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EVALUACIÓN EXPERIMENTAL DE LOS EFECTOS HIPOGLUCEMIANTES DE

UN EXTRACTO A PARTIR DEL ARILO DEL FRUTO DEL ACKEE (BLIGHIA

SÁPIDA)

LUIS FELIPE CASTELLANOS FORERO

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

SANTIAGO DE CALI

2010

EVALUACIÓN EXPERIMENTAL DE LOS EFECTOS HIPOGLUCEMIANTES DE

UN EXTRACTO A PARTIR DEL ARILO DEL FRUTO DEL ACKEE (BLIGHIA

SÁPIDA)

LUIS FELIPE CASTELLANOS FORERO

Trabajo de grado para optar al título

De Ingeniero Agroindustrial

Director

GLORIA CARMENZA RODRIGUEZ DE LA PAVA

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

SANTIAGO DE CALI

2010

III

Al todo poderoso por iluminarme,

guiarme y darme la fuerza para salir

adelante con este proyecto.

A mi familia por el apoyo y la

paciencia en todo momento.

A la profesora Gloria Rodríguez y

demás profesores por el incondicional

apoyo.

A mi Isa tú sabes por qué.

Y a todas las personas que de una u

otra manera me apoyaron en la

culminación de este proyecto.

AGRADECIMIENTOS

El autor agradece a:

A la profesora Gloria Carmenza Rodríguez de la Pava por su apoyo y

valiosa orientación.

A los profesores del programa de Ingeniería Agroindustrial por sus

aportes hechos al proyecto.

A Lorena Gonzalez Echeverri e Isabela Montes Gonzalez por su

participación en el desarrollo del proyecto.

Al personal del laboratorio de investigaciones y química por su

colaboración y aportes.

Al bioterio de la Universidad del Valle por su aporte en la adquisición y

manejo de los biomodelos.

Al Cementerio Metropolitano del sur por su colaboración en la

adquisición de fruta para la investigación.

IV

TABLA DE CONTENIDO

Agradecimientos IV

Lista de tablas VII

Lista de fotografías VIII

Lista de figuras IX

Introducción X

2. Antecedentes 11

3. Justificación 16

4. Objetivos 18

5. Planteamiento del problema 19

6. Marco teórico 20

6.1. Ackee (Blighia sápida) 20

6.2. Hipoglicinas 23

6.3. Diabetes 24

6.4. Hipoglucemia 26

6.5. Hiperglucemia 27

6.6. Insulina 28

6.7. Técnicas de extracción 28

6.8. Alloxan 33

6.9. Biomodelos 34

7. Metodología 38

7.1. Fases 38

7.1.1. Fase 1 38

7.1.2. Fase 2 40

7.2. Diseño experimental 45

7.3. Análisis de varianza 47

7.4. Análisis de pesos 48

8. Resultados 49

8.1. Extracción 49

8.2. Evaluación del efecto del extracto experimental

en ratones con diabetes inducida 50

8.3. Desarrollo del diseño experimental 60

8.4. Análisis de pesos 61

9. Conclusiones 63

Bibliografía 64

Fuentes y recursos electrónicos 67

Anexos 68

LISTA DE TABLAS

TABLA 1: Recolección de datos (glucosa) 43

TABLA 2: Recolección de datos (peso) 44

TABLA 3: Glucosa sanguínea 45

TABLA 4: Calculo de promedios 46

TABLA 5: Análisis de varianza 47

TABLA 6: Análisis de pesos 48

TABLA 7: Tratamiento # 1; (Variación de glucosa) 50

TABLA 8: Tratamiento # 1; (Variación de peso) 51









TABLA 17: Análisis de varianza desarrollado 60

TABLA 18: Análisis de pesos 61

VII

LISTA DE FOTOGRAFIAS

FOTO 1: Árbol del Ackee 20

FOTO 2: Diferentes Estados de madurez del Ackee 21

FOTO 3: Fruto del Ackee en estado de madurez optimo para extraccion 39

FOTO 4: Montaje del sistema de extracción 39

FOTO 5: Arilo dentro del equipo de extracción 40

FOTO 6: Acomodación de los biomodelos 41

FOTO 7: Preparación de solución acuosa de glucosa 42

FOTO 8: Suministro de extracto a los biomodelos 43

FOTO 9: Extracto final 49

VIII

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1: Imagen de extractor soxhlet 31

FIGURA 2: Grafico nivel de glucosa vs tiempo; tratamiento # 1 51





IX

INTRODUCCIÓN

Este trabajo de investigación pretende dar uso de manera experimental al arilo

de la planta de Ackee (Blighia sapida), la cual se conoce poco en el país,

desaprovechando sus propiedades nutricionales y farmacéuticas.

Esta planta contiene una sustancia denominada hipoglicina A, [ácido L - α-

amino – β - (metilenciclopropil) propionico] se ha determinado que dicha

sustancia tiene propiedades hipoglucemiantes (P.Bell, 2001)

Con el fin de determinar el efecto hipoglucemiante del extracto, Se obtuvo un

extracto crudo a partir del arilo del Ackee, (Blighia sapida) y fue evaluado en

biomodelos Balb C con diabetes inducida, en estos se midieron y analizaron

variables tales como glucosa sanguínea y peso en los animales, estos datos

permitieron concluir la efectividad del extracto como producto hipoglucemiante

y así dejar una puerta abierta a nuevas investigaciones que puedan llegar al

uso del extracto en el control de la diabetes mellitus.

X

11

2. ANTECEDENTES

La diabetes, llamada comúnmente por la población “padecer de azúcar en la

sangre”, es una enfermedad que se caracteriza porque la persona manifiesta una

elevada concentración de glucosa en la sangre debido a la insuficiencia de

insulina, la falta de niveles adecuados de insulina o ambas, lo que provoca

anormalidades metabólicas en los carbohidratos, lípidos y proteínas.

Esta enfermedad se caracteriza porque quien la padece exhibe frecuentemente

los siguientes síntomas: sensación de sed intensa (polidipsia), sensación de

hambre (polifagia), pérdida de peso, debilidad, nerviosismo y sensación de

malestar; también se debe resaltar que la persona se vuelve más propensa a

desarrollar infecciones; muchas veces puede complicarse con problemas en los

riñones, pérdida de la vista, infartos y falta de circulación en las extremidades, lo

que provoca en ocasiones la gangrena de dedos, pies o piernas completas

(Ramos R. R. 1980).

La diabetes es un problema creciente en todo el mundo. Se han realizado

proyecciones estadísticas sobre el número de individuos diabéticos mayores de 20

años que habrá en el año 2025, encontrándose que en los países desarrollados la

cantidad aumentará de 51 millones a 72 millones, pero en los países en vías de

desarrollo la cifra es más alarmante ya que la cantidad crecerá de 84 millones a

228 millones (OMS.1998)

A pesar de que existe en el mercado un número considerable de medicamentos

para el control de la enfermedad, un amplio sector de la sociedad muchas veces

no puede hacer uso de ellos en virtud de su precaria situación económica,

viéndose así en la necesidad de recurrir a la naturaleza a través del uso de plantas

considerado como una fuente barata o gratuita de medicamentos útiles para tratar

la enfermedad.

12

El estudio de las plantas medicinales es, sin duda alguna, uno de los temas de

mayor importancia para la humanidad. De acuerdo con la Organización Mundial

para la Salud de las Naciones Unidas (2001), más de 3,300 millones de personas

que viven en las naciones en vías de desarrollo utilizan plantas medicinales en

forma regular; por otra parte, más de la mitad de los medicamentos que usa la

medicina moderna proviene de las plantas.

Las plantas medicinales con actividad antidiabética pueden aportar una fuente útil

de nuevos compuestos orales hipoglicemiantes, ya sea como fármacos o como

coadyuvantes de las terapias existentes (OMS.1998). Otra razón importante para

estudiar el uso de tales plantas es validar científicamente su efectividad y

recomendar su uso, lo cual probablemente contribuya a reducir el costo del

cuidado de la salud de los pacientes.

Se sabe que en el mundo hay aproximadamente 343 plantas que han sido

sometidas a experimentos de laboratorio, gracias a lo cual se han podido

demostrar sus efectos hipoglicémicos, es decir, su capacidad de bajar los niveles

de glucosa en la sangre. Se tienen registradas 269 especies de plantas que se

utilizan empíricamente para el control de la diabetes, 80 de las cuales ya se han

estudiado, demostrándose que la mitad de ellas poseen efectos hipoglicémicos.

Las conocidas como tronadora, saúco amarillo (Tecoma stans) y una especie de

nopal (Opuntia streptacantha) son las plantas antidiabéticas más comúnmente

empleadas (Pérez G. S.(1998).

