Caracterización de aceites esenciales de cinco especies del género Espeletia y evaluación de su actividad biológica

Diana Carolina Corzo Barragán1, Doris Gutiérrez Hernández2, Diana Carolina Corzo Barragan2, Nathalia Chavarro Rodriguez2, Sistema de Información y Datos de Investigaciones Científicas2

1 Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, Avenida Calle 63 # 68-95, 111071, Bogotá, D.C, Colombia; 2 Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, Avenida Calle 63 # 68-95, Bogotá, D.C., Colombia

Autor(es) de contacto: Diana Carolina Corzo Barragán (dcorzo@jbb.gov.co)Doris Gutiérrez Hernández (dhgutierrez@jbb.gov.co), Diana Carolina Corzo Barragan (dcorzo@jbb.gov.co)

Recibido {Fecha}; Revisado {Fecha}; Aceptado {Fecha}; Publicado {Fecha}

Referencia: Combinación de autores, año de publicación del artículo de datos (en paréntesis), Titulo, Nombre de la Revista, Volumen, Número de edición (en paréntesis), y doi del artículo de datos.

<b>¿Cómo citar este recurso?</b>

Corzo Barragán D C, Gutiérrez Hernández D (2023): Caracterización de aceites esenciales de cinco especies del género Espeletia y evaluación de su actividad biológica. v1. Jardín Botánico de Bogotá "José Celestino Mutis". Dataset/Chemical. http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_qui_sc_2020024 http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_qui_sc_2020024

Resumen

Con el propósito de identificar los compuestos químicos presentes y evaluar su actividad biológica con el fin de establecer sus usos potenciales de aprovechamiento racional del recurso biológico y determinar cuáles son las sustancias químicas que biosintetizan con el fin de promover la conservación de estas especies y por ende de los ecosistemas donde habitan, a través de su uso sostenible, se estudiaron cinco especies del género Espeletia presentes en Bogotá D.C.
Este recurso cuenta con 108 registros tomados durante el 2020 en el Jardín Botánico de Bogotá.

Palabras clave: Chemical, Aceites esenciales, Espeletia, Hongo, Inhibidor, Fusarium, Chaetomium

Descripción general

Propósito: Realizar la caracterización química de los aceites esenciales de hojas de cuatro especies de Espeletia y una Espeletiopsis y evaluar su actividad biológica frente a microorganismos para establecer algún uso potencial
Additional information: Uso Sostenible

Detalles del proyecto

Título del proyecto: Proyecto de Inversión 7679: Investigación para la conservación de los ecosistemas y la flora de la Región y Bogotá
Personas asociadas: Claudia Alexandra Pinzón Osorio
Fuentes de financiación: Proyecto de inversión 7679,Contrato No. 849-2020
Descripción/descriptor del área de estudio: Distrito Capital

Descripción del diseño: Objetivo general: Aumentar la capacidad institucional para la gestión del conocimiento en conservación, restauración y uso sostenible de la flora en áreas de la estructura ecológica y de interés ambiental en la ciudad región. Objetivos específicos: 1. Generar conocimiento acerca de la representatividad, funcionamiento y dinámicas que inciden en los cambios y estado de la diversidad biológica y los servicios ecosistémicos en áreas estratégicas de importancia ambiental. 2. Desarrollar procesos de investigación en restauración ecológica de los efectos de los disturbios naturales y antrópicos sobre la composición, estructura y función de los ecosistemas de Bogotá 3. Desarrollar investigaciones asociado al uso de las especies vegetales nativas que permita un aprovechamiento ambientalmente sustentable a través de una estrategia con base técnico-científica. 4. Desarrollar una estrategia institucional que permita cumplir con los requisitos para que el Jardín Botánico sea acreditado como centro de investigación para la conservación y los ecosistemas de la ciudad región.

Datos publicados a través de GBIF: http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_qui_sc_2020024

Cobertura taxonómica

Descripción general de la cobertura taxonómica: Se trabajó con 5 especies de Espeletia.
Categorías taxonómicas
Species: Espeletia argentea, Espeletia barclayana, Espeletiopsis corymbosa, Espeletia killipii, Espeletia summapacis
Nombres comunes: Frailejón, Frailejón, Frailejón, Frailejón, Frailejón

Cobertura geográfica

Cobertura geográfica general: La investigación se desarrolló en las instalaciones del Jardín Botánico de Bogotá (JBB) José Celestino Mutis ubicado en la avenida Calle 63 No. 68-95 de la ciudad de Bogotá D.C. En la subdirección científica, desde el componente de uso sostenible. Las muestras se colectaron en los páramos altoandinos, pertenecientes al circuito de páramos del Distrito capital, reportados previamente por información suministrada por el herbario en línea del JBB.
Coordenadas: 4°40'5.88''N y 4°40'5.88''N Latitud; 74°5'60''W y 74°5'60''W Longitud 

