Planteamiento del Problema

El presente estudio se enfoca en la actividad antimicrobiana in vitro de los extractos (etéreo, etanólico y acuoso) del Parthenium hysterophorus. Se busca verificar su acción frente a los agentes causantes de las enfermedades cutáneas a través de ensayos de laboratorio.

1.2.1 Caracterización del Problema

El padecimiento de enfermedades cutáneas es muy común en nuestro medio debido a la exposición constante a distintos tipos de bacterias y al alto grado de humedad. La escasa utilización de la medicina natural para estos propósitos resta importancia a plantas comunes en nuestro entorno, como el Parthenium hysterophorus. Esta planta contiene metabolitos secundarios que son útiles en este tipo de patologías. La realización de un análisis fitoquímico nos ayudará a comprobar su acción antimicrobiana en enfermedades cutáneas [8].

1.2.2 Delimitación Espacial

El estudio fitoquímico de Parthenium hysterophorus se llevó a cabo en los laboratorios de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas y Bioquímicas de la Universidad Autónoma Gabriel René Moreno, en la ciudad de Santa Cruz, Bolivia.

1.2.3 Delimitación Temporal

El estudio se realizó desde el 20 de marzo al 20 de octubre del 2019.

1.2.4 Delimitación Sustantiva

Para la realización de esta investigación se utilizaron métodos de extracción y técnicas como la marcha fitoquímica, que permitieron la identificación de las especies químicas presentes en el Parthenium hysterophorus.

1.2.5 Pregunta de Investigación

¿Poseen los extractos (etéreo, etanólico y acuoso) del Parthenium hysterophorus actividad antimicrobiana?

1.3 Justificación

1.3.1 Relevancia Científica

Las infecciones cutáneas superficiales presentan una alta incidencia en nuestra región, con un 58.5% de las enfermedades de la piel causadas por bacterias, influenciado por el clima cálido y la humedad [9]. Este trabajo busca identificar los metabolitos secundarios del Parthenium hysterophorus, aportando conocimientos para el desarrollo de formas farmacéuticas destinadas al tratamiento de estas enfermedades cutáneas.

1.3.2 Relevancia Social

Este estudio beneficiará a las personas que padecen enfermedades cutáneas causadas por bacterias.

1.3.3 Relevancia Práctica

Se realizará la extracción de metabolitos secundarios mediante marchas fitoquímicas.

1.4 Objetivos

Objetivo General

Evaluar la actividad antimicrobiana in vitro de los extractos (etéreo, etanólico y acuoso) del Parthenium hysterophorus mediante ensayos de laboratorio, para verificar su acción frente a los agentes causantes de las enfermedades cutáneas, durante los meses de abril a octubre de 2019 en Santa Cruz de la Sierra.

1.4.1 Objetivos Específicos

• Extraer los componentes químicos del Parthenium hysterophorus utilizando solventes como el éter, etanol y agua.
• Identificar los metabolitos secundarios a través de la marcha fitoquímica.
• Determinar la actividad antimicrobiana de los metabolitos secundarios extraídos del Parthenium hysterophorus.

Capítulo II: Marco Teórico

3. Hipótesis

3.1 Hipótesis Alterna

Los extractos obtenidos del Parthenium hysterophorus poseen actividad antimicrobiana frente a cepas de bacterias grampositivas y gramnegativas.

3.2 Hipótesis Nula

Los extractos obtenidos del Parthenium hysterophorus no poseen actividad antimicrobiana frente a cepas de bacterias grampositivas y gramnegativas.

3.3 Variables

• Variable Dependiente: Actividad antibacteriana.
• Variable Independiente:
  • Concentración de los metabolitos secundarios.
  • Tipos de extractos.
  • Cepas de bacterias grampositivas y gramnegativas.

2.3 Investigación Fitoquímica

2.3.1 Componentes Químicos Presentes en la Planta

Extracto Etéreo:

• Carotenoides: Sustancias de color rojo o naranja presentes en las plantas. Algunos se transforman en vitamina A en el cuerpo y actúan como antioxidantes.
• Flavonoides: Pigmentos naturales vegetales que protegen al organismo del daño producido por agentes oxidantes, como los rayos ultravioleta.

Extracto Etanólico:

• Taninos Catecólicos: Compuestos químicos con propiedades astringentes y antiinflamatorias.

  Identificación: Se toman 5 ml, se añade 1 ml de agua destilada con 3 o 5 gotas de cloruro férrico al 1%. Un color verde indica positivo para taninos catecólicos (ver anexo 6).

• Carotenoides: Sustancias de color rojo o naranja presentes en las plantas. Algunos se transforman en vitamina A en el cuerpo.
• Antracenósidos: Quinonas tricíclicas derivadas del Antraceno, presentes en especies vegetales que pueden utilizarse como laxantes o purgantes según la dosis.