En el caso del nopal (Opuntia ficus indica y Opuntia streptacantha), su actividad

curativa fue establecida administrando sus extractos por vía oral a ratas y

determinando después la concentración de glucosa en el laboratorio (Silvestre

Hernández R y Lizbeth Callejas. 2005)

En algunos estudios hechos para comprobar la actividad de diferentes

concentraciones de un extracto de la albahaca morada (Ocimunsanctum L.) en

biomodelos, se ha observado el efecto hipoglicemiante de esta planta. Los

13

resultados obtenidos demuestran que el diseño experimental es efectivo para

disminuir la glucosa mediante las diferentes dosis estudiadas, lo que permitirá

experimentar con dosis más efectivas en organismos más complejos, y

posteriormente en los humanos (Silvestre Hernández R y Lizbeth Callejas. 2005)

Investigadores turcos del área médica prepararon un cocimiento de las raíces de

Rheum ribes, y administraron oralmente los extractos obtenidos a ratas sanas y

enfermas, volviendo diabéticas a estas últimas tras la administración de un

fármaco. Después, compararon los resultados con la aplicación de otro

medicamento hipoglicémico, hallando que los extractos poseen un efecto que

disminuye la glucosa en la sangre de animales diabéticos, pero no en la de

animales sanos. El experimento demostró también que los extractos de la cocción

de las raíces de las plantas utilizadas son más potentes durante la primera hora

tras la aplicación que en la segunda (Nájera B., A. 1998).

En otro experimento realizado por Ghosh, Sharatchandra y Thokchom 1999, se

comprobó la actividad hipoglicémica de los extractos de Ficus hispidus en ratas

sanas y diabéticas(glicemia en sangre superior a 180mg/ml); estos investigadores

utilizaron además, como en el experimento anterior, un medicamento

hipoglicémico para comparar el efecto del extracto, logrando una reducción

significativa de los niveles de glucosa en la sangre de ambos grupos de ratas; sin

embargo, la reducción de glucosa mediante el extracto fue menor que la obtenida

con el fármaco estándar (Nájera B., A. 1998).

En México también se realizan estudios de este tipo en este país se investigo la

actividad hipoglicémica de los extractos de hierba dorada (Brickellia

veronicaefolia), trompetilla (Bouvardia terniflora) y cuajilote (Parmentiera edulis),

utilizando diferentes sustancias para obtenerlos y empleando tanto ratones

normales como diabéticos (Pérez G.S. 1998).

Los resultados confirmaron la actividad hipoglicemiante de estas plantas, que son

usadas en la medicina tradicional para el tratamiento de la enfermedad.

14

En algunos pueblos de México se han encontrado registros gracias a los cuales se

sabe que los diabéticos utilizan los frutos de la cactácea niguilla –también llamada

lágrimas de San Pedro, racimo de perlas o mano de muerto (Rhipsalis baccifera)

para contrarrestar la enfermedad, pues al no contar con suficientes recursos

económicos ven en esa planta una ayuda para tratar su enfermedad. Por ello, en

algunos estudios preliminares realizados en el Instituto de Investigaciones

Biológicas de la Universidad Veracruzana de dicho país se ha encontrado que los

extractos de dicha planta, administrados por vía intramuscular a ratas hembras de

la línea Wistar, tienen efectos positivos al disminuir la concentración del azúcar en

la sangre de estos roedores; sin embargo, tal como se menciona, son resultados

preliminares, por lo que aún se debe profundizar más en la investigación para

que sus resultados puedan ser más confiables y comience la aplicación de los

mencionados extractos a otras especies de animales, para que más tarde y con

mayor certeza se puedan utilizar en humanos en las dosis adecuadas (Pérez G.S.

1998).

De acuerdo a estudios realizados por NIDDK (NIDDK, National Institute of

Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, 1995) Se ha podido determinar que

la planta de Ackee (Blighia sápida) contiene una serie de péptidos con principios

activos denominados hipoglicinas (derivados del ácido aminopropilpropiónico) las

cuales son efectivas como hipoglucemiantes en animales de laboratorio normales

o diabéticos, y también en el hombre donde mejoran el aprovechamiento de

glucosa por los tejidos que inhiben la glucogénesis. La hipoglucemia inducida por

el Ackee (Blighia sápida) produce trastornos caracterizados por un descenso por

debajo de lo normal del nivel de glucosa en la sangre.

Dentro de los actuales usos (cosmetología y consumo en fresco(Hermann Schmidt

– Hebbel,1996) ) que se le dan al fruto exótico del Ackee (Blighia sápida), el cual

es poco explotado a nivel mundial, no se ha encontrado ninguno relacionado con

el manejo de las hipoglicinas contenidas en el mismo, dejando de lado muchos

usos alternativos que la planta puede llegar a brindar, ya que de acuerdo con su

15

composición (ver anexo I) es un fruto que puede generar alternativas viables de

nutrición.( Hollingworth, P. 1997).

A manera de conclusión diré que hay un gran número de plantas candidatas para

el tratamiento de la diabetes; no obstante, muchas de ellas todavía requieren ser

analizadas desde el punto de vista farmacológico y clínico para precisar con mayor

detalle sus mecanismos de acción celular y molecular, así como para purificar los

compuestos responsables de la propiedad hipoglicémica.

16

3. JUSTIFICACION

La diabetes es una enfermedad que se caracteriza por un estado de hiperglicemia

crónica, es decir, una elevación persistente de la glicemia sobre los límites

normales, dicho en términos simples, un alza perseverante del azúcar en la

sangre, esta es una enfermedad multiorgánica ya que puede lesionar casi todos

los órganos. El tratamiento adecuado permite disminuir el número de

complicaciones. Se distinguen dos formas de diabetes mellitus: La tipo I, o

diabetes mellitus insulino-dependiente (DMID), es decir, requiere para su

tratamiento solo y exclusivamente insulina y se presenta en la niñez, por eso

también se le llama diabetes juvenil y abarca el 10% de las diabetes. La tipo II, o

diabetes mellitus no-insulino-dependiente (DMNID), es decir, no requiere

necesariamente insulina para su tratamiento, se presenta en el adulto y abarca el

90% de las diabetes.

El estilo de vida de los últimos decenios ha incrementado el número de personas

con diabetes. Hasta hace dos años había 176 millones de diabéticos en el mundo;

dentro de 25 años habrá tantos diabéticos como pobladores tiene hoy América

Latina (OMS. 1997) Este aumento se debe a varios factores, entre los cuales se

destacan la raza, cambio en los hábitos de vida y el envejecimiento de la

población.

En Colombia actualmente hay alrededor de un millón de diabéticos, y la tendencia

creciente continúa, en el 2030 serán casi 2,5 millones de personas; la población

urbana con diabetes oscila entre 7 y 8%, mientras en las zonas rurales es del 1 al

2%. En cuanto a la edad, el 5% de las personas menores de 30 años presentan

diabetes, y en los mayores de 60 sube a más del 20%. Cerca de un 30 a 50% de

las personas desconoce su problema por meses o años. La diabetes puede

heredarse (existe población infantil con dosis diarias de insulina), pero, sobre todo,

la diabetes puede prevenirse mediante la dieta, el ejercicio, la vigilancia médica y

17

el consumo limitado de calorías (en particular grasas y azúcares refinados)

(Ministerio de la Protección Social, 2007).

Debido a los antecedentes hipoglucemiantes que presentan las hipoglicinas

contenidas en la planta de Ackee, las cuales son eficaces en la reducción de la

glucemia, al inhibir la gluconeogénesis y promover la utilización de la glucosa, se

ha definido un grupo poblacional al cual será dirigido este proyecto, este grupo son

los diabéticos.

La idea de producir una sustancia en pro de la población diabética asociando la

hipoglucemia inducida por el Ackee, con los diabéticos, podría ser de mucha

utilidad para este grupo poblacional, debido a que esta planta contiene una serie

de péptidos denominados hipoglicinas, las cuales son efectivas como

hipoglucemiantes.

Dentro del estado del arte de la planta de Ackee (Blighia sápida), no se tiene

referencia alguna de que ésta haya sido explotada adecuadamente en nuestro

país; es por esto que se quiere plantear la alternativa de un extracto derivado del

arilo del fruto de la planta dirigido a personas con déficit en la asimilación de

carbohidratos, teniendo como principio que ésta contiene una gran cantidad de

sustancias viables para la nutrición humana y el control de enfermedades como la

diabetes.

De esta manera, se estaría utilizando un planta que posee muchas características

alimenticias y medicinales para darle un uso agroindustrial, donde ésta solamente

es utilizada en Colombia ornamentalmente (Duque del James, 2002).

18

4. OBJETIVOS

4.1 OBJETIVO GENERAL

Evaluar experimentalmente el efecto hipoglucemiante del extracto obtenido a partir

del arilo de la planta del Ackee (Blighia sápida)

4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Obtener un extracto a partir del arilo del Ackee (Blighia sápida).

• Evaluar el efecto hipoglucemiante del extracto en ratones Balb C con

diabetes inducida.

19

5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

¿Es posible extraer un componente activo del arilo de la planta de Ackee (Blighia

sápida) que pueda lograr una disminución significativa en los niveles de azúcar

en la sangre?

