Actividad acaricida de extractos de lauráceas sobre los ácaros intradomiciliarios Dermatophagoides farinae y Blomia tropicalis

Acaricide activity of Lauraceae extracts agaisnt domiciliary mites Dermatophagoides farinae and Blomia tropicalis

]]> Dr. C. Luis Enrique Cuca-Suárez^I, MSc. Dary Luz Mendoza-Meza^II, MSc. Juan Manuel Álvarez-Caballero^I,II, MSc. Víctor Enrique Macías-Villamizar^I,II Dr. C. Ericsson David Coy-Barrera^I,III

^I Universidad Nacional de Colombia. Bogotá, Colombia.
^II Universidad del Magdalena. Santa Marta, Colombia.
^III Universidad Militar Nueva Granada. Cajicá, Colombia.

Introducción: especies de la familia Lauraceae son fuentes importantes de sustancias bioactivas, como las que actúan de insecticidas. En los estudios de bioprospección de lauraceas colombianas, a siete especies medicinales pertenecientes a esta familia se les evaluó su actividad acaricida frente a Dermatophagoides farinae y Blomia tropicalis, considerados como un problema en salud pública a nivel intradomiciliario.
Objetivo: determinar la actividad acaricida de los extractos etanólicos de las especies de Lauraceae sobre los ácaros intradomiciliarios Dermatophagoides farinae y Blomia tropicalis, así como caracterizar los extractos obtenidos mediante ensayo fitoquímico preliminar.
Métodos: la actividad acaricida in vitro de los extractos de las siete especies, colectadas en diferentes regiones de Colombia, se evaluó sobre individuos adultos a través de las pruebas de contacto directo y acción fumigante. Cada uno de los extractos se caracterizó químicamente mediante ensayos de coloración o precipitación.
Resultados: en la prueba de contacto, el extracto de hojas de Persea caerulea eliminó al 100 % de Dermatophagoides farinae. En la prueba de acción fumigante, el extracto de hojas de Persea caerulea, eliminó 100 % de Dermatophagoides farinae y 83,4 % de Blomia tropicalis (después de 120 min de exposición; a 0,1 mg/mL). El ensayo fitoquímico preliminar permitió identificar la posible presencia de metabolitos acorde con la quimiotaxonomía de las Lauraceae. ]]> Conclusiones: los resultados permiten sugerir que especies de la familia Lauraceae serían catalogados como fuente potencial de biocontroladores contra los ácaros domiciliarios Dermatophagoides farinae y Blomia tropicalis.

Palabras clave: Lauraceae, actividad acaricida, Dermatophagoides farinae, Blomia tropicalis.

Introduction: Lauraceae plants are considered as important sources of bioactive substances, as those acting as insecticides. As part of our program for bioprospecting studies on Colombian Lauraceae plants, seven medicinal species belonging to this family were studied for their acaricide activity against Dermatophagoides farinae and Blomia tropicalis, considered public health problems at domiciliary level.
Objective: to evaluate acaricide activity of ethanol extracts from Lauraceae plants on domiciliary mites Dermatophagoides farinae and Blomia tropicalis as well as to characterize ethanol-soluble extracts by preliminary phytochemical assay.
Methods: in vitro acaricide activity of extracts from seven plants belonging to the Lauraceae family, harvested in different regions of Colombia, was assessed on individual adults through direct contact test and fumigant action. Each plant extract was tested for chemical characterization by means of coloration and precipitation tests.
Results: in direct contact bioassay, the leaf extract from Persea caerulea eliminated 100 % of Dermatophagoides farinae. In fumigant action bioassay, the leaf extract of Persea caerulea eliminated 100 % Dermatophagoides farinae and 83.37 % of Blomia tropicalis (after 120 minutes exposure at 0.1 mg/mL). The preliminary phytochemical testing identified the possible presence of metabolites according to the Lauraceae chemotaxonomy.
Conclusions: obtained results indicated that Lauraceae plants could be catalogued as a source of potential biocontrol agents against specific domiciliary mites Dermatophagoides farinae and Blomia tropicalis.