Extracto Acuoso:

• Cumarinas: Sustancias químicas con propiedades antiespasmódicas, vasodilatadoras y anticoagulantes.
• Flavonoles y Flavononas: Una clase de flavonoides, generalmente incoloros o amarillos, con efecto antioxidante, antiinflamatorio e incluso propiedades para la memoria.
• Antocianósidos Glucosilados: Heterósidos de los antocianos que, unidos a glucósidos (azúcares), forman las antocianinas. Se utilizan en el tratamiento de afecciones circulatorias (várices, flebitis) y alteraciones vasculares de la retina.
• Polisacáridos: Polímeros de alto peso molecular formados por una gran cantidad de monosacáridos. Sirven como reserva energética para la planta. Pueden ser: Almidón, Celulosa, Glucógeno.

Cepas Bacterianas Utilizadas

Grampositivas

Staphylococcus epidermidis

Es una especie bacteriana del género Staphylococcus, consistente en cocos grampositivos arreglados en grupos. Es coagulasa-negativa, termonucleasa-negativa (aunque a veces varía), y se presenta frecuentemente en la piel de humanos y animales, así como en membranas mucosas. Es sensible al antibiótico novobiocina [15].

Staphylococcus aureus

Es una bacteria anaerobia facultativa, grampositiva, productora de coagulasa y catalasa, inmóvil y no esporulada, ampliamente distribuida. Puede producir una amplia gama de enfermedades, desde infecciones cutáneas y de las mucosas relativamente benignas (como foliculitis, forunculosis o conjuntivitis) hasta enfermedades de riesgo vital (como celulitis, abscesos) [16].

Streptococcus agalactiae

Es una bacteria que puede ocasionar infecciones muy graves (infección por estreptococo del grupo B) en recién nacidos y adultos. El EGB es un coco grampositivo que al microscopio se dispone en cadenas (estreptococo), beta-hemolítico, catalasa-negativo, oxidasa-negativo y anaerobio facultativo. Se caracteriza por presentar en su pared el grupo B de antígenos del sistema de Lancefield. Posee una cápsula bacteriana de polisacárido rica en ácido siálico, distinguiéndose 10 serotipos antigénicamente diferentes (Ia, Ib, II-IX). El EGB es un constituyente de la microbiota normal del intestino de humanos y otros animales [17].

Streptococcus pyogenes

Es una bacteria grampositiva que crece en cadenas de cuatro a diez células. En su pared celular expresa el antígeno grupo A de la clasificación de Lancefield y produce hemólisis del tipo beta-hemólisis cuando se cultiva en agar sangre, debido a las hemolisinas que produce (estreptolisina S y O).

S. pyogenes es uno de los patógenos humanos más comunes, capaz de originar diversas enfermedades supurativas y no supurativas. Entre las supurativas, es la causa más frecuente de faringitis bacteriana, y también produce otitis media, mastitis, impétigo, erisipela y, en casos severos, fascitis necrotizante (conocida como «bacteria comedora de carne»). Dentro de las no supurativas se encuentran la fiebre reumática y la glomerulonefritis posestreptocócica [18].

Gramnegativas

Escherichia coli

Es una bacteria miembro de la familia de las Enterobacteriaceae y forma parte de la microbiota del tracto gastrointestinal humano. Es un bacilo gramnegativo, no exigente, oxidasa-negativo, catalasa-positivo, anaerobio facultativo, con una temperatura de crecimiento preferente de 37 °C (mesotermo), fimbriado y comúnmente móvil por flagelos perítricos.

E. coli es la bacteria anaerobia facultativa comensal más abundante de la microbiota del tracto gastrointestinal, donde, junto con otras bacterias, es necesaria para el correcto funcionamiento del proceso digestivo y la producción de vitaminas B y K. Puede causar infecciones gastrointestinales por cepas E. coli intestinales, así como infecciones en otros aparatos y sistemas (urinario, nervioso) por cepas patógenas denominadas E. coli extraintestinales [19].

Salmonella

Es un género bacteriano perteneciente a la familia Enterobacteriaceae, constituido por bacilos gramnegativos intracelulares, anaerobios facultativos con flagelos perítricos. Constituye un grupo importante de patógenos para animales y humanos.

No desarrollan cápsula (excepto el serotipo Typhi) ni esporas. Son bacterias móviles que producen ácido sulfhídrico (H₂S). Emplean glucosa por poseer una enzima especializada, pero no lactosa, y no producen ureasa ni tienen metabolismo fermentativo.

Es un agente productor de zoonosis de distribución universal. Se transmite por contacto directo o contaminación cruzada durante la manipulación en el hogar.

El hábitat natural de estas especies es normalmente en los intestinos de cualquier tipo de animal homeotermo (incluidos humanos) [20].