20

6. MARCO TEÓRICO

6.1 ACKEE (Blighia sápida)

El Ackee es una planta originaria de África y de Centro América a la cual solo se le

ha dado un uso artesanal. Es la fruta nacional de Jamaica, traída de África del

Oeste en el siglo XVIII. Es un árbol alto (hasta 12 metros) y frondoso que produce

frutos en racimos ampliamente usados para el consumo humano en estado

maduro. Se encuentra en varios países del mundo y de la Región de las Américas,

donde es conocido bajo diversos nombres, como “Arbre à fricasser” en Haití, “yeux

de crabe” o “ris de veau” en Martinica, “fruto de huevo” en Panamá y Guatemala,

“árbol de seso” en Cuba, “merey del diablo” en Venezuela, “pan y quesito” en

Colombia, o “pera roja” en México (Ver Foto 1). El fruto se produce dos veces al

año, entre enero y marzo y luego entre junio y agosto. La fruta, de color amarillo,

tiene la forma de una cápsula oblonga y contiene tres arilos de color crema. Se

pueden consumir los arilos sin riesgo para la salud cuando la fruta se vuelve roja y

se abre ante la exposición de los rayos del sol ya que estos disminuyen la

concentración de la hipoglicina A (OMS. Boletín Epidemiológico, Vol. 22 Nº 2.

2001)

FOTO 1: Árbol del ackee

Fuente: El autor (2010)

21

De manera común se hierve en agua o leche y se come solo o incluido en platos

de carne o pescado. En algunos países de África, se consume crudo. La fruta del

Ackee no es comestible en su totalidad. Solamente los arilos carnudos alrededor

de las semillas son comestibles mientras que el resto de la fruta y las semillas son

venenosos. La fruta debe ser seleccionada y procesada solamente después de

que se haya abierto naturalmente, y debe ser fresca y no demasiado madura (Ver

Foto 2). La fruta no madura y demasiado madura de Ackee es también venenosa.

(OMS. Boletín Epidemiológico, Vol. 22 Nº 2. 2001)

FOTO 2: Diferentes estados de madurez del Ackee

Fuente: El autor (2010)

Se conoce que la planta de Ackee (Blighia sápida) contiene una serie de péptidos

con principios activos denominados hipoglicinas (derivados del ácido

aminopropilpropiónico) las cuales son efectivas como hipoglucemiantes en

animales de laboratorio sanos o diabéticos, y también en el hombre donde

mejoran el aprovechamiento de glucosa por los tejidos que inhiben la

glucogénesis. La hipoglucemia inducida por el Ackee (Blighia sápida) produce

trastornos caracterizados por un descenso por debajo de lo normal del nivel de

glucosa en la sangre. (Morton J. 1987.)

22

En experimentos de alimentación en la Universidad de Miami, el Dr. Edward

Larson (2001) encontró que la membrana de las frutas abiertas era inofensiva; en

pruebas con conejos estos murieron de inmediato al consumir los arilos sin

madurar; en el mismo ensayo con ratas estas fueron resistentes y tuvieron que

ser alimentadas a la fuerza para producir un envenenamiento fatal. Se ha

encontrado que las ardillas hacen agujeros en los frutos sin abrir en el árbol para

consumir los arilos sin madurar pero dejan intactas las semillas. (Morton J. 1987.)

La intoxicación en los seres humanos se evidencia por vómitos agudos, diarrea

(llamada "enfermedad del vómito" en Jamaica), seguido de somnolencia,

convulsiones, coma y con demasiada frecuencia, la muerte. Debido a los efectos

hipoglucemiantes, la administración de soluciones azucaradas ha sido muy útil.

(Mc Kean, (1977).

OTROS USOS

Fruto: En el oeste de África, los frutos verdes, que producen espuma en el agua,

se utilizan como blanqueador. Las frutas trituradas se utilizan como veneno para

peces. Las semillas, debido a su contenido de aceite, y la corteza por su

contenido de potasio, son quemados y las cenizas utilizadas en la fabricación de

jabón. (Morton J. 1987.)

Flores: En Cuba un extracto de las flores se utiliza como colonia. (Morton J.

1987.)

Madera: Esta es blanca o de color marrón verdoso, de grano grueso e inmune a

las termitas. Se utiliza para la construcción y ha sido recomendado para

traviesas de ferrocarril. También para la fabricación de remos y toneles. (Morton

J. 1987.)

Usos medicinales: En Brasil, pequeñas dosis de un extracto acuoso de la

semilla ha sido administrado para expulsar parásitos. Los cubanos mezclan los

arilos maduros con azúcar y canela como tratamiento para la disentería. En la

23

Costa de Marfil, la corteza se mezcla con especias picantes en un ungüento

aplicado para aliviar el dolor muscular. Las hojas maceradas se aplican en la

frente para el dolor de cabeza. Las hojas, maceradas con sal, se aplican sobre las

úlceras dérmicas. El jugo de las hojas se emplea como gotas para los ojos en la

conjuntivitis. En Colombia, las hojas y la corteza se consideran útiles para los

dolores de estomago. Varias preparaciones se hacen para el tratamiento de la

epilepsia y la fiebre amarilla. (Morton J. 1987.)

6.2 HIPOGLICINAS

La hipoglicina A es una sustancia soluble en agua que induce hipoglucemia

mediante la inhibición de la gluconeogénesis, secundaria a la limitación de

cofactores (CoA y carnitina) esenciales para la oxidación de ácidos grasos de

cadena larga

La hipoglicina es metabolizada por transaminación y descarboxilación oxidativa

para formar ácido metileneciclopropilacético (MCPA). Qué forma luego esteres no

metabolizables con la carnitina y la coenzima A (CoA) tornándolos inútiles

metabólicamente. (RODES, J. 2001). La hipoglicemia se da porque la CoA y la

carnitina son necesarios para la oxidación de ácidos grasos de cadena, un paso

indispensable para la gluconeogénesis. (OMS. Boletín Epidemiológico, Vol. 22 Nº

2. 2001).

Las epidemias mortales de esta intoxicación han sido bien estudiadas en Haití,

África Occidental, y Jamaica. (MARTIN, Thomas C, vol.12. 2002) Estas epidemias

tienden a coincidir con la escasez de alimentos (OMS. Boletín Epidemiológico, Vol.

22 Nº 2. 2001). La enfermedad se caracteriza por una hipoglucemia profunda y

vómitos intratables con la ingesta de la fruta cuando no está madura. Antes del

reconocimiento generalizado de la hipoglucemia producida por esta enfermedad,

la tasa de mortalidad estaba alrededor del 80%.

24

6.2.1 HIPOGLICINAS EN EL ACKEE

En la fruta inmadura de ackee la concentración de hipoglicina A es 20 veces

mayor que en la fruta madura, sin embargo el nivel de concentración de la toxina

baja rápidamente después de su exposición al sol. Las semillas de la fruta

contienen hipoglicina B y siempre son venenosas. El estado nutricional de la

persona que ingiera la fruta viche también parece ser un factor importante de la

intoxicación, ya que pacientes diagnosticados muchas veces presentan

malnutrición crónica y deficiencias de vitaminas. . (RODES, J. 2001).

6.3 DIABETES

La diabetes es un problema por el cual el cuerpo no puede controlar la cantidad de

glucosa (azúcar) en sangre porque el páncreas no produce insulina, no elabora

suficiente insulina, o sus células corporales son resistentes a la acción de la

insulina. Así pues, cuando los niveles de glucosa en sangre se elevan por encima

de 105mg/ml (Rango óptimo de glicemia 70 – 105mg/ml), la glucosa no puede

penetrar en las células corporales y, por lo tanto, éstas se ven despojadas de su

fuente usual de energía. El cuerpo responde intentando eliminar el exceso de

glucosa de la sangre y usando la grasa y las proteínas (del músculo) como fuentes

alternativas de energía. Esto altera algunas de sus funciones corporales y puede

provocar algunos síntomas de la diabetes. (Roca, Alfredo Jácome 2005).

Cuando se tiene unos niveles altos de glucosa en sangre, puede experimentar

síntomas como la producción de grandes cantidades de orina y una sed excesiva.

Esto se debe a que el cuerpo elimina el exceso de glucosa, filtrándola a través de

los riñones, mediante la orina (la sed es resultado de la deshidratación). Además,

como el cuerpo no puede utilizar la glucosa adecuadamente para obtener energía,

la obtiene metabolizando reservas musculares y grasas. Esto puede provocar una

pérdida de peso y, en el caso de una metabolización rápida de la grasa, una

acumulación de sustancias químicas tóxicas en la sangre. . (Roca, Alfredo Jácome

2005).

25

Existen dos tipos de diabetes: la tipo 1 y la tipo 2. La segunda es la más común.

El tipo 1 y el 2 son enfermedades muy distintas entre sí. Existen también otros

tipos de diabetes que afectan a un número muy reducido de personas: la Diabetes

Juvenil de Inicio Tardío (DJIT), la diabetes gestacional, y formas más raras

relacionadas con infecciones, medicaciones y daños o lesiones pancreáticos. .

(Roca, Alfredo Jácome. 2005).

