Efecto del extracto acuoso de hojas de Bauhinia megalandra sobre la glucogenólisis hepática en ratas

Carlos Fernández-Peña^1*, Freddy González-Mujica^2*, Norma Motta^3* y Stephen Tillett^2**

*Sección de Bioquímica Médica, Instituto de Medicina Experimental, Facultad de Medicina, **Herbario Ovalles, Facultad de Farmacia. Universidad Central de Venezuela. gonzalef@cantv.net

Titulo corto: Glucogenolísis hepática y B. megalandra

¹- Licenciado, ²- Doctor, ³- Magíster

Correspondencia a: Freddy Gonzalez-Mujica, 0212 6053370, gonzalef@cantv.net.

Este trabajo fue financiado por el Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de la Universidad Central de Venezuela, Proyectos Nº 0933470605 y 0933478805.

Resumen

El extracto acuoso de las hojas de Bauhinia megalandra ha sido muy empleado en Venezuela en el tratamiento empírico de la diabetes mellitus. En el presente trabajo se estudió el efecto del extracto acuoso de B. megalandra sobre la glucogenolísis hepática estimulada por adrenalina o dibutiril AMPc. La administración oral del extracto de la planta, a ratas alimentadas, disminuyó de una manera estadísticamente significativa el incremento de la glicemia promovido por la adrenalina. De igual manera, rebanadas de hígado de ratas alimentadas incubadas en presencia del extracto de B. megalandra produjeron menos glucosa en respuesta a la adrenalina o al dibutiril AMPc que los controles. Estos resultados indican una disminución de la glucogenolísis hepática por efecto del extracto acuoso de hojas de B. megalandra, probablemente por inhibición de la enzima glucosa-6-fosfatasa.

Palabras clave: Glucogenolísis, Bauhinia megalandra, adrenalina, glucosa-6-fosfatasa, dibutiril AMPc.

Abstract

The Bauhinia megalandra leaves aqueous extract, has been commonly used in Venezuela for the empiric treatment of diabetes mellitus. In this work, the effect of B. megalandra aqueous extract on hepatic epinephrine or dibutyril cAMP stimulated glycogenolysis, was studied. The oral administration of the plant extract to feed rats decreased the epinephrineraised glycemia in a statystical significant way. Furthermore, liver slices from feed rats, incubated in the presence of B. megalandra extract, released less glucose in response to epinephrine or dibutiryl cAMP than controls. This results shows a decrease in the hepatic glycogenolysis due to the effect of B. megalandra leaves aqueous extract probably as result of the inhibition of the glucose-6-phosphatase enzyme.

Key words: Glycogenolysis, Bauhinia megalandra, epinephrine, glucose-6-phosphatase, dibutiryl cAMP.

Recibido: 25/11/2007 Aceptado: 12/05/2008

Introducción

En muchos países la medicina tradicional ha sido una importante herramienta terapéutica, en especial aquellas capaces de aliviar patologías crónicas. Desde hace mucho tiempo, se conoce la utilización de plantas del género Bauhinia como tratamiento natural contra la diabetes mellitus¹. Debido a la ausencia de una terapia antidiabética completamente satisfactoria², se inició una importante búsqueda de tratamientos alternativos, incluyendo agentes orales que actúen como hipoglicemiantes o antihiperglicemiantes. Particularmente en Venezuela, la preparación de té a partir de hojas de Bauhinia sp. ha sido usado como un remedio popular para controlar la hiperglicemia del diabético.

En el presente trabajo nos proponemos estudiar el efecto del extracto acuoso de las hojas de B. megalandra sobre la glucogenolísis hepática estimulada por adrenalina o diburil AMPc.

Métodos

Animales: Se empleó ratas macho de la cepa Sprague-Dawley provenientes del bioterio del Instituto de Medicina Experimental, con un peso comprendido entre 180-220 g, alimentadas ad libitum.

Hojas de B. megalandra: Las hojas de la planta fueron recolectadas en la Universidad Central de Venezuela en el mes de junio del año 2004, e identificadas por el Dr. S. Tillett, en el Herbario Ovalles de la Facultad de Farmacia de la U.C.V.

Extractos Acuosos de B. megalandra: Las hojas secas fueron trituradas, colocadas en agua en una proporción de 1g por cada 10 mL, hervidas por 1 min. y posteriormente filtradas. El líquido filtrado se almacenó a -20 ºC hasta su uso.

