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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.6 Núm.4 16 de mayo - 29 de junio, 2015 p. 815-825 Cnidoscolus chayamansa hidropónica orgánica y su capacidadhipoglucemiante, calidad nutraceutica y toxicidad*
Cnidoscolus chayamansa organic hydroponic and its hypoglycemic
capacity, nutraceutical quality and toxicity
Ramón Valenzuela Soto1,2, María Eufemia Morales Rubio2, María Julia Verde Star2, Azucena Oranday Cárdenas2, Pablo Preciado-
Rangel3, Jacob Antonio González4 y Juan Ramón Esparza-Rivera5§
1Universidad Politécnica de Gómez Palacio, Gómez Palacio, Durango, México. (ramonvalz@yahoo,com.mx). 2Universidad Autónoma de Nuevo León, Avenida Universidad s/n, Cd. Universitaria, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. ([email protected]; [email protected]; azucenaoranday@hotmail.
com). 3Instituto Tecnológico de Torreón, Carretera Torreón-San Pedro, km 7.5, Ejido Ana. Torreón, Coahuila, México. ([email protected]). 4Dirección General de Educación Tecnológica Agropecuaria (DGETA-BEDR 122). Nezahualcóyotl Núm. 110. Palacio Municipal, Colonia Centro. Texcoco, Estado de México. (mforty05@ yahoo.com.mx). 5Facultad de Ciencias Químicas Gómez Palacio, Universidad Juárez del Estado de Durango Avenida Artículo 123 S/N Fraccionamiento Filadelfia C. P. 35010, Gómez Palacio, Durango, México. Tel: 871-7158810, Fax: 871-7152964. §Autor para correspondencia: [email protected].
La chaya es una planta con calidad nutricional y posee un alto Chaya is a plant nutritional quality and has high potential potencial en la salud pública en el tratamiento de diabetes for public health in the treatment of diabetes mellitus. mellitus. La diabetes mellitus es una de las enfermedades Diabetes mellitus is one of the most chronic degenerative crónico-degenerativas con mayor prevalencia en México. Por diseases prevalent in Mexico. Moreover, in recent years otra parte, en los últimos años se ha incrementando el interés has been increasing interest in assessing the effects of using por la evaluación de los efectos del consumo de extractos plant extracts as safe alternative for the treatment of diabetes. de plantas como alternativa inocua para el tratamiento de Recent studies have shown that extracts of chaya (Cnidoscolus diabetes. Estudios recientes han demostrado que extractos chayamansa) have antioxidant properties. However, it is de chaya (Cnidoscolus chayamansa) tienen propiedades unknown whether infusions (aqueous extracts) of the plant antioxidantes. Sin embargo, se desconoce si las infusiones possess hypoglycemic properties. The hypoglycemic ability (extractos acuosos) de dicha planta poseen propiedades and toxicity of an infusion of leaves of hydroponic chaya hipoglicemiantes. La capacidad hipoglicemiante y toxicidad organically produced were evaluated by in vivo models de una infusión de hojas de chaya hidropónica producida using male Wistar albino rats (evaluation of hypoglycemic orgánicamente fueron evaluadas mediante modelos in capacity), and larvae of Artemia salina (determination of vivo, usando ratas macho Wistar albinas (evaluación de toxicity). The phenolic content and antioxidant capacity capacidad hipoglicemiante), y larvas de Artemia salina of infusion were also determined. The consumption of the (determinación de toxicidad). Asimismo se determinaron el evaluated infusion reduced glucose levels of diabetic rats, contenido fenólico y la capacidad antioxidante de la infusión. having a higher hypoglycemic effect that the application of El consumo de la infusión evaluada redujo los niveles de glibenclamide. The toxicity assessment showed that infusion glucosa de las ratas diabéticas, teniendo un mayor efecto of organic hydroponic chaya leaf is not toxic and is safe for hipoglicemiante que la aplicación de glibenclamida. La consumption as potential hypoglycemic agent. * Recibido: octubre de 2014 Aceptado: marzo de 2015 816 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.6 Núm.4 16 de mayo - 29 de junio, 2015 Ramón Valenzuela Soto et al. evaluación de toxicidad mostro que la infusión de hoja de Keywords: antioxidants, diabetes, hypoglycemic, plant
chaya hidropónica orgánica no es toxica y es segura para su extracts, safety. consumo como potencial agente hipoglicemiante.
Palabras clave: antioxidantes, diabetes, extractos de
plantas, hipoglicemiante, inocuidad.