6.3.1 Diabetes Tipo 1

Anteriormente conocida como “diabetes juvenil” o “diabetes insulino-dependiente”,

afecta a menos de 1 de cada 5 personas que padecen diabetes. Generalmente

aparece durante la infancia, la adolescencia o al principio de la edad adulta. Los

pacientes con diabetes de tipo 1, no producen insulina, ya que las células beta del

páncreas han sido destruidas. En la mayoría de los casos, esto es resultado de

una respuesta autoinmunitaria en la que el sistema inmunológico trata, por error, a

las células beta como si fueran cuerpos extraños, y las ataca. Esta respuesta

puede venir desencadenada por una infección vírica. Aunque la diabetes tipo 1

puede desarrollarse de forma súbita, la destrucción de las células beta puede

haberse iniciado meses o años atrás. No será hasta el momento en que las

células beta funcionen a menos de un 10% de su capacidad cuando aparezcan

los síntomas de la diabetes. La diabetes tipo 1 es tratada con insulina,

administrada con inyección. No es posible tomar insulina en tabletas, ya que se

destruiría durante la digestión. (Roca, Alfredo Jácome. 2005).

6.3.2 Diabetes Tipo 2

Anteriormente conocida como “de inicio tardío” o “no insulino-dependiente”, la

diabetes de tipo 2 afecta a 4 de cada 5 personas que padecen diabetes, y tiende a

desarrollarse después de cumplir los 40. La creciente incidencia de la obesidad

asociada con el estilo de vida sedentario occidental puede desencadenar la

diabetes tipo 2. También es cada vez más frecuente que, por esta misma razón,

los niños y adolescentes desarrollen la diabetes tipo 2. (Roca, Alfredo Jácome.

2005).

26

En los pacientes con diabetes tipo 2, el cuerpo produce insulina, pero en

cantidades insuficientes y/o las células corporales son resistentes a la acción de la

insulina. Inicialmente, el páncreas responde a la deficiencia de insulina

produciendo más insulina, pero, con el tiempo, el páncreas no puede estar a la

altura de la demanda por parte del cuerpo: esta es la razón por la que el

tratamiento de la diabetes tipo 2 cambia con el tiempo. Al principio, la pérdida de

peso, la alimentación más sana y la actividad física pueden mantener los niveles

de glucosa en sangre controlados, a veces durante años. Cuando resulte

necesario se le recetarán al paciente, tabletas que incrementarán los niveles de

insulina o modificarán la tasa de metabolización de los carbohidratos durante la

digestión. Eventualmente, es posible que también acabe con inyecciones de

insulina. (Roca, Alfredo Jácome. 2005).

6.4 HIPOGLUCEMIA

La hipoglucemia puede deberse a diversas causas. En personas sanas suele ser

consecuencia de un ayuno muy prolongado debido a que el organismo sigue

utilizando la glucosa una vez que ya no queda glucógeno en el hígado para

producirla. También aparece en casos de trastornos hepáticos y ligada al excesivo

consumo de alcohol. (Cryer PE, Davis SN, Shamoon H. 2003)

En personas que padecen diabetes mellitus es muy habitual. En este caso, suele

deberse a un fallo en la administración de insulina exógena o de medicamento oral

antidiabético. Si se administran cuando no se ha comido lo suficiente, los niveles

de glucosa pueden bajar hasta producir una hipoglucemia severa. En este tipo de

pacientes también se puede producir por un exceso de ejercicio unido a una

escasa ingesta de alimentos ya que la actividad física promueve la utilización de

glucosa por los tejidos. (Cryer PE, Davis SN, Shamoon H. 2003)

En términos generales, la hipoglucemia resulta de 2 factores: un exceso de

insulina activa en el cuerpo y una respuesta fisiológica correctiva que es

27

imperfecta. Normalmente, el glucagon y la adrenalina son dos hormonas

responsables de mantener la glucemia dentro del rango de 70-100 mg/dL. El

cuerpo, al producir el glucagon y la adrenalina, logra corregir cualquier exceso de

insulina (que haga bajar demasiado los niveles glucémicos) y logra avisarnos que

no hay suficiente glucosa circulando para permitir la función normal del cuerpo.

(Cryer PE, Davis SN, Shamoon H. 2003)

6.5 HIPERGLUCEMIA

Un nivel alto de glucosa en sangre recibe el nombre de hiperglucemia. Si los

niveles de glucosa en sangre se elevan por encima de los 7 milimoles por litro

recomendados, pero se encuentran por debajo de los 10milimoles por litro, es

posible que el paciente se encuentre bien. No obstante, por encima de este nivel,

empiezan a aparecer los síntomas de hiperglucemia. Aunque una hiperglucemia

leve y temporal no afectará el cuerpo, unos niveles de glucosa altos durante

meses o años pueden dar lugar a complicaciones a largo plazo propias de la

diabetes. (Cryer PE, Davis SN, Shamoon H. 2008)

Las razones para que se produzca una hiperglucemia incluyen:

• No tomar una cantidad suficiente de medicación para reducir sus niveles de

glucosa en sangre, ya sea porque su dosis en demasiado baja o porque no

ha podido tomarla regularmente.

• Mantenerse menos activo de lo normal.

• Tomar muchos alimentos azucarados.

• Estar enfermo.

Los síntomas de la hiperglucemia incluyen la producción de grandes cantidades

de orina, una sed intensa, fatiga e infecciones (como las aftas y la cistitis). (Cryer

PE, Davis SN, Shamoon H. 2008)

28

6.6 INSULINA

La insulina es una hormona polipeptídica formada por 51 aminoácidos, (Ronald J.

Gillespie; Aurelio Beltrán; David A. Humphreys; N. Colin Baird; Edward A.

Robinson. 1988). Producida y segregada por las células beta de los islotes de

Langerhans del páncreas, en forma de precursor inactivo llamado proinsulina. Ésta

pasa al aparato de Golgi, donde se modifica, eliminando una parte y uniendo los

dos fragmentos restantes mediante puentes disulfuro. La insulina interviene en el

aprovechamiento metabólico de los nutrientes, sobre todo con el anabolismo de

los carbohidratos. Su déficit provoca la diabetes mellitus y su exceso provoca

hiperinsulinismo con hipoglucemia.

Estudios sugieren que la insulina es una alternativa segura, efectiva, bien tolerada

y aceptada para el tratamiento a largo plazo de la diabetes tipo 1 y la diabetes tipo

2, incluso desde el primer día del diagnóstico. (Reuters Health. 2009).

6.7 TECNICAS DE EXTRACCION

La extracción es una de las operaciones unitarias más utilizadas. Se define como

la acción de separar con un líquido una fracción específica de una muestra,

dejando el resto lo más íntegro posible. Se pueden realizar desde los tres estados

de la materia, y se llaman de la siguiente manera:

1) Extracción sólido – líquido

2) extracción líquido – líquido

3) extracción gas – líquido.

La primera es la más utilizada (extracción con equipo Soxhlet). Como ejemplo se

pueden citar todas las obtenciones de principios activos de los tejidos vegetales.

La segunda tiene usos especialmente en química analítica cuando se extrae el

producto de una reacción efectuada en fase líquida con un solvente específico

para separar uno o algunos de los componentes. Por último un ejemplo de la

29

tercera, gas – líquido, que ordinariamente se llama ‘lavado de gases, es el

burbujeo por una fase líquida de un gas que se quiere lavar o purificar. (Carlos

Eduardo Núñez. 2008)

6.7.1 EXTRACCIÓN SOXHLET

La extracción Soxhlet se fundamenta en las siguientes etapas:

1) Adición del solvente en un balón.

2) ebullición del solvente que se evapora hasta un condensador a reflujo.

3) el condensado cae sobre un recipiente que contiene un cartucho poroso con la

muestra en su interior.

4) ascenso del nivel del solvente cubriendo el cartucho hasta un punto en que se

produce el reflujo que vuelve el solvente con el material extraído al balón.

5) Se vuelve a producir este proceso la cantidad de veces necesaria para que la

muestra quede agotada. Lo extraído se va concentrando en el balón del solvente.

(Figura Nº 1) (Extracciones con Soxhlet. Carlos Eduardo Núñez. 2008)

OPERACIÓN DE EXTRACCIÓN

Una vez que el equipo está armado, abierta el agua, cargado el cartucho con

muestra e introducido el solvente, sólo resta encender el calentador y comenzar la

operación (Ver Figura 1) . Llegada la temperatura a la de ebullición del solvente

éste comienza a evaporarse y, luego de que se calienten las paredes del equipo,

comienza a condensar en el refrigerante y a caer en forma de gotas sobre el

cartucho. A medida que el condensado va cayendo sobre el cartucho este

comienza a escurrir por la parte inferior del mismo llenando el recipiente de

extracción hasta que llega al nivel de la bajada del sifón y refluya, con todo el

material disuelto, hacia el balón inferior. El tope del sifón está por encima del

cartucho para asegurar que todas las veces el material a extraer quede embebido

en el solvente. (Carlos Eduardo Núñez. 2008)

Nº 5

Una vez que el sistema está en régimen los reflujos se producen a intervalos

regulares. Los tiempos comunes de cada reflujo están entre 5 y 20 minutos, según

30

la potencia del calentador, el solvente, la temperatura externa, etc. (Carlos


La cantidad de reflujos están estipulados en la norma que se use, pero hay

oportunidades en las que se trabaja en sistemas sobre los que no se posee

información. Para eso es interesante saber con alguna aproximación el

comportamiento general de la extracción que se va a realizar.