Key words: Lauraceae, acaricide activity, Dermatophagoides farinae, Blomia tropicalis.

INTRODUCCIÓN

Dentro de las diversas familias que conforman el reino vegetal, la familia está Lauraceae constituida por 50 géneros y aproximadamente 2 200 especies.¹ Esta familia conforma un grupo importante que se caracteriza por poseer una gran variedad de metabolitos secundarios,^2-4 los cuales han sido estudiados por su actividad biológica y diversidad de usos en la medicina tradicional. No obstante, es conocido que especies de la familia Lauraceae poseen un uso etnobotánico representativo como controladores de insectos. En estudios de actividad biológica de especies de esta familia se ha evidenciado que poseen actividades insecticidas contra diversos organismos plagas, como es el caso de la Ocotea velloziana (Lauracaeae), cuyo extracto etanólico de corteza presentó una concentración letal media (LC₅₀) de 215 µg/mL contra el insecto Aedes aegypti (vector del dengue en Latinoamérica).⁵ La burchelina y la licarina, compuestos de tipo neolignano benzofuránico aislados de especies de la familia Lauraceae, han mostrado igualmente una actividad insecticida bastante significativa contra el mismo insecto y contra Chrysomya megacephala.⁶ Algunos reportes de actividad acaricida de especies de esta familia se encuentran en la literatura, como es el caso de extractos de Cinnamomun zeylanicum y Laurus ovocanariensis que exhibieron actividad acaricida contra Dermanyssus gallinae.⁷ Como parte de nuestra investigación dirigida a estudios de bioprospección de las especies colombianas de la familia Lauraceae, se evidenció la necesidad de la evaluación de otras especies de esta familia como contribución al conocimiento de su actividad insecticida con énfasis en la actividad acaricida.

Los ácaros son artrópodos microscópicos, ampliamente difundidos en la naturaleza. Muchas especies son saprófagas, fungívoras o graminívoras; otras son exclusivamente parasitas o predadoras. Los ácaros intradomiciliarios habitan en el polvo acumulado de casas y edificios, donde son fuente de proteínas alergénicas que desencadenan enfermedades cutáneas o respiratorias como la rinoconjuntivitis y el asma bronquial; esta última, enfermedad inflamatoria ampliamente distribuida en el mundo que afecta principalmente a la población infantil en edad escolar.⁸ En las últimas tres décadas, el incremento en la prevalencia de asma ha sido notorio; en la actualidad se calcula que más de 130 millones de personas la padecen.^9,10 En América Latina, los ácaros de las familias Pyroglyphidae y Ecimioyodipodidae son prevalentes en el polvo de las habitaciones, se reporta un porcentaje elevado de individuos alérgicos sensibilizados a Dermatophagoides farinae y Blomia tropicalis.^11-15 La evidencia epidemiológica indica que la reducción a la exposición de los alérgenos disminuye a la mitad el riesgo de sufrir hiperactividad respiratoria, razón por la cual se ha incrementado el interés por encontrar productos naturales biodegradables con actividad acaricida, que permitan controlar las poblaciones de ácaros y por tanto la densidad de alérgenos responsables de los síntomas alérgicos.

Debido al impacto que estos ácaros representan en salud pública, el control de sus poblaciones es una prioridad en la prevención y el control de las alergias, donde especies de la familia Lauraceae pueden desempeñar un papel importante como una alternativa eficiente en el biocontrol de estos organismos.¹⁶ Desde esa perspectiva se plantea como objetivo de esta investigación evaluar la actividad acaricida de extractos etanólicos de especies de la familia Lauraceae, con el fin de identificar posibles agentes biocontroladores contra los organismos Dermatophagoides farinae y Blomia tropicalis.