Chaya (Cnidoscolus chayamansa) is a semi-evergreen and somewhat hairy shrub to 5 m tall pertaining to Euphorbiaceae family, which is grown in warm climates subhumid located from 0 to 1000 m. This plant requires La chaya (Cnidoscolus chayamansa) es un arbusto well-drained soil for proper development, and it is tolerant semiperenne y semileñoso de hasta 5 m de altura perteneciente to adverse environmental conditions including heavy a la familia Euphorbiaceae, el cual es cultivado en climas rains and drought intraestival (Ross-Ibarra and Molina- cálidos subhúmedos ubicados de 0 a 1 000 msnm. Esta planta Cruz, 2002). The harvested part of the chaya are the leaves requiere de suelos bien drenados para su adecuado desarrollo, (Ross-Ibarra and Molina-Cruz, 2002), which has higher además que es tolerante a condiciones ambientales adversas nutritional quality than spinach leaves (Spinacia oleracea incluyendo lluvias fuertes y sequía intraestival (Ross-Ibarra L.), emphasizing the high protein content, fibre, minerals y Molina-Cruz, 2002). La parte más aprovechada de la chaya like calcium and potassium, and vitamin C in cooked leaves son sus hojas (Ross-Ibarra y Molina-Cruz, 2002), cuya of C. chayamansa (Kuti and Torres, 1996). Furthermore, calidad nutricional es mayor que la de las hojas de espinaca it has been recommended that chaya leaves are preferably (Spinacia oleracea L.), destacando el alto contenido de cooked before consumption, due to hydrogen cyanide proteína, fibra, minerales como calcio y potasio, y vitamina (Castro-Juárez et al., 2014). C en hojas de C. chayamansa cocida (Kuti y Torres, 1996). Además, se ha recomendado que las hojas de chaya sean Moreover, within the main uses of chaya in Mexico and cocidas preferentemente antes de su consumo, debido a su among Hispanics in the United States are consumed as contenido de ácido cianhídrico (Castro- Juárez et al., 2014). vegetables and a naturist medicinal agent for the treatment of diabetes, mellitus (Kuti and Torres, 1996; Castro- Juarez Por otra parte dentro de los principales usos de la chaya en et al., 2014). Diabetes mellitus is a disorder of carbohydrate México y entre la población hispana en los Estados Unidos metabolism characterized by elevated blood glucose levels de América se encuentran su consumo como verdura y como or hyperglycemia (Calderín- Bouza et al., 2007), which is agente medicinal naturista para el tratamiento de la diabetes associated with damage and dysfunction of multiple organs mellitus (Kuti y Torres, 1996; Castro- Juárez et al., 2014). including the eyes, kidneys, nerves , blood vessels and heart La diabetes mellitus es una alteración del metabolismo de (OMS, 2012). In addition, this disease is a condition for the los carbohidratos caracterizada por niveles elevados de development of cardiovascular diseases such as heart attack glucosa sanguínea o hiperglicemia (Calderín- Bouza et al., and stroke (De Fronzo, 2004; OMS, 2012) factor. Diabetes 2007), la cual es asociada con daño y disfunción de varios mellitus represents a major public health problem in Mexico órganos incluyendo ojos, riñones, nervios, vasos sanguíneos because of its high mortality rate, with 75 deaths per 100 000 y corazón (OMS, 2012). Además, esta enfermedad es un inhabitants in 2012 (INEGI, 2012). factor condicionante para el desarrollo de enfermedades cardiovasculares como infarto del corazón y accidente Also, in recent years have reported increases in incidence and vascular cerebral (De Fronzo, 2004; OMS, 2012). La diabetes mortality related to diabetes Mexico, having a 80% increase mellitus representa un gran problema de salud pública en in the mortality rate attributable to this disease during the México debido a su alta tasa de mortalidad, con 75 defunciones period 1998 to 2013 (INEGI, 2012). Some drugs have been por cada 100 000 habitantes en el año 2012 (INEGI, 2012). developed to control blood glucose levels, including drugs such as glyburide and metformin (Olmedo et al., 2013; Asimismo, en años recientes se han reportado aumentos en Pavlovic and Carvajal, 2013), which are regularly prescribed las tasas de incidencia y mortalidad en México relacionadas to diabetic patients. However, these drugs produce side con la diabetes, teniendo un incremento de 80% en la tasa de effects in the patient, including intrahepatic cholestasis, Cnidoscolus chayamansa hidropónica orgánica y su capacidad hipoglucemiante, calidad nutraceutica y toxicidad mortalidad atribuible a esta enfermedad durante el periodo skin blisters, tissue anoxia and lactic acidosis, as well as 1998-2013 (INEGI, 2012). Algunos medicamentos han causing predisposition to the development of kidney and sido desarrollados para controlar los niveles de glucosa lung diseases (Salpeter et al., 2003). en sangre, incluyendo fármacos como la glibenclamida y la metformina (Olmedo et al., 2013; Pavlovic y Carvajal, Thus, it is required the evaluation of pharmacological 2013), los cuales son regularmente prescritos a pacientes alternatives of natural origin to control hyperglycemia that diabéticos. Sin embargo, estos medicamentos producen do not pose a toxicological risk for diabetic patient. In efectos secundarios en el paciente que incluyen colestasis Mexico have been traditionally consumed various plant intrahepática, ampollas cutáneas, anoxia tisular y acidosis tissues to alleged anti-diabetic properties, including fresh láctica, además de causar predisposición para el desarrollo fruits of aguaymanto (Physalis peruviana) (Rodríguez et de enfermedades renales