Inhibición de la actividad de enzimas que metabolizan carbohidratos, efectos antioxidantes y efecto hipoglicemiante in vivo de extractos fenólicos de frutos de distintos genotipos de Ugni molinae

Abstract

Un estado hiperglicémico mantenido en el tiempo conduce a la aparición de múltiples complicaciones de salud asociadas al estrés oxidativo y a diferentes alteraciones metabólicas. Los tratamientos actuales para estados hiperglicémicos no son enteramente efectivos, por lo que la identificación de compuestos químicos de origen natural capaces de reducir la hiperglicemia y prevenir los efectos deletéreos del estrés oxidativo es un campo atractivo para el desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas. Entre estas fuentes de origen natural se describen a los frutos de Ugni molinae Turcz, conocida popularmente como murtilla. Los especímenes silvestres de frutos de murtilla han sido los principalmente estudiados, reportándose la presencia de ácidos fenólicos, flavonoides y antocianinas, así como efectos antioxidantes e inhibitorios de enzimas relacionadas con el metabolismo de los carbohidratos. En función de lo anterior es que el objetivo de este trabajo fue correlacionar el perfil fenólico de extractos de frutos provenientes de 8 genotipos de U. molinae cultivados en las mismas condiciones edafoclimáticas en el INIA Carillanca con las propiedades antioxidantes y el potencial efecto hipoglicemiante in vitro, seleccionando el más activo para un estudio in vivo. Se obtuvieron extractos seriados ricos en fenoles con acetona y con mezcla etanol ácido, analizando químicamente los más activos mediante CLAE-UV-ESI-MS. Se utilizaron métodos espectrofotométricos in vitro para evaluar sus capacidades antioxidantes y su potencia inhibitoria sobre la actividad de las enzimas α-glucosidasa y glicógeno fostorilasa A. El estudio in vivo fue realizado en un modelo animal de Diabetes Mellitus tipo 2. Dieciseis extractos semipurificados, tanto de acetona como de etanol ácido, exhibieron capacidad antioxidante y potencia inhibitoria sobre las enzimas evaluadas. El análisis químico evidenció diferencias en el perfil fenólico entre los extractos, siendo más concentrados en compuestos fenólicos y más potentes en los ensayos farmacológicos in vitro los extractos obtenidos con acetona. Sin embargo, el extracto acetónico seleccionado por sus significativos efectos in vitro no demostró efectos benéficos sobre parámetros de control metabólico en el modelo in vivo. Los resultados indican que los extractos acetónicos incluyen una mezcla de compuestos fenólicos capaces de inhibir la actividad de dos enzimas relacionadas con el metabolismo de los carbohidratos y presentan una promisoria capacidad antioxidante in vitro, sin embargo, es necesario profundizar los ensayos in vivo para poder corroborar los resultados in vitro

A sustained hyperglycemic state over the time leads to the appearance of multiple health complications associated with oxidative stress and different metabolic alterations. Current treatments for hyperglycemic states are not entirely effective thus; the identification of chemical compounds from natural sources to reduce hyperglycemia and prevent the deleterious effects of oxidative stress is an attractive field of research for the development of new therapeutic alternatives. Among these natural sources, the fruits of Ugni molinae Turcz, popularly known as murtilla, are described. Mainly wild specimens of murtilla fruits have been studied, reporting the presence of phenolic acids, flavonoids, and anthocyanins, as well as antioxidant and inhibitory effects of enzymes related to carbohydrate metabolism. Based on the above, the aim of this work was to correlate the phenolic profile of fruit extracts from 8 genotypes of U. molinae grown under the same edaphoclimatic conditions at INIACarillanca with the antioxidant properties and the potential hypoglycemic effects in vitro, selecting the most active for an in vivo study. Seriated extracts rich in phenols were obtained with acetone and with an ethanol acid mixture, chemically analyzing the most active ones using HPLC-UV-ESI-MS. In vitro spectrophotometric methods were used to evaluate its antioxidant capacities and its inhibitory potency on the activity of the enzymes α-glucosidase and glycogen phosphorylase A. The in vivo study was carried out in an animal model of Type 2 Diabetes Mellitus. Sixteen semi-purified extracts, both from acetone and ethanol acid, showed antioxidant capacity and inhibitory potency on the evaluated enzymes. The chemical analysis showed differences in the phenolic profile among the extracts, with the extracts obtained with acetone being more concentrated in phenolic compounds and more potent in the in vitro pharmacological assays. However, the selected acetone extract did not show beneficial effects on metabolic control parameters in the in vivo model. The results indicate that the acetone extracts include a mixture of phenolic compounds that inhibit the activity of two enzymes related to carbohydrate metabolism and with a promising in vitro antioxidant capacity, however, further in vivo assay is necessary to corroborate the in vitro results