Actividad inhibitoria de enzimas del control glicémico y actividad antioxidante de propóleos provenientes de la Región Metropolitana, Chile

Abstract

El propóleo es una sustancia resinosa generada por abejas Apis mellifera mediante la mezcla de exudados de plantas mezcladas con sus secreciones salivales, cera y polen. El propóleo cumple una finalidad protección a la colmena de factores ambientales, insectos depredadores y patógenos. Se han investigado propóleos de todo el mundo debido a su compleja y variada composición química y los resultados muestran que los propóleos son una fuente importante de productos naturales con distintas actividades biológicas como: antioxidantes, antimicrobianos, antiinflamatorios y cicatrizantes, además de actividades antiproliferativas y efectos antihiperglicemiante, hipoglicemiante y moduladores de la resistencia a la insulina. Estas últimas actividades se vuelven relevantes cuando la Federación Internacional de Diabetes (IDF, International Diabetes Federation) indica que la prevalencia de diabetes mellitus tipo 2 en el año 2021 daba cuenta de que uno de cada nueve adultos en el mundo tenía diabetes y que para el año 2045 uno de cada ocho adultos en el mundo padecerá esta enfermedad. En Chile la prevalencia de diabetes bordea el 11% y solo entre un 17,6% a 19,7% de los diagnosticados están bien controlados, según datos del MINSAL del año 2010. Además, en Chile los propóleos tienen pocos estudios y una amplia producción por lo que se ha planteado como objetivo general determinar en forma comparativa los perfiles fenólicos y la actividad inhibitoria de la actividad de enzimas del control glicémico como la α- glucosidasa y glicógeno fosforilasa a, además de la capacidad antioxidante de extractos ricos en fenoles de propóleos de distintas localidades de la Región Metropolitana de Chile. Los extractos etanólicos globales (EEG) de seis propóleos distintos de las localidades de Pichidegua, Pirque, Melipilla, Lampa, Pudahuel y Peñaflor presentaron similar contenido de fenoles totales destacando el EEG del propóleo de Melipilla con 20,6 ± 1,2 g EAG/100 g ES. Sin embargo, el EEG del propóleo de Peñaflor presentó el mayor contenido de flavonas y flavonoles, mientras que fue el que presentó menor contenido de flavanonas y dihidroflavonoles (flavanonoles) con 6,2 ± 0,8 g EQ/100g ES y 17,5 ± 1,6 g EN/100 g ES, respectivamente. Se seleccionaron los propóleos de la localidad de Pirque, Pudahuel y Peñaflor en base a las características del manejo postcosecha e información de flora circundante de las colmenas y se evaluó la calidad de los propóleos recolectados según la norma argentina IRAM-INTA 15935-1 del 2008. El propóleo de la localidad de Peñaflor fue el único que cumplió con todos los criterios de calidad. Al evaluar la actividad inhibitoria in vitro frente a las enzimas del control glicémico el EEG del propóleo de Peñaflor resulto ser el más activo con una CI50 de 7,5 ± 2,4 μg/mL, unas 35 veces más potente que el control positivo acarbosa (259,1 ± 33,4 μg/mL), en el caso de la enzima α-glucosidasa y de 11,2 ± 0,6 μg/mL, unas dos veces menos potente que el control positivo, cafeína (5,3 ± 0,7 μg/mL), en el caso de la enzima glicógeno fosforilasa a. Todos los EEGs mostraron buena capacidad antioxidante, aunque por metodologías distintas, destacando el EEG del propóleo de Peñaflor en el ensayo ORAC-FL con un valor de 22,0 ± 1,5 μmol eq trolox/mg ES y en el ensayo FRAP a los 4 y 60 minutos con 1,30 ± 0,05 y 2,3 ± 0,1 μmol Fe2+/mg ES. Se fraccionó el EEG del propóleo de Peñaflor con la intención de purificar compuestos y la fracción D fue la que presentó la mayor actividad inhibitoria in vitro frente a las enzimas α-glucosidasa (52,6 ± 13,6 %) y glicógeno fosforilasa a (22,1 ± 6,5 %). Finalmente, el análisis de masas da cuenta de diferencias cualitativas y cuantitativas en la composición de los EEGs de los distintos propóleos que pueden asociarse a las diferencias de origen geográfico y botánico en la Región Metropolitana, destacando la presencia de isorhamnetina y canferol en las muestras como componentes mayoritarios respecto a los cuantificados en este estudio