y pulmonares (Salpeter et al., al., 2007); leaves of rue (Ruta graveolens L.) (Figueroa- Valverde et al., 2009) and Chaya (Cnidoscolus chayamansa) (Pillai et al., 2012). A major attributed to naturopathic Así pues, es requerida la evaluación de alternativas medical treatments advantages is that they represent a farmacológicas de origen natural para el control de la minor toxicological risk for the patient compared to the hiperglicemia que no representen un riesgo toxicológico administration or consumption of synthetic drugs (Rates, para el paciente diabético. En México tradicionalmente 2001), in addition to its nutraceutical contribution due to se han consumido diversos tejidos vegetales con its content of phenolic compounds antioxidant (Drago et supuestas propiedades anti diabéticas, entre las que al., 2006). se encuentran frutos frescos de aguaymanto (Physalis peruviana) (Rodríguez et al., 2007); hojas de ruda (Ruta Moreover, one of the traditional ways of preparing plant graveolens L.) (Figueroa-Valverde et al., 2009), y de chaya derivatives in naturopathic treatments involves infusions (Cnidoscolus chayamansa) (Pillai et al., 2012). Una de las or teas. However, there is limited information about the principales ventajas atribuidas a los tratamientos médicos hypoglycemic properties infusions chaya, plus it has not naturistas es que representan un menor riesgo toxicológico been evaluated for their safety. Thus, the potential of chaya para el paciente en comparación con la administración o for human food and health has a significant implication for consumo de fármacos sintéticos (Rates, 2001), además the plant and horticultural crop. de su aporte nutraceutico debido a su contenido de compuestos fenólicos con propiedades antioxidantes The study objectives were to evaluate the hypoglycemic and (Drago et al., 2006). antioxidant capacity and phenolic content of an infusion of hydroponic chaya leaves produced under organic Por otra parte, una de las formas tradicionales de fertilization; and determination of the toxicity of the infusion. preparación de derivados vegetales en tratamientos naturistas consiste en las infusiones o tés. Sin embargo, se cuenta con limitada información acerca de las propiedades Materials and methods
hipoglicemiantes de infusiones de chaya, además de que no se ha evaluado su inocuidad. Así pues, el potencial de la chaya para alimentación y salud humana tiene una Vegetative material. Chaya (Cnidoscolus chayamansa) implicación significativa para la planta como cultivo produced in the period from March to September 2013 in a greenhouse Institute of Technology of Torreón (Torreón, Coahuila) were used. The city is located at 24° 30' and 27° Los objetivos del estudio fueron evaluar la capacidad north latitude, and 102° 00' and 104° 30' west longitude; hipoglucemiante y antioxidante, así como el contenido at an elevation of 1 120 m. The greenhouse is circular type fenólico de una infusión de hojas de chaya hidropónica with a layer of polyethylene plastic as cover, and has semi producida bajo fertilización orgánica; además de determinar cooling. Chaya plants used in this study were obtained from la toxicidad de dicha infusión.
cuttings of wild plants collected in Teapa, Tabasco. Plants 818 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.6 Núm.4 16 de mayo - 29 de junio, 2015 Ramón Valenzuela Soto et al. Materiales y métodos
were grown in black polyethylene bags 20 L capacity (one plant per bag), which contained as substrate a mixture of river sand and compost (80:20, v:v). River sand was washed Material vegetativo. Se utilizaron hojas de chaya and sterilized with a solution of sodium hypochlorite 5%. (Cnidoscolus chayamansa) producida en el periodo de The compost was prepared by composting of cattle manure marzo a septiembre del 2013 en un invernadero del Instituto provided by a stable of the town (Torreón, Coahuila). The Tecnológico de Torreón (Torreón, Coahuila). La ciudad está plants were irrigated with potable water manually, using a localizada a 24° 30' y 27° latitud norte, y 102° 00' y 104° 30' watering daily with a total volume of 1 L per plant throughout longitud oeste; y a una altitud de 1 120 m. El invernadero the study period. es tipo circular con una capa de polietileno plástico como cubierta, y cuenta con enfriamiento semiautomático. Processing of experimental samples. The plant material Las plantas de chaya utilizadas en el presente estudio used in the study were mature leaves of chaya, which were fueron obtenidas a partir de esquejes de plantas silvestres collected manually. The leaves were rinsed with potable recolectadas en Teapa, Tabasco. Las plantas se desarrollaron water, left to drain excess water before being hung out to en bolsas de polietileno negro de 20 L de capacidad (una dry at room temperature in a closed and ventilated area for planta por bolsa), las cuales contenían como sustrato una 15 days. The dried leaves were then ground manually using mezcla de arena de rio y compost (80:20, v:v). La arena de río mortar with pistil, storing the powder in glass vials at room fue lavada y esterilizada con una solución de hipoclorito de sodio al 5%. El compost fue preparado mediante compostaje de estiércol de bovino proporcionado por un establo de la Preparing infusions (aqueous extracts). The infusion was localidad (Torreón, Coahuila). Las plantas fueron irrigadas prepared mixing 5 g of dry sample in 100 ml of sterile manualmente con agua potable, aplicando un riego al día con distilled water at 90 °C, maintaining the