MÉTODOS ]]> Material vegetal

La muestras vegetales se recolectaron en diferentes regiones de Colombia y pertenecen a las especies: Persea caerulea, Nectandra turbacensis y Cinnamomum triplinerve colectadas en inmediaciones de la Sierra Nevada de Santa Marta en los corregimientos de San Pedro de la Sierra, San Xavier, Bonda y la Vega Cundinamarca; Pleurothyrium cinereum en el resguardo indígena Awá de Alto Albí, localizado en el municipio de Tumaco, Departamento de Nariño; Ocotea macrophylla recolectada en el municipio Nocaima, vereda San Juanito, a un lado de la carretera Nocaima-Vergara, Cundinamarca; Nectandra amazonum colectada cerca a la estación biológica el Zafire de la Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Amazonas. Rhodostemonodaphne cf. Crenaticupula Madriñan, colectada en el Departamento de Boyacá en la vía Duitama-Charalá. Todas las muestras vegetales fueron identificadas por el botánico Adolfo Jara y un ejemplar de cada espécimen reposa en el Herbario Nacional Colombiano del Instituto de Ciencias Naturales de la Universidad Nacional de Colombia bajo los números COL: 556718, 556723, 556724, 518334, 517191, 518189 y 544558, respectivamente.

Obtención de extractos etanólicos

El material seco y molido (700 g de cada parte de la planta estudiada) (hojas, corteza y madera de Pleurothyrium cinereum, Nectandra amazonum, Cinnamomum triplinerve, Rhodostemonodaphne crenaticupula, Persea caerulea; madera y corteza de Nectandra turbacensis; y hojas de Ocotea macrophylla) se sometió a extracción por percolación con etanol al 96 %; el extracto fue concentrado por remoción del solvente en un rotaevaporador Laborata 4000 (Heidolph) a presión reducida; se obtuvieron de 28 a 35 g de cada extracto.

Ensayo fitoquímico preliminar

El análisis fitoquímico preliminar se desarrolló siguiendo el protocolo utilizado por Siddiqui y otros,¹⁷ que incluye reacciones de coloración y precipitación para la determinación de la posible presencia de ciertos tipos de metabolitos secundarios en los extractos vegetales.

Cultivo de ácaros ]]> Los ácaros de las especies D. farinae y B. tropicalis se obtuvieron de cultivos puros en fase de crecimiento exponencial, producidos en medio nutritivo compuesto por harina de pescado y levadura seca activa en proporción 1:1 p/p. Los cultivos se mantuvieron por 4 años en el Laboratorio de Bioquímica de la Universidad del Magdalena, Distrito de Santa Marta, Colombia. Las condiciones de cultivo fueron: temperatura entre 28 y 30 °C, humedad relativa de 60 ± 5 % para la especie D. farinae y 70 ± 5 % para B. tropicalis, y exposición a fotoperíodos controlados de 2 h luz/día. La identidad taxonómica de ambas especies de ácaros fue confirmada con las claves pictóricas de Collof y Spierman.¹⁸

Bioensayos de actividad acaricida

Prueba de contacto directo

Se evaluó la actividad acaricida de 20 extractos etanólicos de lauráceas contra el ácaro D. farinae, usando el protocolo descrito por Perruci,¹⁹ con algunas modificaciones. Brevemente, con ayuda de una aguja de disección fina se transfirieron entre 145 y 155 ácaros adultos desde el cultivo a la base de una caja de Petri de 5 cm de diámetro y 1,2 cm de alto, cubierta con un disco de papel filtro Whatman No. 2 de 47 mm de diámetro. Un volumen de 500 µL de cada extracto, a la concentración de 1,0 mg/mL, se adicionó directamente al cuerpo de los ácaros. Se estableció el número de individuos muertos después de 24 h de contacto. Como índice de muerte de los ácaros se utilizó la ausencia de cualquier reacción y la persistencia de inmovilidad al tocarlos con la aguja.²⁰ El testigo (control negativo) de la prueba fue etanol 96 % y el control positivo fue benzoato de bencilo 10 % v/v. Todas las pruebas se repitieron por triplicado, manteniendo los ácaros en las mismas condiciones de temperatura y humedad relativa. Los extractos que ocasionaron un mortalidad mayor que 60 % se usaron para la prueba de actividad fumigante.