CULMINACIÓN DE LA OPERACIÓN:

Una vez que se ha dado por terminada la operación de extracción, es conveniente

esperar un cierto tiempo para que el sistema se enfríe hasta que sea fácil

manipularlo. A continuación no hay que olvidarse de cerrar el agua de

refrigeración para no realizar consumo innecesario. Después se desarma el

equipo y se extrae el cartucho que está saturado de solvente y se coloca en un

sitio aireado o en la campana para que se seque la muestra.

La extracción de la muestra del cartucho húmedo puede ocasionar su deterioro. Si

es necesario se deberá enjuagar el extractor para que quede listo para la próxima

vez. Y con esto se da por terminada la operación de extracción. (Carlos Eduardo

Núñez. 2008)

31

Figura Nº 1: Imagen de extractor soxhlet

Autor: Núñez Eduardo (2008)

Preparación de la muestra. La operación comienza por la preparación de la

muestra. Con frecuencia debe ser dividida en fragmentos de mayor o menor

tamaño. Con la muestra alistada se carga el cartucho de extracción. (Carlos


Cartuchos: Este cartucho consiste en un recipiente cilíndrico con base

semiesférica para que apoye perfectamente en la base del equipo extractor y sea

además más resistente. Una vez cargado el material, operación que se puede

hacer con la mano en caso de hojas, tallos etc., o bien con un embudo, si está

molido, se debe colocar un tapón para evitar que partículas de la muestra impidan

el correcto funcionamiento del proceso.

32

Adición del solvente: La cantidad de solvente debe ser la necesaria para que al

ascender al cartucho y antes de que se haga el reflujo, no quede seco el balón

inferior porque de esa manera, o se seca la muestra y se quema, o cuando caiga

el líquido del reflujo sobre el vidrio recalentado, se puede producir una explosión

de los vapores con el consiguiente riesgo de accidente. Como durante la

operación hay pérdida del solvente por evaporación, y además debe quedar una

cantidad mínima en el balón para que no se concentre el extracto demasiado, hay

que agregar por lo menos una cantidad semejante en exceso. (Carlos Eduardo

Núñez. 2008)

Solventes a utilizar: Se debe de buscar el tipo de solvente adecuado a la

materia prima con la cual se está trabajando de manera que este no afecte las

propiedades del extracto.

Calentamiento: Es corriente utilizar calentadores eléctricos múltiples.

Habitualmente tienen varios puntos. En el primero las resistencias están casi todo

el tiempo apagadas y en el último no cortan nunca el flujo de energía. La práctica

habitual es que al inicio de la operación se pongan en máximo para llevar el

equipo a régimen, para luego ir regulándolo en función de la velocidad de

extracción que requiera la operación. (Carlos Eduardo Núñez. 2008)

Con alguna frecuencia sucede que al comienzo de la evaporación el solvente se

sobrecalienta y posteriormente produce una evaporación explosiva que hace que

gran cantidad de vapores lleguen al refrigerante que no da abasto en la

condensación. Inclusive puede darse que si el equipo no está bien sujeto en los

dos lugares necesarios, es decir en el balón y en el extractor, salte la parte

superior y escapen vapores calientes del solvente, circunstancia que puede ser

peligrosa. (Carlos Eduardo Núñez. 2008)

33

Refrigeración: Las conexiones para la refrigeración, se pueden realizar en serie o

en paralelo. La conexión en serie es más práctica, usa menos manguera y

requiere de una sola válvula y un solo desagüe. Su única limitación es el aumento

de la temperatura del agua de refrigeración a medida que el mismo líquido pasa

de un refrigerante al otro, y un defecto es que el sistema queda como un todo y si

se saca un equipo hay que acomodar las mangueras de nuevo. En el sistema en

paralelo o individual cada equipo tiene su entrada y salida de agua independiente,

por lo que se requerirán más válvulas y más desagües, aunque se puede instalar

un sistema de grifo con varias salidas y un colector de efluentes. El flujo de agua

debe regularse para utilizar solamente lo necesario, dado que el consumo es muy

alto, particularmente en el caso de que se use agua potable. (Carlos Eduardo

Núñez. 2008)

6.8 ALLOXAN

EL Alloxan es un análogo toxico de la glucosa, que destruye selectivamente las

células que producen insulina en el páncreas, de los roedores y muchas otras

especies animales. Esto provoca una diabetes mellitus insulino dependiente

(Alloxana Diabetes) en estos animales con características similares a la diabetes

tipo 1 en humanos. Es selectivamente tóxico para las células beta productoras de

insulina del páncreas, ya que se acumula preferentemente en las células beta a

través de la captación del transportador de glucosa GLUT2. En presencia de

tioles intracelulares, genera especies reactivas de oxígeno (ROS). La acción

tóxica del alloxan es iniciada por radicales libres formados en esta reacción redox.

Un estudio sugiere que el alloxan no causa la diabetes en seres humanos. Otros

estudios muestran cierta correlación entre los niveles plasmáticos de alloxan y la

diabetes tipo 1 en niños. (Lenzen, S. 2008)

El alloxan es un compuesto utilizado como diabetógeno desde 1943. Debido a su

similitud con la glucosa, es capaz de ingresar a la membrana plasmática mediante

el transportador de glucosa GLUT2. El potencial daño provocado por la reducción

de alloxano radica en la generación de O2.- y H2O2 (también HO. en presencia de

34

un catalizador adecuado), y en la capacidad de oxidar grupos tiol, que puede

perturbar a las estructuras biológicas que lo contengan (por ejemplo, el grupo

cisteína de la glucoquinasa). Si bien se ha informado la inestabilidad de las

soluciones acuosas de alloxano y ácidodialúrico, muchos estudios ignoran este

punto en la preparación de los experimentos (MARÍA ESNAOLA. 2008).

Debido a que reduce selectivamente la insulina produciendo las células beta en el

páncreas, el alloxan se utiliza para inducir la diabetes en animales de laboratorio.

Esto ocurre muy probablemente debido a la absorción selectiva de la sustancia

debido a su similitud estructural con la glucosa (Lenzen, S. 2008)

Sin embargo, el alloxan no es tóxico para las células beta en los humanos incluso

en dosis muy altas, probablemente debido a los diferentes mecanismos de

captación de glucosa en humanos y roedores, sin embargo, es tóxico para el

hígado y los riñones en dosis muy altas. (B Tyrberg, Andersson A, L Borg. 2001).

6.9 BIOMODELOS

La utilización de animales en investigación científica, enseñanza y pruebas de

laboratorio, a menudo se separa en usos biomédicos y usos agrícolas, debido a

regulaciones gubernamentales (AWRs. 2003), políticas institucionales, estructura

administrativa, fuentes de financiamiento y metas de los usuarios. Esta separación

ha conducido a un sistema dual con diferentes criterios de evaluación de

protocolos, estándares de alojamiento y cuidado de los animales de una misma

especie, basados en los objetivos de investigación biomédicos o agrícolas que se

persigan (Stricklin y Mench 1994). En algunos estudios esta separación es clara.

Por ejemplo, los modelos animales de enfermedades humanas, trasplante de

órganos y cirugía mayor se consideran usos biomédicos; y los estudios sobre

producción de alimentos y fibra, tales como ensayos de alimentación,

generalmente se consideran usos agrícolas. Sin embargo, a menudo esta

separación no es clara como en el caso de algunos estudios de nutrición y de

enfermedades. (Stricklin y otros 1990).

35

El uso de los animales en investigación científica debe estar sujeto a

consideraciones éticas, sin importar los objetivos científicos del investigador ni las

fuentes de financiamiento (Stricklin y otros 1990). Sin embargo, las diferencias en

las metas de la investigación conducen a diferencias fundamentales entre la

investigación científica biomédica y la agrícola. La investigación agrícola con

frecuencia necesita para alcanzar sus metas que los animales sean manejados

conforme a las prácticas actuales de producción pecuaria (Stricklin y Mench 1994).

Por ejemplo, en la investigación agrícola pueden ser deseables condiciones medio

ambientales naturales, en tanto que en la investigación biomédica puede ser

deseable el control de las condiciones medio ambientales para disminuir al mínimo

la variación (Tillman 1994).

Los sistemas de alojamiento para los animales empleados en investigación

biomédica pueden o no ser diferentes de los usados en investigación agrícola. Los

animales utilizados tanto en investigación biomédica como agrícola pueden

alojarse en jaulas, pesebres, o pastizales (Tillman 1994). Algunos estudios

agrícolas necesitan condiciones uniformes para minimizar la variabilidad medio

ambiental y algunos estudios biomédicos se llevan a cabo en circunstancias de

granjas o al aire libre. Por lo tanto, es el protocolo más que la categoría de

investigación lo que determina las circunstancias (granja o laboratorio). Las

decisiones y la categorización del uso de los animales y la definición de los

estándares para su cuidado y uso deben basarse en las metas del usuario y los

protocolos, lo relacionado al bienestar animal debe hacerlo el bioterio proveedor

del biomodelo. Cualquiera que sea la categoría de la investigación científica, se

espera que la institución vigile la utilización de todos los animales para este fin y

se asegure que tanto el dolor como el estrés que pueda causarse en ellos sean

reducidos al mínimo. (Tillman 1994).