solution at 90 °C un volumen total de 1 L por planta durante todo el periodo for 10 min under constant stirring. The infusion was then filtered on Whatman No. 4 filter paper of 110 mm, and the filtered extract was stored at 5 °C until administration and Procesamiento de muestras experimentales. El material vegetal utilizado en el estudio fueron hojas maduras de chaya, las cuales fueron recolectadas manualmente. Las Hypoglycemic capacity assessment of the infusions (In hojas fueron lavadas con agua potable, dejándose escurrir el vivo model with Wistar rats). The hypoglycemic capacity exceso de agua para luego ser puestas a secar a temperatura of the infusions prepared by an in vivo model using male ambiente en un área cerrada y ventilada durante 15 días. Las albino Wistar rats weighing 280-300 g were evaluated. The hojas secas fueron luego molidas de forma manual utilizando rats used in this study were maintained in accordance with mortero con pistilo, almacenando el polvo en frascos de guidelines of the Faculty of Medicine of the Autonomous vidrio a temperatura ambiente. University of Coahuila (Torreón, Coahuila, Mexico). The animals were initially submitted to an adaptation period of Preparación de infusiones (extractos acuosos). La infusión one week at a temperature of 23-24 °C with cycles of 12 h fue preparada mezclando 5 g de muestra seca en 100 ml de light-dark (light period from 8:00 am to 8:00 pm) and were agua destilada estéril a 90 °C, manteniendo la solución a fed with standard pellet diet and water ad libitum. After the 90 °C por 10 min bajo constante agitación. La infusión fue adaptation period was induced diabetes to the rats using a posteriormente filtrada en papel filtro Whatman No. 4 de dose (45 mg kg body weight) of streptozotocin in citrate 110 mm, y el extracto filtrado fue almacenado a 5 °C hasta buffer 0.1 M (pH 4.5) by intraperitoneal route, evaluating su administración y evaluación. daily blood glucose concentration in rats induced with Evaluación de capacidad hipoglucemiante de las infusiones (modelo in vivo con ratas Wistar). Se evaluó la capacidad Finally, after 7 days of induction of diabetes were used in the hipoglicemiante de las infusiones preparadas mediante experiment rats with blood glucose concentration 180-240 un modelo in vivo usando ratas macho Wistar albinas mg/dl. The rats were divided into 4 groups of 6 animals: con peso de 280-300 g. Las ratas utilizadas en el presente nondiabetic (rats induced to diabetes), diabetic untreated estudio se mantuvieron de acuerdo con directrices de la (induced diabetes to rats not treated with hypoglycemic Cnidoscolus chayamansa hidropónica orgánica y su capacidad hipoglucemiante, calidad nutraceutica y toxicidad Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de agents), diabetic treated with glibenclamide (diabetic rats Coahuila (Torreón, Coahuila, México). Los animales fueron treated with glibenclamide at a dose of 5 mg kg body weight); sometidos inicialmente a un periodo de adaptación de una and diabetic treated with infusion of chaya. Infusion (extract) semana a una temperatura de 23-24 °C con ciclos de 12 h de and glibenclamide were given to the respective groups under luz-oscuridad (periodo de luz de 8:00 am a 8:00 pm), y fueron fasting daily by gavage intragastric route for a period of 30 alimentados con dieta estándar de pellets y agua ad libitum. days. The blood glucose concentration was evaluated on Después del periodo de adaptación se indujo diabetes a las days 1, 8, 15, 23 and 30 of treatment application. ratas mediante una dosis (45 mg kg de peso corporal) de estreptozotocina en buffer de citrato al 0.1 M (pH 4.5) por Toxicity evaluation of the infusions (in vivo model with vía intra peritoneal, evaluando diariamente la concentración larvae Artemia salina). Infusions´ toxicity prepared by de glucosa en sangre en las ratas inducidas a diabetes. using an in vivo model with larvae Artemia salina was evaluated. A. First the eggs were placed salt in artificial Finalmente, después de 7 días de la inducción de diabetes seawater for propagation. The artificial seawater was fueron utilizadas en el experimento ratas con una prepared by mixing 40 g of sea salt (Instant Ocean United concentración de glucosa en sangre de 180-240 mg/dl. Pet Group, Blacksburg, VA, USA) and 0.006 g of yeast Las ratas fueron distribuidas en 4 grupos de 6 animales: (Mead Johnson, Coyoacán, Mexico City, Mexico) in one no diabéticas (ratas no inducidas a diabetes), diabéticas no litter of bidistilled water, adjusting the pH to 7.8. For the tratadas (ratas inducidas a diabetes no tratadas con agentes test were placed 0.1 g of eggs of A. saline (San Francisco hipoglicemiantes), diabéticas tratadas con glibenclamida Bay Brand, Inc., Neark, CA, USA) in 100 ml of artificial (ratas diabéticas tratadas con glibenclamida a una dosis de seawater in a plastic container under oxygenation and 5 mg kg de peso corporal); y diabéticas tratadas con infusión protected from light. de chaya. La infusión (extracto) y la glibenclamida fueron administradas a los grupos correspondientes diariamente Nauplii (larvae) which hatched after 48 hours were en condiciones de ayuno por medio de una sonda vía intra transferred to a microplate 96 cells, mixing 100 mL of the gástrica por un periodo de 30 días. La concentración de suspension of nauplii in each cell with 100 mL of the dilutions glucosa en sangre fue evaluada los días 1, 8, 15, 23 y 30 de of the infusions to evaluate a range of 10 to 1 000 g of dry aplicación de tratamientos.