Prueba de actividad fumigante

El método utilizado para evaluar la susceptibilidad de los ácaros D. farinae y B. tropicalis a los componentes volátiles de los extractos etanólicos de hojas y corteza de Persea caerulea (Lauraceae), fue adaptado del experimento descrito por Kwon y Ahn.²¹ Se seleccionaron 150 individuos adultos de los 2 sexos, los cuales fueron transferidos a la base de una caja de Petri de 5 cm de diámetro x 1,2 cm de alto. Para evaluar la relación concentración-respuesta, los ácaros se expusieron a seis tratamientos con diferentes concentraciones, a saber: 0,1; 0,05; 0,025; 0,0125; 0,00625 y 0,00312 mg/mL. Cada dilución del extracto (300 µL) se aplicó a un papel filtro Whatman de 47 mm de diámetro, que se fijó a la cara interna de la tapa de la caja de Petri, de tal forma que al cerrar la caja se evitaba el contacto directo de los extractos con los ácaros. La mortalidad de los ácaros se evaluó a los 30, 60, 90 y 120 min de exposición a cada tratamiento. La ausencia de movimiento del ácaro, después de ser tocado con una aguja fina, se consideró como indicador de muerte. El testigo y el control positivos fueron los utilizados en la prueba de contacto directo. Todos los ensayos se realizaron por triplicado. El porcentaje de mortalidad se calculó usando la fórmula de Abbott. ²²

Estadística ]]>

Los datos obtenidos se sometieron a un análisis estadístico univariado utilizando medidas de frecuencia, pruebas de tendencia central y de dispersión. Se realizó un análisis de varianza, para establecer si existían diferencias significativas entre los tratamientos. También se aplicó un análisis de regresión a las curvas de concentración-respuesta, las rectas obtenidas se compararon para determinar la homogeneidad de los bioensayos. Todas las pruebas se realizaron con el programa Statgraphics Plus 5-1.

RESULTADOS

Análisis fitoquímico preliminar

El análisis fitoquímico preliminar permitió determinar la posible presencia de los metabolitos secundarios tipo flavonoides, alcaloides, esteroides, triterpenoides, cumarinas, taninos y lactonas terpénicas, como constituyentes principales de los extractos etanólicos de las diferentes especies estudiadas (tabla 1). En la tabla 1 se muestran los resultados con signo (+) para aquellos grupos de metabolitos con posible presencia en el extracto bajo análisis, los cuales evidencian una tendencia marcada a presentar flavonoides y en menor medida alcaloides, lactonas terpénicas y esteroides. ]]>  

Tabla 1. Análisis fitoquímico preliminar de extractos etanólicos de especies de la familia Lauraceae

Ensayos específicos [Ref 17]: 1: Dragendorff, Mayer, Valser y Reineckato; 2: Gelatina-sal y FeCl₃; 3: Lieberman-Buchard;
4: Vainillina, hidroxamato y Raymond; 5: Cianidina y HCl 10 %; 6: Vainillina, hidroxamato y Raymond.

Bioensayos de actividad acaricida

La prueba de contacto directo mostró que a las 24 h de exposición los extractos de hojas y corteza de Persea caerulea, a la concentración de 1,0 mg/mL, exhibieron mayor efecto acaricida sobre la especie D. farinae; con un porcentaje de mortalidad de 100 %, comparable con el acaricida benzoato de bencilo 10 % v/v. Los extractos etanólicos de madera, corteza y hojas de Cinamomum triplinerve presentaron actividad acaricida moderada, con porcentajes de mortalidad de 40,0, 51,27 y 48,67 %, respectivamente. Los extractos de corteza de Nectandra turbacensis y de hojas y corteza de Rhodostemonodaphne crenaticupula ocasionaron la mortalidad de 31,27, 30,7 y 26,7 % de los organismos, respectivamente (tabla 2).