Determinación de Glucosa: La determinación de glucosa se llevó a cabo mediante la reacción de la glucosa oxidasa-peroxidasa³.

Ensayos in vivo: Las ratas fueron anestesiadas por vía intraperitoneal con pentobarbital sódico (30 mg/kg). Posteriormente se les administró el extracto acuoso o agua (en el caso de los controles), directamente al estómago a través de una sonda. Transcurrido 30 ó 60 min, se extrajo muestras de sangre y se les administró adrenalina por vía intraperitoneal en una proporción 0,015 mg x 100 g peso corporal⁴. A partir de este punto se toman muestras de sangre cada 30 min por 2 horas.

Ensayos in vitro: Los animales fueron sacrificados por dislocación cervical y se les extrajo rápidamente el hígado; en frío se corta en cilindros, a partir de los cuales se obtuvo rebanadas de 200 µm de grosor usando un rebanador Krumdieck Tissue slicer (Alabama Research and Development, Alabama, USA). Las rebanadas fueron incubaron en buffer Krebs-Ringer⁵ a 37 ºC en atmósfera O₂:CO₂ 95:5 por 90 min, dentro de los cuales se tomo alícuotas del medio cada 30 min, para determinar glucosa. Las rebanadas controles fueron incubadas sólo con buffer, las estimuladas con buffer más la adición de adrenalina o dibutiril AMPc, las tratadas con buffer más la adición del extracto acuoso, y la combinación de estimuladas (adrenalina o dibutiril AMPc) y tratadas (extracto acuoso). Las concentraciones finales de adrenalina⁴, dibutiril AMPc⁶ y del extracto acuoso fueron: 0,6 mg/L; 0,01 µmol/L y 3,44 mg/L respectivamente.

Análisis estadístico: Para determinar la validez estadística de los tratamientos, se aplicó un análisis de varianza (ANOVA), empleando para ello el programa estadístico v5.5 de la casa Statsoft.

Resultados

Como se observa en la figura 1, en los experimentos in vivo, el tratamiento con el extracto acuoso de las hojas de la planta (EA) tuvo un potente efecto inhibitorio sobre la cantidad de glucosa liberada al torrente sanguíneo estimulada por la administración de adrenalina (reducción de 45-49% ). No se pudo apreciar diferencias estadísticamente significativas cuando el EA se administró 30 ó 60 min antes que la adrenalina. A los 30 min de haber sido administrada la adrenalina, no se apreció diferencias entre los tratamientos (EA más adrenalina) y el control (solo adrenalina). Posteriormente, a los 60 min, se observó un pico de liberación de glucosa, coincidiendo también con el máximo efecto inhibitorio por parte del EA, liberándose hasta un 24,1% menos glucosa al torrente sanguíneo con respecto al control. A los 90 min, el efecto se ve disminuido, donde el EA produjo una inhibición del 13,2%. A los 120 min, la glicemia de los tratados es 16 % superior al control. La glicemia alcanzada a los 120 min fue discretamente mayor que el valor inicial para los tratamientos.

Las rebanadas de tejido incubadas con EA sin estimulación, produjeron un 36% menos de glucosa que los controles a los 30 min de incubación. Este efecto inhibitorio desaparece en los demás tiempos de incubación (Fig. 2).

Como se puede observar en la figura 3, la cantidad de glucosa liberada por las rebanadas que fueron estimuladas con adrenalina, fue significativamente mayor que cualquier otra condición en todos los tiempos de incubación. La producción de glucosa por las rebanadas en presencia de adrenalina y EA, fue paralela y siempre significativamente menor a la producción de glucosa en presencia de adrenalina sola, mostrando 35, 25 y 24% de inhibición a los 30, 60 y 90 min de incubación, respectivamente. A los 30 min de incubación, la producción de glucosa en presencia de adrenalina y EA fue un 35% menor que el control, siendo este valor muy similar al obtenido al comparar el efecto del EA versus el control.

La figura 4 muestra que la liberación de glucosa por rebanadas de hígado, estimulada por dibutiril AMPc, fue siempre mayor que en las demás condiciones, alcanzando un pico de 0,33 nmol glucosa/g tejido a los 60 min de incubación. En presencia de EA, se observa una fuerte inhibición en la liberación de glucosa estimulada por dibutiril AMPc con respecto a la estimulación únicamente; observándose hasta un 43% de inhibición a los 60 min.