matter/mL sample infusion. Infusions dilutions were made using sea water as a solvent were used and a solution of Evaluación de toxicidad de las infusiones (modelo in vivo potassium dichromate (400 ppm) as a positive control, and con larvas de Artemia salina). Se evaluó la toxicidad de las sea water as negative control. infusiones preparadas mediante un modelo in vivo usando larvas de Artemia salina. Primeramente se colocaron los Laboratory tests
huevecillos de A. salina en agua de mar artificial para su propagación. El agua de mar artificial fue preparada The analytical tests were: hypoglycemic capacity mezclando 40 g de sal de mar (Instant Ocean United Pet (quantification of blood glucose), nutraceutical quality Group, Blacksburg, VA, EU) y 0.006 g de levadura de (total phenolic content and antioxidant capacity), and cerveza (Mead Johnson, Coyoacán, Distrito Federal, toxicity (mortality test larvae Artemia salina) of the prepared México) en un litro de agua bidestilada, ajustando el pH a infusions and weight rats. 7.8. Para la prueba fueron colocados 0.1 g de huevecillos de A. salina (San Francisco Bay Brand, Inc., Neark, CA, Total phenolic content. The total phenolic content was EU) en 100 ml de agua de mar artificial en un recipiente de measured using a modified Folin-Ciocalteu method (Esparza plástico bajo oxigenación y protegido de la luz. Rivera et al., 2006). 30 ul of sample with 270 ul of distilled water were mixed in a test tube and to this solution were Los nauplios (larvas) que eclosionaron después de 48 added 1.5 ml of Folin-Ciocalteu reagent (Sigma-Aldrich, St. horas fueron transferidos a una micro placa de 96 celdas, Louis, MO, USA) diluted (1:15), vortexing for 10 s. After 5 mezclando 100 µL de la suspensión de nauplios en cada celda minutes 1.2 ml of sodium carbonate (7.5% w/v) and stirred con 100 µL de las diluciones de las infusiones a evaluar en for 10 seconds were added. The solution was placed in water un rango de 10 a 1 000 µg de muestra seca/mL de infusión. bath at 45 °C for 15 min, and then allowed to cool to room Las diluciones de las infusiones se hicieron usando agua temperature. The absorbance of the solution was read at 765 820 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.6 Núm.4 16 de mayo - 29 de junio, 2015 Ramón Valenzuela Soto et al. de mar como solvente, y fueron utilizados una solución de nm. Phenolic content was calculated by a standard curve dicromato de potasio (400 ppm) como control positivo, y using gallic acid (Sigma, St. Louis, MO, USA) as standard, agua de mar como control negativo. and the results were reported in mg of gallic acid equivalent per g dry basis sample (mg equiv AG/g BS ). Analyses were Pruebas analíticas
performed in triplicate. Las pruebas analíticas realizadas fueron: capacidad Antioxidant. The antioxidant capacity was determined by hipoglicemiante (cuantificación de glucosa en sangre), the methods of ABTS+ and DPPH+ the results were reported calidad nutraceutica (contenido fenólico total y capacidad in mM equivalent of Trolox per g sample BS. antioxidante), y toxicidad (prueba de mortandad de larvas de Artemia salina) de las infusiones preparadas, así como Trolox equivalent antioxidant capacity (DPPH+ method). peso de las ratas. The antioxidant capacity was assessed according to in vitro DPPH+ method using a modification of the method Contenido fenólico total. El contenido fenólico total se midió published by Brand-Williams (1995). DPPH+ solution usando una modificación del método Folin-Ciocalteau (Aldrich, St. Louis, MO, USA) in methanol was prepared (Esparza Rivera et al., 2006). Se mezclaron 30 µl de muestra by adjusting the absorbance of the solution to 1 100 ± con 270 µl de agua destilada en un tubo de ensaye, y a esta 0.01 to a wavelength of 515 nm. For the determination of solución se le agregaron 1.5 ml de reactivo Folin-Ciocalteau antioxidant capacity of 50 ul sample and 950 ul of DPPH+ (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EU) diluido (1:15), agitando mixed solution, and after 3 min of the reaction mixture en vórtex durante 10 s. Después de 5 minutos se añadieron absorbance was read at 515 nm. A standard curve with 1.2 ml de carbonato de sodio (7.5% p/v) agitándose durante Trolox (Aldrich, St. Louis, MO, USA) was prepared, and 10 segundos. La solución fue colocada en baño maría a 45 °C the results are reported as equivalent antioxidant capacity por 15 min, y luego se dejó enfriar a temperatura ambiente. La mM Trolox equivalent per g dry basis (mM Trolox eq/gm absorbancia de la solución fue leída a 765 nm. El contenido BS). Analyses were performed in triplicate. fenólico se calculó mediante una curva patrón usando ácido gálico (Sigma, St. Louis, MO, EU) como estándar, y los Trolox equivalent antioxidant capacity (ABTS+ method). resultados se reportaron en mg de ácido gálico equivalente The Trolox equivalent antioxidant capacity was evaluated in por g de muestra base seca (mg equiv AG/g BS). Los análisis vitro according to the method published by ABTS + Esparza se realizaron por triplicado.
Rivera et al. (2006). ABTS+ solution with 40 mg of ABTS+ (Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) and 1.5 g of manganese Capacidad antioxidante. La capacidad antioxidante fue dioxide Fermont, Nuevo León, Mexico) was prepared in 15 determinada por los métodos de ABTS+ y DPPH+, los
ml of distilled water. The mixture was shaken vigorously resultados se reportaron en mM equivalente de Trolox por and allowed to stand covered for 20 min. Then, the solution g de muestra BS.
was filtered on Whatman 40 paper (GE Healthcare UK Limited, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK) and the Capacidad antioxidante equivalente en Trolox (método absorbance was adjusted to 0.7 ± 0.01 at a wavelength of DPPH+). La capacidad antioxidante se evaluó de acuerdo al 734 nm using phosphate buffer solution of 5 mM. For the método in vitro DPPH+ usando una modificación del método determination of antioxidant capacity and 100 ul sample publicado por Brand-Williams (1995). Se preparó una solución 1 ml of ABTS+ solution were mixed, and after 60 and 90 de DPPH˙+ (Aldrich, St. Louis, MO, EU) en metanol, ajustando seconds of reaction the sample absorbance at 734 nm was la absorbancia de la solución a 1 100 ± 0.01 a una longitud read. A standard curve with Trolox (Aldrich, St. Louis, de onda de 515 nm. Para la determinación de capacidad MO, USA) was prepared, and the results are reported as antioxidante se mezclaron 50 µl de muestra y 950 µl de solución equivalent antioxidant capacity mM Trolox equivalent DPPH+, y después de 3 min de reacción se leyó la absorbancia per g fresh base (mM Trolox eq gm-1 BF). Analyses were de la mezcla a 515 nm. Se preparó una curva estándar con performed in triplicate. Trolox (Aldrich, St. Louis, MO, EU), y los resultados se reportaron como capacidad antioxidante equivalente en mM Quantification of blood glucose. Blood samples evaluated equivalente en Trolox por g base seca (mM equiv Trolox/gm during the experiment (days 1, 8, 15 and 23 treatments BS). Los análisis se realizaron por triplicado.