Tabla 2. Mortalidad de los ácaros Dermatophagoides farinae en la prueba de contacto directo

La actividad fumigante del extracto de las hojas de la especie P. caerulea presentó mayor actividad acaricida, ocasionando la muerte del 58,39 % de los ácaros de la especie D. farinae a la concentración de 0,0125 mg/mL y 42,27 % de los ácaros B. tropicalis a la concentración de 0,1 mg/mL, en un tiempo de exposición de 1 h. En tanto que el ensayo de actividad fumigante para el extracto de corteza de la misma especie, exhibió la máxima actividad acaricida para ambos ácaros a las 2 h de exposición, con una mortalidad de 53,46 % para D. farinae y 43,79 % para B. tropicalis, a la concentración de 0,1 g/mL (tablas 3 y 4).

Los porcentajes de mortalidad de los ácaros observados a los 120 min de exposición se sometieron a un análisis de varianza para los cuatro extractos, el resultado fue razón-F= 20,65 y p= 0,000. Tukey 5 % señala que cada uno de los tratamientos fue significativamente diferente del otro. El extracto etanólico de hojas de P. caerulea resultó más efectivo porque mata la mayoría de los ácaros D. farinae y B. tropicalis, a la concentración de 0,1 mg/mL, a los 120 min de exposición, 100 % de los D. farinae y 83,37 % de B. tropicalis. El análisis de regresión concentración-respuesta muestra que la mortalidad de los ácaros depende de la concentración de extracto utilizada (tablas 5 y 6). ]]>  

DISCUSIÓN

En nuestros experimentos los extractos etanólicos de hojas y corteza de P. caerulea fueron los que presentaron mayor actividad acaricida, con la especie D. farinae más susceptible que B. tropicalis. Pero, además de P. caerulea, los extractos etanólicos de madera, corteza y hojas de Cinnamomum triplinerve presentaron actividad contra D. farinae moderada, con porcentajes de mortalidad de 40, 51,27 y 48,67 %, respectivamente. Este estudio es el primer reporte de actividad acaricida para el género Persea y el primer reporte de actividad acaricida de extractos vegetales de especies de la familia Lauraceae contra los ácaros intradomiciliarios D. farinae y B. tropicalis. Otros estudios reportados corresponden a evaluación de aceites esenciales de diferentes especies de esta familia, como es el caso de Cinnamomum camphora y Cinnamomum osmophloeum Kaneh. El primero de ellos mostró actividad acaricida contra D. farinae. No obstante, existe un reporte en la literatura de actividad acaricida de extractos metanólicos de las especies Cinnamomun zeylanicum y Laurus ovocanariensis frente al ácaro Dermanyssus gallinae (no contra D. farinae y B. tropicalis), con resultados moderados.⁷

El género Persea ha sido objeto de diversos estudios por su gran uso etnobotánico, lo que ha generado un fuerte interés en la validación de estos usos mediante la búsqueda de metabolitos, llevando al aislamiento de un amplio rango de compuestos, dentro de los cuales se cuentan: flavonoides, terpenos, lignanos, ácidos absícicos entre otros.^23,24 Adicional a este grupo, se identifica un gran número de metabolitos con mucha relevancia desde el punto de vista biológico, que ha exhibido, entre otras, actividad insecticida; esto permitiría sugerir que la actividad acaricida observada en P. caerulea podría estar relacionada a la presencia de estos posibles compuestos. Estos metabolitos corresponden principalmente a alquilfuranos, hidroxioxoalquilacetatos y compuestos polihidroxilados. Estudios realizados por Rodríguez-Saona y otros permitieron el aislamiento de alquilfuranos e hidroxioxoalquilacetatos de las células de idioblastos del fruto de P. americana, mediante esta investigación se observó actividad insecticida promisoria de los alquilfuranos 2-pentadecilfurano y el 2-heptadecilfurano; el hidroxioxoalquilacetato isopersina contra larvas jóvenes de Spodoptera exigua.^25,26 Además, un estudio realizado por Oberlies y otros del extracto etanólico de la fruta inmadura de P. americana, permitió el aislamiento de varios compuestos polihidroxilados, que fueron ensayados contra larvas de Aedes aegypti; el de mayor selectividad resultó el 1,2,4-trihidroxiheptadec-16-ino.²⁷ Asimismo, la actividad acaricida exhibida por los extractos evaluados podría ser explicada por la posible presencia de lactonas sesquiterpénicas, lo cual se evidenció en el análisis fitoquímico preliminar; esto en la literatura se reporta como compuestos que pueden afectar la alimentación, el desarrollo y la supervivencia de los insectos, actuando como repelentes en las plantas que las contienen.^8,28