Biomodelos del tipo Ratones

Entre los biomodelos del tipo ratones más utilizados se encuentran:

36

Cepa: C3H/HeNHenn

Característica: Cepa Consanguínea

Una cepa se define como pura cuando se ha acoplado hermano x hermana

durante 20 o más generaciones consecutivas (F20). Todas las crías se remonta a

una pareja reproductora ancestral en la 20 ª generación o posteriores. Estas cepas

puras son por lo tanto isogénicas (genéticamente idénticos).

Cada cepa Consanguínea o Endocriada tiene un genotipo único, y por lo tanto un

fenotipo único. Diferencias fenotípicas entre cepas puras deben tenerse en cuenta

a la hora de diseñar experimentos. Cepas específicas se han desarrollado para

una alta incidencia de tumores, único patrón de comportamiento, respuestas

inmunes específicas, susceptibilidad a enfermedades espontáneas y otras

características. Cepas consanguíneas se han utilizado en investigación del cáncer

durante más de 60 años. Aunque un poco más caros que los animales no

consanguíneos, que tienen propiedades que los hacen útiles y esenciales en

muchos tipos de investigación (LEBi®.UC, 2009).

Cepa: BALB/c

Característica: Cepa Consanguínea

BALB/c es un ratón albino de laboratorio criado a partir del ratón casero de donde

se derivan una serie de subcepas. Actualmente, más de 200 generaciones desde

su origen en Nueva York en 1920 se distribuyen a nivel mundial, y entre las cepas

más utilizadas endocriadas en la experimentación animal.

Ratones BALB/c son útiles para la investigación en cáncer e inmunología. Las

subcepas BALB/c son "especialmente conocida por la producción de

plasmocitomas por inyección de aceite mineral," un proceso importante para la

producción de anticuerpos monoclonales. También se ha reportado que tienen una

"baja incidencia de tumor mamario, pero desarrollan otros tipos de cáncer en edad

37

adulta, con mayor frecuencia neoplasias reticular, tumores de pulmón y tumores

renales. La mayoría de subcepas tienen una "larga vida útil reproductiva”, se

caracterizan por mostrar altos niveles de ansiedad y por ser relativamente

resistentes a la arterosclerosis inducida por dieta, haciendo de ellos un modelo útil

para la investigación cardiovascular. Igualmente son animales de fácil asimilación

del alloxana, sustancia que destruye las células productoras de la insulina, lo que

produce una diabetes inducida, haciendo de esta cepa un modelo útil para

estudios relacionados con deficiencias en la asimilación de carbohidratos

(LEBi®.UC, 2009).

Cepa: Hsd:ICR(CD-1)

Característica: Cepa No Consanguínea

Poblaciones No Consanguíneas o Exocriadas se utilizan con mayor frecuencia en

los proyectos de investigación que requieren animales vigorosos, de precio

económico, pero donde las consideraciones de genotipo específico son de menor

importancia. Se utilizan a menudo en los ensayos biológicos o en estudios

preliminares en los que se perfeccionan las técnicas antes de estudios más

detallados con cepas puras. Estos animales no consanguíneos también son útiles

en estudios donde un mayor peso corporal o un mejor rendimiento de

reproducción son de mayor importancia que un genotipo determinado, o en

cualquier estudio donde la experiencia previa ha demostrado que estos animales

son idóneos (LEBi®.UC, 2009).

38

7. METODOLOGIA

Este proyecto tuvo como objeto de estudio la evaluación experimental de una

sustancia extraída del arilo del fruto de Ackee (Blighia sápida) (mezclada en

diferentes proporciones con agua), materia prima que se encontró en las

instalaciones del Cementerio Metropolitano del Sur en Santiago de Cali, donde

se cuenta con una cosecha anual de más o menos 150kg de fruto por árbol.

Para la obtención del extracto se utilizaron las instalaciones del laboratorio de

Química de la Universidad de San Buenaventura, Seccional Cali, seguidamente se

realizó la mezcla de la sustancia diluida en agua en diferentes proporciones y así

se pasó a evaluar el efecto de la sustancia en ratones balb c con diabetes

inducida por medio del alloxan.

7.1. FASES

A continuación se describen las fases metodológicas desarrolladas.

7.1.1. Fase 1: Extracción. Se realizó en el laboratorio de Química de la

Universidad de San Buenaventura – Cali, donde se utilizo como base el método

soxhlet, utilizando agua como solvente.

PROCEDIMIENTO:

Para iniciar el proceso de extracción, las frutas fueron recolectadas en el

estado de madurez optimo para la extracción (Ver Foto 3)

39

FOTO 3: fruto en estado de madurez optimo para extracción

Fuente: El autor. (2010)

Posteriormente las frutas fueron lavadas con agua potable para eliminar

residuos contaminantes, luego los arilos se separaron de la cascara y de la

semilla manualmente.

Los arilos se cortaron utilizando un cuchillo de acero inoxidable hasta

alcanzar un tamaño aproximado de 1,5 cm. Luego estos fueron pesados.

Esta muestra fue sometida a un proceso de extracción en serie por soxhlet,

utilizando una relación fruta – solvente 1:1. Como refrigerante se utilizó

agua. La extracción se considero completa al terminar el cuarto reflujo, en

un tiempo aproximado de 75 minutos a una temperatura de 108ºC (Ver Foto

4 y 5)

FOTO 4: Montaje del sistema de extraccion

Fuente: El autor.(2010)

40

FOTO 5: Arilo dentro del equipo de extracción

Fuente: El autor.(2010)

El extracto obtenido se almacenó en refrigeración a 4ºC en recipientes de

vidrio de color ámbar.

7.1.2. Fase 2: Evaluación del extracto en ratones con diabetes inducida.

Las propiedades hipoglucemiantes del extracto fueron evaluadas en 20 ratones

Balb c inducidos a diabetes por medio del agente diabetogenico alloxan.

Estos biomodelos fueron divididos en 5 grupos de 4 unidades cada uno, para igual

número de tratamientos, con los cuales se determinaron las variaciones de los

niveles de glucosa y peso durante el periodo experimental. Estos datos fueron

registrados en las tablas 1 y 2.

PROCEDIMIENTO:

Los animales fueron solicitados al bioterio de la Universidad del Valle, Cali;

con previa realización de un curso en manejo de biomodelos y contar con

la autorización de venta y manipulación por parte de un comité de ética de

dicha universidad

41

Se adquirieron 20 biomodelos Balb c, machos, de 4 semanas de nacidos y

con un peso aproximado de 18gr cada uno. Cada biomodelo fue alojado en

una jaula debidamente adecuada (forrada con anjeo metálico de ojo

pequeño # 2) dotada de un bebedero plástico y con cama de cisco de

madera. Ubicadas sobre 5 mesas con 4 jaulas cada una (Ver Foto 6).

FOTO 6: Acomodación de los biomodelos


El tiempo de adaptación fue de 1 semana durante la cual se les suministro

agua y un alimento balanceado (Rodentina®) a voluntad. Durante este

periodo recibieron 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad, con ventilación

adecuada durante el día y temperatura promedio de 28ºC

Cada dos días se hizo limpieza y desinfección a cada jaula.

Posteriormente fueron inducidos a la diabetes aplicando alloxan por via

intraperitoneal utilizando dosis de 75 mg por cada kilogramo de peso

Una semana después de aplicado el alloxan el agua de bebida fue

sustituida por una solución acuosa de glucosa al 40% (ver foto 7) con el fin

de acelerar el proceso de inducción. Durante este procesoel peso y la

glicemia era medidos día de por medio para esto se utilizaba la dotación

necesaria para el manejo de los biomodelos (guantes de lates, bata de

laboratorio y tapabocas ) y los equipos indispensables para este

procedimiento (glucómetro digital, balanza analítica digital, tirillas reactivas,

bisturí, alcohol y un mechero), la medición se realizaba cortando un

42

pequeño segmento de la cola del ratón con el bisturí, previamente

desinfectado con el alcohol y el mechero, depositando la gota de sangre en

la tirilla reactiva para hacer la lectura del nivel de glucosa simultáneamente

los animales se pesaban y los datos se registraban en las tablas 1 y 2

FOTO 7: Preparación de solución acuosa de glucosa


Una vez los valores de glicemia superaron los 200mg/ml los biomodelos se

consideraron diabéticos, la solución de glucosa fue retirada

A partir de este momento se suministro el extracto mezclado con agua (Ver

Foto 8) en diferentes concentraciones como se muestra a continuación:

Tratamiento # 1: T1: (50% extracto del ackee + 50% agua) (diabéticos)



Tratamiento # 4: T4: ( 5% de insulina + 95% agua) (diabéticos)

Tratamiento # 5: T5: (50% extracto del ackee + 50% agua) (sanos)

Los tratamientos 4 y 5 fueron considerados como tratamientos testigos

43

FOTO 8: Suministro de extracto a los biomodelos


Cuando los niveles de glucosa se estabilizaron (semana 10) el suministro

de los 5 tratamientos fue suspendido y nuevamente se suministro agua

potable como bebida por una semana, estos datos de glucosa y peso

fueron registrados (medición 11)

Terminado este proceso los biomodelos fueron sacrificados con una dosis

de 0,4ml de EUTANEX, aplicados intramuscularmente y eliminados como

desechos de riesgo biológico

TABLA 1: Recolección de datos; Tratamiento Nº (Glucosa)

TRAT

Nº

GLUCOSA

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11

R1 R1M1 R1M2 R1M3 R1M4 R1M5 R1M6 R1M7 R1M8 R1M9 R1M10 R1M11





R: Repetición

M: Medición

44

TABLA 2: Recolección de datos; Tratamiento Nº (Peso)

TRAT

Nº

PESO

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11






R: Repetición

M: Medición

45

7.2 DISEÑO EXPERIMENTAL

El diseño experimental fue completamente al azar con 5 tratamientos y 4

repeticiones. Este diseño tenía como variable de respuesta la glucosa en sangre

su unidad experimental fue un biomodel y el nivel de significancia fue igual a 0,05.