application) were obtained from the tail of the rat tail after an Cnidoscolus chayamansa hidropónica orgánica y su capacidad hipoglucemiante, calidad nutraceutica y toxicidad Capacidad antioxidante equivalente en Trolox (método 8- hour fast prior vein. Furthermore, obtaining final samples ABTS˙+). La capacidad antioxidante equivalente en Trolox (day 30) was performed by cardiac puncture. Serum samples se evaluó de acuerdo al método in vitro ABTS˙+ publicado was obtained, and glucose concentration was determined por Esparza Rivera et al. (2006). Se preparó una solución de by Accu Check kit (Roche Diagnostics, Indianapolis, IND, ABTS˙+ con 40 mg de ABTS (Aldrich, St. Louis, Missouri, EU), reporting in mg glucose/dl of blood. EU) y 1.5 g de dióxido de manganeso (Fermont, Nuevo León, México) en 15 ml de agua destilada. La mezcla fue Rat weight. The weight of rats was determined before agitada vigorosamente y se dejó reposar cubierta durante 20 application of treatment and on days 1, 8, 15, 23 and 30 of min. Luego, la solución se filtró en papel Whatman 40 (GE treatment application. Healthcare UK Limited, Little Chalfont, Buckinghamshire, Reino Unido), y la absorbancia se ajustó a 0.7 ± 0.01 a una Test larval mortality Artemia salina. Evaluation of toxicity longitud de onda de 734 nm utilizando solución buffer de of the extract was performed by counting living and dead fosfato 5 mM. Para la determinación de capacidad antioxidante nauplii per dose after 24 h using a stereoscopic microscope. se mezclaron 100 µl de muestra y 1 ml de solución ABTS˙+, y Determining the LD50 was evaluated infusion made using después de 60 y 90 segundos de reacción se leyó la absorbancia the method cited by Lagarto et al. (2001). de la muestra a 734 nm. Se preparó una curva estándar con Trolox (Aldrich, St. Louis, MO, EU), y los resultados se Statistical data analysis. The results were evaluated though reportaron como capacidad antioxidante equivalente en mM an analysis of variance with SAS (2005) program and the equivalente en Trolox por g base fresca (mM equiv Trolox·gm-1 comparison of means were determined by Tukey test (p< BF). Los análisis se realizaron por triplicado.
Cuantificación de glucosa en sangre. Las muestras sanguíneas evaluadas durante el experimento (días 1, 8, 15 Results and discussion
y 23 de aplicación de tratamientos) fueron obtenidas de la vena caudal de la cola de la rata después de un previo ayuno de 8 horas. Asimismo, la obtención de las muestras finales Hypoglycemic capacity of the infusions. The consumption (día 30) se realizo mediante una punción cardiaca. Se obtuvo of leaf infusion organic chaya reduced glucose levels of el suero de las muestras, y se determinó la concentración de diabetic rats (Figure 1), having a higher hypoglycemic effect glucosa mediante el kit Accu Check (Roche Diagnostics, that the application of glibenclamide (5 mg kg-1). These Indianapolis, IND, EU), reportándose en mg de glucosa/ results agree with those reported by García-Cervera et al., dl de sangre.
(2012) and Figueroa-Valverde et al., (2009), who reported that, the application of ethanol extracts of Cnidoscolus Peso de las ratas. El peso de las ratas fue determinado antes chayamansa McVaugh caused a decrease in the high de la aplicación de tratamientos así como los días 1, 8, 15, levels of blood glucose in experimental models in vivo. 23 y 30 de aplicación de tratamientos.
The hypoglycemic effect of the evaluated infusion may be attributed to its content of catechin and rutin (Figure 2), Prueba de mortandad de larvas de Artemia salina. La which are compounds reported in other in vivo studies (Lima evaluación de toxicidad del extracto se realizo mediante et al., 2009; Fernandes et al., 2010; Seron and Furlan, 2010; el conteo de nauplios vivos y muertos por dosis después Fuentes et al., 2013) as hypoglycemic agents. de 24 h con ayuda de un microscopio estereoscópico. La determinación de DL50 de la infusión evaluada fue realizada Weight changes in rats. The weight of diabetic rats (treated usando el método citado por Lagarto et al. (2001).
and untreated) decreased during the experiment, whereas nondiabetic rats presented an increase (Figure 3). However, Análisis estadístico de datos. Los resultados obtenidos the weight loss at day 30 compared to start of the experiment fueron analizados mediante un análisis de varianza con el was 31.4%, whereas in diabetic rats treated with infusion programa SAS (2005) y las comparación de medias fueron of chaya or glyburide was 10.7 and 16.8% respectively. determinadas mediante una prueba de Tukey (p< 0.05).