Por otro lado, cabe resaltar que el análisis fitoquímico preliminar de los extractos etanólicos permitió identificar la posible presencia de otros grupos de metabolitos secundarios como son flavonoides, alcaloides, cumarinas, lactonas terpénicas y taninos principalmente (tabla 1), hecho que es correspondiente con la quimiotaxonomía referenciada para la familia Lauraceae, en donde se han reportado la existencia, entre otros, de arilpropanoides, alcaloides, flavonoides y terpenos.^2,29 Es un hecho interesante que los resultados de actividad acaricida en la prueba de contacto directo de los extractos evaluados en comparación con la filogenia de la especie correspondiente (propuesta por los estudios realizados por van der Werff y otros¹), indiquen que los fitoderivados de las especies pertenecientes al grupo Persea¹ y Cinnamomeae¹ fueran los que presentaran los mejores resultados de actividad, mientras que las que están agrupadas en el Complejo Ocotea,¹ la actividad resultara de moderada a nula. Sin embargo, más estudios que conducen a la identificación de mecanismos de acción y de los componentes de los extractos de hojas y corteza P. caerulea serían requeridos para asegurar conclusiones no ambiguas, que conlleven al desarrollo correcto de un fitoacaricida a partir de P. caerulea o de otras especies de la familia Lauraceae.

AGRADECIMIENTOS

Al Departamento de Química y a la División de Investigaciones de Bogotá (DIB) (Código de Proyecto No. 12256, de 2010) de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, y a la Universidad del Magdalena, por la financiación de este trabajo. ]]>  

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Recibido: 16 de abril de 2012.
Aprobado: 19 de junio de 2012.

Juan Manuel Álvarez-Caballero. Universidad Nacional de Colombia. Edificio 451, Laboratorio 501. Bogotá, Colombia. Teléf.: 571 3165000 Ext. 14476. Correo electrónico: jmalvarezca@unal.edu.co ]]> 1 2001 88 1 1 104-34 2 1998 70 4 4 1705-9 3 2007 30 1 1 92-8 4 2009 72 7 7 1245-8 5 2009 100 24 24 6647-50 6 2007 78 1 1 20-4 7 2007 145 377-82 8 2002 13 2 2 113-8 9 2002 57 12 12 1097-110 10 2008 Sup Sup 4-17 11 1996 16 4 4 307-14 12 1999 14 6 6 410-46 13 2003 90 6 6 664-8 14 2009 56 2 2 31-5 15 2010 57 1 1 3-10 16 1994 40 1 1 78-87 17 2009 3 5-6 5-6 188-95 18 1992 22 9 9 823-30 19 1995 58 5 5 560-3 20 1984 1252-5 21 2002 50 16 16 4479-83 22 1925 3 2 2 302-3 23 2007 17 5 5 386-94 24 2001 56 4 4 315-20 25 1998 61 9 9 1168-70 26 2006 24 5 5 867-89 27 1998 61 6 6 781-5 28 1979 39 1 1 71-7 29 1972 11 5 5 1537-70