Los tratamientos analizados fueron:

5 tratamientos por 4 Repeticiones cada uno:

T1 – 50% extracto del ackee + 50% agua (diabéticos)



T4 – 5% de insulina + 95% agua (diabéticos)

T5 – 50% extracto del ackee + 50% agua (testigo sano)

Los datos recolectados se resumieron en la tabla 3

TABLA 3: Glucosa sanguínea


El diseño corresponde a:

Yij = µij + Eij + τij

*i: 1, 2, 3, 4, 5 – No. de tratamientos

*j: 1, 2, 3, 4, – No. de repeticiones

TRAT GLUCOSA SANGUINEA

R1 R2 R3 R4

T1 T1R1 T1R2 T1R3 T1R4





46

Las hipótesis planteadas son:

NULA Ho = las medias de los tratamientos son iguales por lo tanto no hay

diferencia entre tratamiento

ALTERNATIVA Ha = las medias de los tratamientos son diferentes por lo

tanto al menos hay diferencia entre dos tratamientos

Ho (nula): µ1 = µ2 = µ3 = µ4 = µ5 = µT

Ha (alternativa): µ1 ≠ µ2 ≠ µ3 ≠ µ4 ≠ µ5 ≠ µT

* µ: medias

*E: errores

*τ: tratamiento

Con los datos consignados en la tabla 4 se calculo la ANOVA

TABLA 4: Calculo de promedios

TRAT OBSERVACIONES TOTAL PROM

1 Y1.1 Y1.2 Y1.3 Y1.4 Y1.

2 Y2.1 Y2.2 Y2.3 Y2.4 Y2.

3 Y3.1 Y3.2 Y3.3 Y3.4 Y3.

4 Y4.1 Y4.2 Y4.3 Y4.4 Y4.

5 Y5.1 Y5.2 Y5.3 Y5.4 Y5. ȳ 5

TOTALES Y..


Para lo cual:

4

1

.

j

iji YY n

YY ii

..

_ Y

5

1

4

1

..i j

ijYY

47

N

YY ..

..

_

N

Y

*n: No. de repeticiones

*N: (i X j) tratamientos por repeticiones

7.3 ANÁLISIS DE VARIANZA

Para el cálculo del análisis de varianza se utiliza la tabla 5

TABLA 5: Análisis de varianza

Fuentes de

Variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Fc

Tratamiento

t – 1 2

1

..).(4 YYiS

i

(4 YiS

Y GL

SCtrat

CMerror

CMtrat

Error

t (r -1) SC tot. – SC trat.

GL

SCerror

Total

t r – 1 5

1

4

1

2..)(i j

ij YY


*t: No. De tratamientos

*r: No. De repeticiones

Se realiza la lectura en las tablas (puntos porcentuales de la distribución F) con los

Grados de Libertad de tratamiento y error.

Lectura: F0.05, GL trat., GL E

Ftabla = F0.05, 4, 15

48

Si Fcalculado < Ftabla, se acepta la Ho. Y se concluye que la madia de los tratamientos

son iguales.

O si Fcalculado > Ftabla se rechaza la Ho. Y se concluye que las medias de los

tratamientos difieren

7.4 ANALISIS DE PESOS

Para el análisis de los pesos se utilizó un análisis de promedios, desviación

estándar y desviación relativa (Ver Tabla 6). Ya que estos no variaron muy

notablemente el análisis es más simple

TABLA 6: Análisis de pesos

ANIMAL # Y DESVIACION ESTANDAR DESVIACION RELATIVA

Y1 Y 1 n

i

i

n

YY

1

2)( Y

RR

Y2 Y 2 n

i

i

n

YY

1

2)( Y

RR

Y3 Y 3 n

i

i

n

YY

1

2)( Y

RR

Y4 Y 3 n

i

i

n

YY

1

2)( Y

RR


49

8. RESULTADOS

8.1 EXTRACCION

Datos obtenidos con respecto a la fruta

Porcentaje promedio de arilo: ---------- (17%)

Porcentaje promedio de cascara: ------ (76%)

Porcentaje promedio de semilla: --------( 7%)

En el momento de la extracción se utilizo una relación 1:1 de agua y de arilo. Al

finalizar el proceso se obtuvo un extracto de color amarillo turbio con un olor

característico propio del fruto (Ver Foto 9)

FOTO 9: Extracto final

Fuente: El autor. 2010

Se puede resumir que:

El agua total para la extracción fue un 50%

El arilo utilizado en la extracción fue un 50%

50

8.2 EVALUACIÓN DEL EFECTO DEL EXTRACTO EXPERIMENTAL EN

RATONES CON DIABETES INDUCIDA

En las tablas 7 al 16 se presentan los datos de azúcar y peso de las 11

mediciones, (semanas) identificándolos por los cinco tratamientos (T1, T2, T3, T4

Y T5) y para cada una de las 4 repeticiones

Cada dato corresponde al promedio de cada semana de cada repetición

(biomodelo)

Para lo cual: B: biomodelo

S: Semana

8.2.1 Tratamiento # 1: Ackee 50% diabéticos

Los datos contenidos en la siguiente tabla (tabla 7) permiten elaborar una grafica,

(figura 2) donde se observa la variación de la glucosa (mg/ml) respecto al tiempo,

(semanas) después de haber suministrado el tratamiento # 1 (50% extracto, 50%

agua) a los biomodelos

TABLA 7: Tratamiento # 1; (Variación de glucosa)

Biomodelo S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11

B.4 200 134 201 158 140 125 105 81 81 80 128

B.7 222 138 152 114 125 110 89 71 68 70 90

B.10 199 162 125 117 140 120 98 78 75 70 145

B.14B 190 120 143 125 98 90 89 77 76 76 125


Como se observa en la figura 2 el nivel de glucosa disminuye durante el tiempo de

aplicación del tratamiento # 1, esta disminución corresponde a un 72.13%.

El suministro del tratamiento # 1 fue suspendido en la semana 10, tiempo a partir

del cual se suministro agua como bebida y al final de la semana 11el nivel de

51

glucosa aumento nuevamente en un 76.11% alcanzando un valor promedio de

122mg/ml sin embargo esta última medición registra un valor inferior al inicial

(203mg/ml) lo cual indicó que los biomodelos no estaban en estado diabetico

FIGURA 2: Grafico nivel de glucosa vs tiempo; Tratamiento # 1.


En el tratamiento # 1 la variación de peso en promedio fue mínima (1g) 4% como

se puede observar en la tabla 8, pero luego de la suspensión de suministro del

tratamiento # 1 suben nuevamente (5,8g) 23,7%

TABLA 8: Tratamiento # 1; (Variación de peso)


B4 41,5 41 40 41,2 41,5 41,6 41,8 42,3 41 39,2 47,2

B7 18,9 18,9 18,8 19 19,1 18,9 19,7 20 19,7 20,1 20,3

B10 20,7 20,6 20,5 20,4 20,8 20,6 21 21,5 21 20,1 26,7

B14B 20,8 21 21 22 21,8 21,1 21 21,4 19,8 18,5 27


0

50

100

150

200

250

Niv

el

de

glu

cosa

semana

Animal # 4

Animal # 7

Animal # 10

Animal # 14b

52








B1 201 150 164 159 139 115 102 88 89 89 129

B3 250 136 178 170 145 135 120 105 107 107 142

B11 205 138 130 104 119 102 98 79 77 76 123

B15B 194 128 129 120 126 120 115 96 85 79 123




El suministro del tratamiento # 2 fue suspendido en la semana 10, tiempo a partir