These results are similar to those presented by Figueroa- 822 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.6 Núm.4 16 de mayo - 29 de junio, 2015 Ramón Valenzuela Soto et al. Resultados y discusión
Valverde et al. (2009), who reported weight loss in diabetic rats treated with extracts of Cnidoscolus chayamansa McVaugh and Citrus aurantium L. some researchers have Capacidad hipoglucemiante de las infusiones. El consumo reported about the properties chaya diuretic (Andrade- de la infusión de hoja de chaya orgánica redujo los niveles de Cetto et al., 2006), which could be associated with weight glucosa de las ratas diabéticas (Figura 1), teniendo un mayor loss was observed in diabetic rats treated with the infusion efecto hipoglicemiante que la aplicación de glibenclamida of leaves of this plant. (5 mg kg-1). Estos resultados coinciden con los publicados por García-Cervera et al. (2012), y Figueroa-Valverde et al. (2009), quienes reportaron que la aplicación de extractos etanólicos de Cnidoscolus chayamansa McVaugh causo una disminución de los niveles elevados de glucosa en sangre en experimentos con modelos in vivo. El efecto hipoglicemiante de la infusión evaluada puede ser atribuido a su contenido de catequina y rutina (Figura 2), los cuales son compuestos reportados en otros estudios in vivo (Lima et al., 2009; Fernandes et al., 2010; Seron y Furlan, 2010; Fuentes et al., 2013) como agentes hipoglucemiantes.
Ratas no diabéticas Figura 2. Cromatograma de la determinación de compuestos
Ratas diabéticas sin tratamiento Ratas diabéticas tratadas con glibenclamida fitoquímicos en la infusión de hojas de chaya. Pico
Ratas diabéticas tratadas con infusión de C. chayamansa 1= quercetina; pico; y 2= rutina.
Figure 2. Chromatogram of determining phytochemicals
in chaya infusion. Peak 1= quercetin; peak; y 2=
mg de glucosa / dL Glucosa Día de Día 7 Día 15 Día 21 Día 30 Peso de las ratas (g) Ratas no diabéticas Figura 1. Resultados de la cuantificación de glucosa en sangre
Ratas diabéticas sin tratamiento Ratas diabéticas tratadas con glibenclamida de ratas diabéticas tratadas con infusiones de
Ratas diabéticas tratadas con infusión de C. chayamansa hojas de C. chayamansa hidropónica orgánica; con
Día 0 Día 7 Día 15 Día 22 Día 30 glibenclamida, y no tratadas. Puntos en el mismo día
Figura 3. Peso de ratas diabéticas tratadas con infusiones de
de evaluación con distinta letra son estadísticamente hojas de C. chayamansa hidropónica orgánica; con
diferentes (p< 0.05).
glibenclamida, y no tratadas. Puntos en el mismo día
Figure 1. Quantification of blood glucose of diabetic rats
de evaluación con distinta letra son estadísticamente treated with leaf tea Organic hydroponics C.
diferentes (p< 0.05).
chayamansa; glyburide, and untreated. Points
Figure 3. Weight of diabetic rats treated with leaf tea of organic
on the same day evaluation with different letters are hydroponics of C. chayamansa; glyburide, and
statistically different (p< 0.05). untreated. Points on the same day evaluation with different
letters are statistically different (p< 0.05). Cambios de peso de las ratas. El peso de las ratas diabéticas (tratadas y no tratadas) disminuyo durante el experimento, Nutraceutical quality of the infusion. The phenolic content mientras que en las ratas no diabéticas presento un aumento obtained in this study was 6.34 mg equiv. ac. gallic/ml in (Figura 3). Sin embargo, la pérdida de peso al día 30 en the infusion of leaves of hydroponic organic of chaya. comparación al inicio del experimento fue de 31.4%, These results were lower than those obtained by Gutiérrez- Cnidoscolus chayamansa hidropónica orgánica y su capacidad hipoglucemiante, calidad nutraceutica y toxicidad mientras que en las ratas diabéticas tratadas con la infusión Zavala et al. (2007) and Loarca-Piña et al. (2010), who de hojas de chaya o con glibenclamida fue de 10.7 y 16.8% reported a phenolic content of 71.3 ± 1.7 mg equiv. ac. respectivamente. Estos resultados son similares a los gallic/gm BS in hexanoicos from acetone extracts and presentados por Figueroa-Valverde et al. (2009), quienes Chaya. Regarding the evaluation of the antioxidant reportaron disminución de peso en ratas diabéticas tratadas capacity of the infusions, a value of 5.9 mM obtained con extractos de Cnidoscolus chayamansa McVaugh y equiv. Trolox/ml of chaya leaf tea. These results differ Citrus aurantium L. Algunos investigadores han reportado from those reported by Gutierrez-Zavala et al. (2007), acerca de las propiedades diuréticas de la chaya (Andrade- Loarca-Piña et al. (2010) and Mercado-Mercado et al. Cetto et al., 2006), lo cual pudiera ser asociado con la pérdida (2013), who obtained a higher antioxidant capacity (14.5 de peso que se observo en las ratas diabéticas tratadas con mM equiv. Of Trolox/gr BS) in hexanoicos from acetone la infusión de hojas de esta planta.