Cobertura temporal: October 10, 2020 - November 30, 2020

Métodos

Descripción de la metodología paso a paso: 
- . 	El proyecto se desarrolló en los laboratorios de la Sudirección Científica del Jardín Botánico de Bogotá. Y contempló las siguientes etapas:

- . 	Material vegetal: Las especies Espeletia argentea, E. barclayana, E. Killipii, E. summapacis y Espeletiopsis corymbosa se colectaron en el páramo de San Francisco y en el páramo de Sumapaz entre 2017 y 2019. La identificación taxonómica fue realizada por Carlos Suárez y un ejemplar de cada especie reposa en el Herbario del Jardín Botánico José Celestino Mutis.

- . 	Obtención de los aceites esenciales: El material vegetal se seco en bandejas a 40 °C en un horno con corriente de aire caliente por un periodo de 24 a 48. Luego, el material se pico con ayuda tijeras. A continuación, se pesa una cantidad del material vegetal y se somete a hidrodestilación utilizando un equipo que cuenta con una trampa tipo Clevenger. El proceso de extracción se deja por 3 horas y luego se obtiene el aceite esencial por diferencia de densidad con el agua.

- . 	Análisis de los aceites esenciales por Cromatografía de gases acoplada espectrometría de masas: Los aceites esenciales son productos volátiles muy complejos por lo que para su análisis se utiliza la cromatografía de gases de alta resolución acoplada a un espectrómetro de masas. La técnica cromatográfica permite la separación de los compuestos presentes en el aceite esencial y una vez separados los compuestos llegan al detector de espectrometría de masas donde cada molécula experimenta un proceso de fragmentación generando el espectro de masas. El análisis del espectro de masas permite obtener información estructural y con ello identificar los compuestos presentes en la mezcla. Estos análisis se subcontratarán con un Laboratorio de análisis ya que el Jardín Botánico no cuenta con el equipo.

- . 	Ensayos de actividad antimicrobiana: Los aceites esenciales se ensayaron frente a bacterias Gram positivas (Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis), bacteria Gram negativa (Escherichia coli) y Candida sp. un hongo o levadura, estos microorganismos son causantes de infecciones en los humanos (Kanafani y Fowler, 2006; Johnson et al., 2010; Achkar y Fries, 2010). Los aceites se evaluaron mediante el método de antibiograma en el cual se comparó el efecto que puedan llegar a tener los aceites esenciales en la inhibición del crecimiento de los microorganismos respecto a un control positivo y un control negativo en las mismas condiciones, medio de cultivo, temperatura y tiempo de incubación.

Descripción del área de muestreo: Se colectaron hojas en distintos páramos del Distrito Capital: páramos de San Francisco, El Tablazo y Sumapaz.

Descripción del muestreo: Se colectaron hojas de las cinco especies en las cuales se ubican en los páramos de San Francisco, El Tablazo y Sumapaz en las siguientes coordenadas, E. argéntea, en el páramo de San Francisco a 3268 m, 4° 35' 13.9" N - 74° 00' 06.3" W, Vaucher de Herbario CIS 767; E. corymbosa en el páramo de San Francisco a 3281 m., 4° 34' 32.0" N - 74° 00' 11.7" W, Vaucher de Herbario CIS 768; E. summapacis en el páramo de Sumapaz a 3866 m., N4°16.214’, O74°12.1603’, Vaucher de herbario CIS817; E. killipii, en el páramo de pasquilla a 3510 m., 4° 25' 49.6" N - 74° 10' 51.1" 
Descripción del control de calidad: Instrumentos de laboratorio para medir y pesar.

Idioma de los metadatos: Spanish
Fecha de creación de los metadatos: 2023-07-25
Nivel de jerarquía: Dataset

Referencias
Achkar, J. M., & Fries, B. C. (2010). Candida infections of the genitourinary tract. Clinical microbiology reviews, 23(2), 253-273.
Acosta, G. & Torrenegra, R. (2016). Extracción, separación e identificación de la sustancia activa producida por Espeletia killipii como defensa ante el ataque de larvas de Lepidóptero. Revista Facultad de Ciencias Básicas, 7(1), 126-133.
Alarcón, L., Peña, A., Velasco, J., Usubillaga, A., Contreras, B., Rojas, J., Ramírez, D. & Aparicio, R. (2016). Composición química y evaluación de la actividad antimicrobiana del aceite esencial de Espeletia schultzii Wedd (Asteraceae) recolectada en el estado Trujillo–Venezuela. Academia, 15(35), 69-79.