129mg/ml sin embargo esta última medición registra un valor inferior al inicial


53



En el tratamiento # 2 la variación de peso en promedio fue mínima (1,1g) 4,04%

como se puede observar en la tabla 10, pero luego de la suspensión de suministro

del tratamiento # 2 suben nuevamente (6,1g) 23,4%



B1 31 31,3 32,7 32,5 32,5 32,2 32 32,3 30 29,1 37,6

B3 34,5 34,3 34,1 34,6 34,8 35 34,9 35,1 33,6 32,8 39,7

B11 20,9 20,7 20,4 20,5 20,7 21,3 21 21,1 21 20,8 25,5

B15B 22,4 22,8 23 22,9 22,5 22,1 21,8 21,6 21,6 21,9 26,2


0

50

100

150

200

250

300

Niv

el

de

Glu

cosa

Semana

Animal #1

Animal #3

animal #11

Animal #15b

54








B9 198 130 133 129 119 118 120 110 105 97 145

B13ª 190 121 121 113 154 120 103 63 66 67 151

B14ª 196 125 139 130 108 119 111 109 100 99 113

B17 195 130 135 132 127 128 119 110 108 105 125




El suministro del tratamiento# 3 fue suspendido en la semana 10, tiempo a partir



133 mg/ml sin embargo esta última medición registra un valor inferior al inicial


55



En el tratamiento # 3 la variación de peso en promedio fue mínima (0.5g) 1,8%


del tratamiento # 3 suben nuevamente (3,2g) 11,3%



B9 25,5 25 25 25,3 25,2 25,3 25 24,8 27,6 28,6 34,1

B13ª 19,8 19,7 20,2 20,4 20,1 20,6 21 21,2 21 21,7 26,9

B14ª 32,7 33 32,9 33 33,2 33,7 34,5 34,8 33,1 33,9 35,8

B17 33 32,9 33,7 34,5 35,8 33 33,1 33,2 28,6 29 29,5


0

50

100

150

200

250

Niv

el

de

Glu

cosa

Semana

Animal #9

Animal #13a

Animal #14a

Animal #17

56

8.2.4 Tratamiento # 4: Insulina 5% diabéticos



(semanas) después de haber suministrado el tratamiento # 4 (5% insulina, 95%




B5 200 153 131 131 123 120 125 129 132 135 150

B8 193 140 138 153 120 125 127 130 133 134 148

B16ª 198 150 137 135 130 133 135 138 138 140 157

B18 196 152 140 137 134 132 137 136 135 136 160









57





del tratamiento # 4 presentan una disminución mínima (1.1g) 2,8%



B5 27 27,3 27,6 27,5 27,7 27,7 28 28,3 28,6 29,1 28,7

B8 45 45,6 45,8 46 46,3 46,8 47,1 47,7 48 48,5 47,7

B16ª 31,8 31,3 31,5 31,4 31,3 31 30,7 30 30,2 30,1 27,8

B18 45 45,8 46 47,1 47,1 47,7 47,5 47,6 48,1 47,8 47


0

50

100

150

200

250

Niv

el

de

Glu

cosa

Semana

Animal #5

Animal #8

Animal #16a

Animal # 18

58

8.2.5 Tratamiento # 5: Ackee 50% Sanos



(semanas) después de haber suministrado el tratamiento # 5 (50% Akcee, 50%




B6 201 140 143 136 121 110 102 84 81 79 143

B12B 198 124 100 99 146 126 89 75 75 77 121

B13B 205 160 152 130 139 120 97 81 85 92 127

B15ª 200 131 96 146 122 115 105 85 70 77 145









59


(Fuente: El autor. 2010)



del tratamiento # suben nuevamente (9,1g) 29,3%



B6 32,4 32,3 32,8 33 32,9 33,3 33,5 33,6 33,8 31,3 39,8

B12B 20,7 21 21,2 21,2 21,4 21,3 21,5 21,8 22,4 20,2 27,7

B13B 35 35,3 35,6 35,8 35,7 36 36,4 36,9 37,1 34,1 45,1

B15A 41,3 41,7 42 42,3 42,5 42,6 42,9 43,2 43,5 39,4 48,7


0

50

100

150

200

250

Niv

el

de

Glu

cosa

Semana

Animal #6

Animal #12b

Animal #13b

Animal #15a

60

8.3 DESARROLLO DISEÑO EXPERIMENTAL

Para el desarrollo del análisis de varianza los cálculos y tablas pueden ser vistos

en la sección de anexos (ver anexo 2)

8.3.1 ANÁLISIS DE VARIANZA

Se halla el F calculado, para esto se usan las formulas de la tabla 5

TABLA 17: Análisis de varianza

Fuentes de

Variación

Grados de

libertad

Suma de

cuadrados

Cuadrado

medio

Fc

Tratamiento

4

1494,32

373,58

0,79

Error

15

7054,8

470,32

Total

19

8549,12


En tablas de análisis de varianza F para α = 0.05 con 4 grados de libertad en el

numerador y 15 grados de libertad en el denominador se determina:F (0.05; 4; 15)

De esto se obtiene: F (0.05; 4; 15) = 3.05

Entonces teniendo el F de tabla igual a 3.05 y el F calculado igual a 0.79, se

deduce que:

F calculado < F de tabla

61

Para lo cual se acepta la Ho. Y se concluye que las medias de los tratamientos

son iguales, por lo tanto no hay diferencia entre los tratamientos

Lo que nos indica que causa el mismo efecto cualquiera de los 5 tratamientos en

los niveles de azúcar en la sangre, es decir se tiene similar consecuencia al

consumir extracto en cualquiera de sus mezclas que la insulina, esto nos

demuestra la efectividad del extracto al ser comparado con la insulina.

8.4 ANALISIS DE PESOS

En el comportamiento de los pesos se puede deducir según los resultados, que

el peso de los ratones no depende de que consuman o no el extracto. Al variar las

concentraciones de glucosa el peso de cada animal permanece casi que igual.

La desviación estándar de los pesos, como se puede observar en la tabla 18 es

pequeña y la desviación relativa con respecto a la media, es un valor cercano a

cero, (0) lo cual que nos indica que no hubo cambios relevantes con respecto al

peso en relación al consumo de los tratamientos

TABLA 18: Análisis de pesos

ANIMAL # PESO PROMEDIO _

Y

DESVIACION

ESTANDAR

DESVIACION

RELATIVA

4 41.67 1.93 0.046

7 19.16 0.4 0.021

14ª 33.69 0.93 0.027

5 28.09 0.62 0.022

16ª 30.65 1.07 0.034


Teniendo en cuenta que en los humanos es normal que se dé una

disminución de peso debido a la reducción en el consumo de calorías,

62

pasando de 2.000Kcal al día, a 1.300Kcal al día en promedio, se presume

que en esta experimentación no se registro una gran disminución de peso

ya que la dieta de los biomodelos no fue alterada, pero además el extracto

suministrado en la bebida aporta una buena cantidad de nutrientes (ver

Anexo # 1) lo que ayuda a mantener estable el peso en los animales.

63

9. CONCLUSIONES

Con la aplicación de los diferentes tratamientos de extracto mezclado con

agua evaluado en biomodelos diabéticamente inducidos se logro disminuir

los niveles de glucosa en un promedio de 75,4 mg/ml

Las diferentes concentraciones (mezcla de extracto y agua) de los

tratamientos, no mostraron diferencias significativas entre sí en la

disminución del azúcar en la sangre.

La variación promedio del peso de los biomodelos sometidos a los

diferentes tratamientos fue mínima (9,69g), considerando que la dieta no

fue alterada y que además el extracto aportaba nutrientes

El extracto del arilo del ackee (Blighia sápida) demostró tener un gran

potencial para el control de los niveles de azúcar en la sangre Según los

resultados obtenidos en la experimentación.

Observando los diferentes tratamientos se pudo ver como los animales que

recibieron el extracto disminuyeron su glicemia igualmente que el grupo

experimental que no lo recibió, adicionalmente el grupo que consumió

insulina en el agua disminuyo los niveles de azúcar tal y como lo logro los

tratamientos compuestos por el extracto utilizados en los demás animales

64

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68

Composición del Ackee Valor nutritivo por 100 g de Arilos crudos

Humedad 57.60 gProteína 8.75 gGrasa 18.78 gFibra 3.45 gCarbohidratos 9.55 gCeniza 1,87 gCalcio 83 mgFósforo 98 mgHierro 5,52 mgCaroteno --Tiamina 0,1 mgRiboflavina 0,18 mgNiacina 3,74 mgÁcido ascórbico 65 mg

ANEXOS

ANEXO 1.

Fuente: Duque del James, (2002).

69

ANEXO 2.

Para hallar cada fila de la tabla, se calcula el promedio de cada fila de los 5

cuadros de resultados de glucosa de los tratamientos, arrojando la siguiente tabla

TABLA 1: Glucosa sanguínea

TRAT GLUCOSA SANGUINEA

R1 R2 R3 R4

T1 130,3 113,5 120,8 110

T2 129,5 145 113,7 119,5

T3 127,6 115,3 122,6 128,5

T4 139,2 140,6 144,3 145,4

T5 121,8 111,8 126,2 117,5


Para calcular los .

_

iY se suma cada una de las filas y se divide por 4 que es el

número de repeticiones arrojando la siguiente tabla:



T OBSERVACIONES TOTAL PROM

1 130,3 113,5 120,8 110 474,6 118,65

2 129,5 145 113,7 119,5 507,7 126,92

3 127,6 115,3 122,6 128,5 494 123,5

4 139,2 140,6 144,3 145,4 569,5 142,37

5 121,8 111,8 126,2 117,5 477,3 119,32

TOTALES 2523,1 126,15

70


Y.. = 2523.1


= 118.65

= 126.92

= 123.50

= 142.37

ȳ 5 = 119.32

.._

Y = 126.15

evaluaciÓn experimental de los efectos …

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