Shigella

Es un género de bacterias con forma de bacilo perteneciente a la familia Enterobacteriaceae. Son gramnegativas, inmóviles, no formadoras de esporas e incapaces de fermentar la lactosa, que pueden ocasionar diarrea en los seres vivos. Son coliformes fecales anaerobias facultativas con fermentación ácido-mixta. Fue descubierto en 1897 por el científico japonés Kiyoshi Shiga, de quien tomó su nombre.

6. Conclusiones

Marchas Fitoquímicas

Extracto Etéreo:

• El Parthenium hysterophorus dio positivo a la presencia de carotenoides (alícuota “A”). Los carotenoides son sustancias de color rojo o naranja presentes en las plantas, algunos se transforman en vitamina A en el cuerpo.
• El Parthenium hysterophorus dio positivo a la presencia de flavonoides (alícuota “B”). Los flavonoides son pigmentos naturales vegetales que protegen al organismo del daño producido por agentes oxidantes como los rayos ultravioleta.

Extracto Etanólico:

• El Parthenium hysterophorus dio positivo a la presencia de taninos catecólicos (alícuota “A”). Estos compuestos químicos poseen propiedades astringentes y antiinflamatorias.
• También dio positivo a la presencia de carotenoides y antracenósidos (alícuota “B”). Los carotenoides son sustancias de color rojo o naranja que se encuentran en las plantas, algunos se transforman en vitamina A en el cuerpo. Los antracenósidos son quinonas tricíclicas derivadas del Antraceno, que pueden utilizarse como laxantes o purgantes según la dosis administrada.

Extracto Acuoso:

• El Parthenium hysterophorus dio positivo a la presencia de cumarinas, flavonoles y flavononas, y antocianósidos glucosilados (alícuota “A”). Las cumarinas son sustancias químicas con propiedades antiespasmódicas, vasodilatadoras y anticoagulantes. Los flavonoles y las flavononas son una clase de flavonoides, generalmente incoloros o amarillos, con efecto antioxidante, antiinflamatorio e incluso propiedades para la memoria. Los antocianósidos glucosilados son heterósidos de los antocianos que, unidos a glucósidos (azúcares), forman las antocianinas, utilizadas en el tratamiento de afecciones circulatorias (várices, flebitis) y alteraciones vasculares de la retina.
• También dio positivo a la presencia de polisacáridos (alícuota “B”). Los polisacáridos son polímeros de alto peso molecular formados por una gran cantidad de monosacáridos, que sirven como reserva energética para la planta. Estos polisacáridos pueden ser: Almidón, Celulosa, Glucógeno.

Análisis Microbiológico

Extracto Etéreo:

En la siembra por cuadrantes del medio con el extracto seco etéreo, se observó crecimiento bacteriano para todas las cepas grampositivas (Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyogenes). En las cepas gramnegativas, solo hubo crecimiento en el cuadrante de Shigella. Sin embargo, en los cuadrantes de Escherichia coli y Salmonella, hubo una inhibición del crecimiento. Por lo tanto, se deduce que el extracto seco etéreo del Parthenium hysterophorus posee actividad antimicrobiana contra las cepas gramnegativas de Escherichia coli y Salmonella.

Extracto Etanólico:

En el medio de cultivo preparado con el extracto seco etanólico, en las siembras de las cepas grampositivas, solo hubo crecimiento bacteriano en el cuadrante de Staphylococcus epidermidis. Los demás cuadrantes (Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyogenes) mostraron una inhibición total del crecimiento. Para las cepas gramnegativas, hubo crecimiento bacteriano en los cuadrantes de Escherichia coli y Shigella, mientras que para el cuadrante de Salmonella, hubo inhibición de su crecimiento. Esto indica que el extracto seco etanólico del Parthenium hysterophorus tiene actividad antimicrobiana frente a cepas grampositivas como Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyogenes, y también para la cepa gramnegativa de Salmonella.

Extracto Acuoso:

En el análisis por cuadrante de la siembra preparada con el extracto acuoso, se observó crecimiento bacteriano solamente en el cuadrante de la cepa Staphylococcus epidermidis. En los demás cuadrantes de las cepas grampositivas (Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyogenes), hubo una inhibición total de su crecimiento. Para las cepas gramnegativas, solo hubo crecimiento en el cuadrante de Shigella, y en los demás cuadrantes de Escherichia coli y Salmonella, hubo inhibición de su crecimiento. Por lo tanto, se concluye que el extracto seco acuoso del Parthenium hysterophorus presenta actividad antimicrobiana tanto para cepas grampositivas (Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyogenes) como para cepas gramnegativas (Escherichia coli y Salmonella).

Etiquetas: antimicrobiano, enfermedades cutáneas, extractos botánicos, fitoquímica, Parthenium hysterophorus