Evaluación de la capacidad antioxidante global in vitro y determinación de compuestos bioactivos de hojas de Salvia hispanica L y su efecto sobre modelo de ratón obeso

Abstract

La chía (Salvia hispanica L.) es una planta perteneciente a la familia Lamiaceae originaria de la zona Mesoamericana (México y Guatemala). Los pueblos precolombinos de la zona no solo utilizaban sus semillas como alimento energizante si no que las hojas y raíces las utilizaban con fines medicinales. La colonización española de la zona resultó en la pérdida de las variedades domesticadas de esta especie, así como de la información folklórica de su uso medicinal. Actualmente su cultivo se centra en la producción de su semilla, que presenta una alta calidad nutricional, especialmente debido a su alto contenido de ácidos grasos ω-3. Sin embargo, durante el cultivo se estarían desechando cerca de 500 kg de hoja de chía por hectárea, lo que representa un nicho comercial no explorado como fuente de compuestos bioactivos. Los polifenoles son metabolitos secundarios sintetizados por las plantas conocidos principalmente por su capacidad antioxidante, que presentan actividad biológica como antiviral, antiinflamatoria, antibacteriana, reguladora del metabolismo de la glucosa, antitumoral entre otras, por lo que su uso en tratamientos medicinales está siendo investigado. Estos compuestos también presentan actividad importante en el metabolismo de las plantas, principalmente como medio de respuesta ante estresores y reguladores del crecimiento. En este trabajo se evaluó la capacidad antioxidante y contenido de polifenoles de seis fenotipos de chía en tres muestreos mediante la optimización de la extracción con una mezcla de acetona, agua y ácido acético (AWA; 70:29,5:0,5 %v/v) con el fin de desarrollar una metodología rápida y miniaturizada que permita la comparación con la base de datos que mantiene el Instituto Nacional de Tecnología de los Alimentos en nuestro país. En paralelo se realizó la caracterización química de extractos secuenciales de dos fenotipos comerciales y se comparó con la metodología optimizada. Adicionalmente, se evaluó la toxicidad de los extractos obtenidos y su capacidad antioxidante celular. Finalmente, se evaluó el efecto de los extractos etanólicos de ambos fenotipos comerciales en la reversión de los indicadores de resistencia a la insulina y de daño hepático en un modelo de ratón obeso alimentado con dieta alta en grasas. Los resultados muestran que tanto la capacidad antioxidante como el contenido fenólico muestran un máximo cuando la planta se encuentra en etapa de floración, y ambos factores disminuyen hacia fechas cercanas a la cosecha de las semillas. El fenotipo que presentó mayor capacidad antioxidante y contenido polifenólico resultó ser el tardío, seguido de los dos fenotipos comerciales. Para servir al doble propósito del cultivo de chía, las hojas de ambos fenotipos comerciales del tercer muestreo se utilizaron para realizar los extractos secuenciales. El extracto secuencial con mayor capacidad antioxidante tanto química como celular y contenido fenólico fue el etanólico, y ambos factores disminuyeron significativamente junto con la polaridad del solvente utilizado. Ningún fenotipo resultó ser citotóxico en células de mamífero. Los resultados in vivo sobre el modelo de ratón alimentado con dieta alta en grasas muestran una tendencia a la mejoría en cuanto a los parámetros que evalúan la resistencia a la insulina, siendo el extracto del fenotipo blanca el que presentó mejores resultados. En cuanto a la reversión del daño hepático, ambos extractos muestran una disminución importante en el número y tamaño de las gotas lipídicas en hepatocitos aislados, así como en la disminución de la peroxidación lipídica. El extracto etanólico del fenotipo blanca tuvo un efecto significativo en la disminución de estos factores en comparación con el grupo no suplementado.

Chia (Salvia hispanica L.) is a plant belonging to the Lamiceae family original from the Mesoamerican area (México and Gautemala). The precoloumbian people used this plant not only as a food source (seeds) but also as medicine (leaves and roots). The Spanish colonization led to the loss of the domesticated varieties of this plant, as well as the loss of the folkloric information about its uses in medicinal treatments. Nowadays, chia cultivation is centered in seed production due to its great nutritional value mainly because its high content of ω-3 fatty acids. Nevertheless, about 500 kg/ha of leaves biomass is produced and discarded once the seed is collected, matrix that is jet to be exploited as a commercial opportunity. Polyphenolic compounds are secondary metabolites synthesized by plants known for their antioxidant capacity that also have biological activity such as antiviral, anti-inflammatory, antibacterial, regulatory of glucose metabolism, antitumoral among many others, which is why polyphenols use in medicinal treatments is being investigated. These compounds also have relevant activity in plants as response mechanism against different stressors and growth regulators. In this work, the antioxidant capacity and polyphenolic content of six different chia phenotypes in three sampling dates was evaluated after the optimization of the ultrasound assisted extraction methodology using a mixture of acetone, water, and acetic acid (AWA; 70:29.5:0.5 %v/v). This quick and miniaturized methodology was developed as means to enable the comparison with the Insituto Nacional de Tecnología de los Alimentos database in our country. In parallel, the chemical characterization of sequential leaf extracts of two commercial phenotypes was carried out and compared to the optimized AWA extraction, evaluating the extract’s chemical and cellular antioxidant capacity as well as the polyphenolic profile and toxicity. Finally, the reversal properties of the ethanolic extracts of both commercial phenotypes on insulin resistance and hepatic damage was studied using a mice obese model fed with a high fat diet.