extracts and Chaya. Calidad nutraceutica de la infusión. El contenido fenólico The differences in these results are attributed to the specific obtenido en el presente estudio fue de 6.34 mg equiv. de composition of plant materials used in the studies and ác. gálico/ml en la infusión de hojas de chaya orgánica the type of solvent used for obtaining extracts. Also, the hidropónica. Estos resultados fueron menores a los obtenidos antioxidant capacity of chaya infusion was associated with por Gutiérrez-Zavala et al. (2007) y Loarca-Piña et al. the content of phytochemicals such as catechin and routine, (2010), quienes reportaron un contenido fenólico de 71.3 which have been reported as compounds with antioxidant ± 1.7 mg equiv. ác. gálico/gm BS en extractos hexanoicos properties (Fuentes et al., 2013). y acetonicos de chaya. Con respecto a la evaluación de la capacidad antioxidante de la infusión evaluada, se obtuvo Toxicity evaluation of the infusion. Toxicity assessment un valor de 5.9 mM equiv. de Trolox/ml de té de hoja de found that leaf tea of organic chaya in this study is safe chaya. Estos resultados difieren de los reportados por for consumption. An extract is considered toxic when Gutiérrez-Zavala et al. (2007), Loarca-Piña et al. (2010) its median lethal dose (LD 50) is less than 200 mg/mL y Mercado-Mercado et al. (2013), quienes obtuvieron una (Lagarto et al., 2001), while extracts with DL 50 between mayor capacidad antioxidante (14.5 mM equiv. de Trolox/ 200-1 000 mg/mL are reported as non-active extracts gr BS) en extractos hexanoicos y acetonicos de chaya.
toxic. An extract with LD50 is higher than 1 000 mg/mL is reported as a nontoxic and safe for consumption. The chaya Las diferencias en estos resultados son atribuidas a la leaf tea had an LD50 of 1070.42 mg/mL, and therefore can composición específica de los materiales vegetales usados en be considered as non-toxic and safe for consumption as los estudios y al tipo de solvente utilizado para la obtención a potential therapeutic agent in the treatment of diabetes, de extractos. Asimismo, la capacidad antioxidante de la infusión de hojas de chaya fue asociada con su contenido de fitoquímicos como la catequina y rutina, los cuales han sido reportados como compuestos con propiedades antioxidantes Conclusions
(Fuentes et al., 2013). Evaluación de toxicidad de la infusión. La evaluación de The consumption of tea leaves made with hydroponic toxicidad comprobó que la infusión de hojas de chaya orgánica organic of chaya had higher hypoglycemic effect in en el presente estudio es segura para ser consumida. Un extracto diabetic rats than glibenclamide, which is attributed to es considerado como tóxico cuando su dosis letal media (DL50) the content of phytochemicals hypoglycemic agents in es menor de 200 μg/mL (Lagarto et al., 2001), mientras que the infusion, including catechin and rutin. Furthermore, extractos con DL50 entre 200-1 000 μg/mL son reportados como infusion of leaves of chaya can be considered as extractos activos no tóxicos. Por otra parte, un extracto cuya non-toxic and safe for consumption as potential DL50 es mayor de 1 000 μg/mL es reportado como no tóxico y hypoglycemic agent.
seguro para su consumo. La infusión de hojas de chaya tuvo una DL50 de 1070.42 μg/mL, por lo cual puede ser considerada End of the English version como no tóxica y segura para su consumo como potencial agente terapéutico en el tratamiento de la diabetes mellitus. 824 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.6 Núm.4 16 de mayo - 29 de junio, 2015 Ramón Valenzuela Soto et al. Figueroa-Valverde, L.; Díaz-Cedillo, F.; Camacho-Luis, A. y López, M. R. 2009. Efectos inducidos por Ruta graveolens L., Cnidoscolus chayamansa McVaugh y Citrus aurantium L. sobre los niveles de glucosa, colesterol y triacil glicéridos en El consumo de la infusión de hojas de chaya orgánica un modelo de rata diabética. Braz. J. Pharmacog. 19(4):898- hidropónica tuvo mayor efecto hipoglicemiante en las ratas diabéticas que la glibenclamida, lo cual es atribuido al Fuentes, O.; Fuentes, M.; Badilla, S. y Troncoso, F. 2013. Maqui contenido de agentes fitoquímicos hipoglicemiantes en la (Aristotelia chilensis) and rutin (quercetin-3-O-rutinoside) protects against the functional impairment of the endothelium- infusión, incluyendo catequina y rutina. Además, la infusión de dependent vasorelaxation caused by a reduction of nitric oxide hojas de chaya puede ser considerada como no tóxica y segura availability in diabetes. Boletín Latinoamericano y del Caribe para su consumo como potencial agente hipoglicemiante. de Plantas Medicinales y Aromáticas. 12(3):220-229. García-Cervera, E.; Figueroa-Valverde, L.; Díaz-Cedillo, F.; Pool- Gómez, E.; Torrez-Cutz, R. y Martinez-Camacho, R. 2012. Activity induced by Jatropha gaumerion on glucose concentration in a rat diabetic model. Afr. J. Pharmacy Gutiérrez-Zavala, A.; Ledesma-Rivero, L.; García-García, I. y Grajales- Los autores(as) agradecen el apoyo financiero del Consejo Cartillejos, O. 2007. Capacidad antioxidante total en alimentos Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), para la convencionales y regionales de Chiapas, México. Rev. Cubana de Salud Pública. 33(1):1-7.
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Guidelines for the Management of Asthma in California Schools A comprehensive resource for school health and other personnel to address asthma in the school setting Arnold Schwarzenegger Governor State of California Kimberly Belshé Secretary Director California Health and Human