Propolis is a resinous substance generated by honeybees Apis mellifera by mixing plant exudates with their salivary secretions, wax, and pollen. Propolis serves a purpose of protecting the hive from environmental factors, predatory insects, and pathogens. Propolis from all over the world has been investigated due to its complex and varied chemical composition and the results show that propolis is an important source of natural products with different biological activities such as: antioxidants, antimicrobials, anti-inflammatories, and healing, as well as antiproliferative activities and antihyperglycemic, hypoglycemic and modulating effects of insulin resistance. These last activities become relevant when the International Diabetes Federation (IDF) indicates that the prevalence of type 2 diabetes mellitus in 2021 realized that one in nine adults in the world had diabetes and that by 2045 one in eight adults in the world will suffer from this disease. In Chile, the prevalence of diabetes is around 11% and only between 17.6% and 19.7% of those diagnosed is well controlled, according to MINSAL data from 2010. In addition, in Chile propolis have few studies and a wide production so it has been proposed as a general objective to determine in a comparative way the phenolic profiles and the inhibitory activity of glycemic control enzymes such as α-glucosidase and glycogen phosphorylase a, in addition to the antioxidant capacity of extracts rich in phenols of propolis from different localities of the Región Metropolitana of Chile. The global ethanolic extracts (GEE) of six different propolis from the localities of Pichidegua, Pirque, Melipilla, Lampa, Pudahuel and Peñaflor presented similar content of total phenols highlighting the GEE of Melipilla propolis with 20.6 ± 1.2 g GAE/100 g DE. However, the GEE of Peñaflor propolis had the highest content of flavones and flavonols, while it was the one with the lowest content of flavanones and dihydroflavonols (flavanonols) with 6.2 ± 0.8 g QE/100g DE and 17.5 ± 1.6 g NE/100 g DE, respectively. The propolis of the locality of Pirque, Pudahuel and Peñaflor were selected based on the characteristics of post-harvest management and information on the surrounding flora of the hives. The quality of the propolis collected was evaluated according to the Argentine standard IRAM-INTA 15935-1 of 2008. Propolis from the town of Peñaflor was the only one that met all the quality criteria. When evaluating the inhibitory activity in vitro against the enzymes of glycemic control, the EEG of Peñaflor propolis turned out to be the most active with an IC50 of 7.5 ± 2.4 μg/mL, about 35 times more powerful than the positive control, acarbose (259.1 ± 33.4 μg/mL), in the case of the enzyme α-glucosidase and 11.2 ± 0.6 μg/mL, about twice as potent as the positive control, caffeine (5.3 ± 0.7 μg/mL), in the case of the enzyme glycogen phosphorylase a. All the GEEs showed good antioxidant capacity, although by different methodologies, highlighting the GEE of Peñaflor propolis in the ORAC-FL trial with a value of 22.0 ± 1.5 μmol Trolox eq/mg DE and in the FRAP trial at 4 and 60 minutes with 1.30 ± 0.05 and 2.3 ± 0.1 μmol Fe2+/mg DE. The GEE of Peñaflor propolis was fractionated with the intention of purifying compounds and the D fraction presented the greatest inhibitory activity in vitro against the enzymes α-glucosidase (52.6 ± 13.6 %) and glycogen phosphorylase a (22.1 ± 6.5 %). Finally, the mass analysis accounts for qualitative and quantitative differences in the composition of the GEEs of the different propolis that can be associated with the differences of geographical and botanical origin in the Región Metropolitana, highlighting the presence of isorhamnetin and kaempferol in the samples as majority components respect to those quantified in this study