Discusión

La administración oral del extracto acuoso de las hojas de B. megalandra (EA) redujo, en aproximadamente un 50% (Fig. 1), la cantidad de glucosa liberada al torrente sanguíneo estimulada por la administración de adrenalina; estos resultados sugieren que las moléculas presentes en EA son absorbidos a nivel intestinal y alcanzan el hígado donde inhiben fuertemente la glucogenolísis. Los resultados anteriores pudieran deberse a interferencias de la interacción hormona/receptor por la presencia del EA, sin embargo los resultados de los ensayos in vitro, en particular los obtenidos utilizando dibutiril AMPc, descartan esta posibilidad.

Por otra parte, el efecto inhibitorio del EA en los ensayos in vitro, fue considerablemente más potente que en los ensayos in vivo, posiblemente debido al contacto directo del EA sobre el tejido hepático (Fig. 3). A pesar de que el efecto es más potente, el tiempo de aparición es similar a los observados en los ensayos in vivo. El efecto del dibutiril AMPc sobre la liberación de glucosa fue más rápido que la adrenalina, puesto que se salta una porción de la cascada de señalización (Fig. 4).

En vista que Gonzalez-Mujica y col.⁷ demostraron, en experimentos in vitro, que el EA inhibe la neoglucogénesis y a la glucosa-6-fosfatasa hepática y que en el presente trabajo los resultados sugieren fuertemente que el EA inhibe la glucogenolísis, podemos concluir que en el EA existen moléculas que inhiben la actividad de la glucosa-6-fosfatasa ya que esta es la única enzima común a ambos procesos.

Teniendo en cuanta estos resultados y en vista que ha sido reportado que la quercetina-3-O-á-(2"-galoil)ramnósido, un flavonoide aislado de hojas de B. megalandra, inhibe fuertemente la glucosa-6-fosfatasa8, probablemente el efecto que observamos sobre la glucogenolísis sea la consecuencia de dicha inhibición.

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado por el Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de la Universidad Central de Venezuela, Proyectos Nº 0933470605 y 0933478805.

Referencias

1. Teske, M., and  Trentini, A.M.M. Compendio de Fitoterapia. Herbarium Laboratorio Botánico, Curitiba. Brasil. 1995.         [ Links ]

2. Lemus, I., García, E., Delvillar, E. and  Knop, G. Hypoglycaemic activity of four plants used in Chilean popular medicine. Phytother Res. 1999; 13: 91-94.         [ Links ]

3. Trinder, P. Determination of blood glucose using 4-aminophenazone as oxygen acceptor. J Clin Pathol. 1969; 22: 246.         [ Links ]

4. Cori, C. and  Cori, G. the mechanism of epinephrine action. i. the influence of epinephrine on the carbohydrate metabolism of fasting rats, with a note on new formation of carbohydrates. J Biol Chem. 1928; 79: 309-319.         [ Links ]

5. Krebs, H.A., Beunett, D.A.H., DeGasket, P., Gascoyne, T. and  Yoshida, T. Renal gluconeogenesis. The effect of diet on the gluconeogenic capacity of rat-kidneycortex slices. Biochem J. 1963; 86: 22-26.         [ Links ]

6. Pilar López, M., Gómez-Lechon, M.J. and  Castel, J.V. Role of glucose, insulin and glucagon in glycogen movilization in human hepaticites. Diabetes. 1991; 40: 263-268.         [ Links ]

7. Gonzalez-Mujica, F., Motta, N. and  Becerra, A. Inhibition of hepatic neoglucogenesis and glucose-6-phosphatase by aqueous extract of Bauhinia megalandra leaves. Phytother Res. 1998; 12: 291-293.         [ Links ]

8. González-Mujica, F., Motta, N., Estrada, O., Perdomo, E., Méndez, J. and  Hasegawa M. Inhibition of hepatic neoglucogenesis and glucose-6-phosphatase by quercetin 3-O-alpha(2’’-galloyl)rhamnoside isolated from Bauhinia megalandra leaves. Phytother Res. 2005; 19: 624-627.         [ Links ]