 162 especies. Las familias más representativas fueron Myrtaceae, Asteraceae, Lamiaceae y Rutaceae, mientras que las especies más estudiadas fueron Citrus sinensis L., Citrus aurantifolia Swingle, Piper aduncum L. y Piper auritum H.B.K. Por regiones de recolección de las muestras se han evaluado muestras de 13 provincias, la mayor parte recolectadas en Artemisa, Pinar del Río y La Habana. Las hojas y la hidrodestilación fueron la parte vegetal y el método de obtención más utilizados. Se han reportado diferentes actividades biológicas, como: antibacteriana, antifúngica, antiprotozoaria, antileishmanial, insecticida, antiplasmodial, antioxidante y anticáncer. Se recomienda ampliar los ensayos in vivo para verificar la eficacia y seguridad del uso de los aceites esenciales. La información reportada en esta revisión puede contribuir científicamente a guiar las investigaciones futuras hacia una nueva perspectiva con los aceites esenciales de plantas cubanas.

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Recibido: 04 de Enero de 2022; Aprobado: 01 de Febrero de 2022

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