Aparicio-Zambrano, Rosa, Rojas-Fermín, Luis, Velasco, Judith, Usubillaga, Alfredo, Sosa, Marcos, & Rojas, Julio. (2019). Caracterización química y actividad antimicrobiana del aceite esencial de las hojas de Libanothamnus neriifolius (Asteraceae). Revista Peruana de Biología, 26(1), 95-100. https://dx.doi.org/10.15381/rpb.v26i1.15912
Aparicio, Z., Rosa, L., Villasmil, T., Peña, A., Rojas, S., Julio, C., & Usubillaga, A. (2013). Estudio fitoquímico de las hojas de Espeletia semiglobulata Cuatrec. Rev. Fac. Farm, 55, 2-5.
Báez, D. H., Ricardi, M., Gaviria, J. C., & Estrada, J. (1999). Contribución a la etnofarmacología de los páramos venezolanos. Ciencia, 7, 23-32.
Balouiri, M., Sadiki, M., & Ibnsouda, S. K. (2016). Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review. Journal of pharmaceutical analysis, 6(2): 71-79.
Baruch, Z. (1979). Elevation differentiation in Espeletia schultzii (Compositae), a giant rosette plant of the Venezuelan páramos. Ecology, 60(1), 85-98. 
Benelli, G., & Pavela, R. (2018). Repellence of essential oils and selected compounds against ticks—a systematic review. Acta Tropica, 179, 47-54.
Bernal, R., Gradstein S. R., Celis, M. (Eds.). (2015). Catálogo de plantas y líquenes de Colombia. Instituto de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. Recuperado de: http://catalogoplantasdecolombia.unal.edu.co
Bussmann, R. W., Zambrana, N. Y. P., Romero, C., & Hart, R. E. (2018). Astonishing diversity—the medicinal plant markets of Bogotá, Colombia. Journal of ethnobiology and ethnomedicine, 14(1), 1-47. https://doi.org/10.1186/s13002-018-0241-8
Camilo, C. J., Alves Nonato, C. D. F., Galvão-Rodrigues, F. F., Costa, W. D., Clemente, G. G., Sobreira Macedo, M. A. C., ... & Da Costa, J. G. M. (2017). Acaricidal activity of essential oils: a review. Trends in Phytochemical Research, 1(4), 183-198. 
CAR. (2018). Plan de conservación y manejo de los frailejones del territorio CAR. Corporación Autónoma regional de Cundinamarca – CAR; Pontificia Universidad Javeriana. http://hdl.handle.net/20.500.11786/36984 
Clark, A. M. (1996). Natural products as a resource for new drugs. Pharmaceutical research, 13(8), 1133-1141.
Colegate, S. M., & Molyneux, R. J. (Eds.). (2008). Bioactive natural products: detection, isolation, and structural determination. Boca Raton: CRC press.
Cseke, L. J., Kirakossyan, A., Kaufman, P. B., Warber, S., Duke, J. A., & Brielmann, H. L. (2006). Natural products from plants. Segunda edición, CRC Press.
De la Torre, L., Muriel, P., & Balslev, H. (2006). Etnobotánica en los Andes del Ecuador. Botánica Económica de los Andes Centrales. Universidad Mayor de San Andrés, La Paz, 246-267.
Diazgranados, M. (2012). A nomenclator for the frailejones (Espeletiinae Cuatrec., Asteraceae). Phytokeys 16: 1-52
Diazgranados, M., y Castellanos-Castro, C. (2017). Conversatorio sobre frailejones de Colombia: revisión del estado de conservación y amenaza. Bogotá: Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt.
El-Sayed, A.M. (2020). The Pherobase: Database of Pheromones and Semiochemicals. https://www.pherobase.com/database/kovats/kovats-detail-
Garavito, L. N. 2015. Los páramos en Colombia, un ecosistema en riesgo. Ingeniare, (19), 127-136.
García-Barriga, H. (1992). Flora medicinal de Colombia. Botánica médica, 2, 508. 
Harvey, A. L., & Gericke, N. (2011). Bioprospecting: creating a value for biodiversity. En: Pavlinov, I. (Ed) Research in Biodiversity-Models and Applications.  (pp. 323-338) IntechOpen. Disponible en: https://www.intechopen.com/books/research-in-biodiversity-models-and-applications/bioprospecting-creating-a-value-for-biodiversity
Johnson, J. R., Johnston, B., Clabots, C., Kuskowski, M. A., & Castanheira, M. (2010). Escherichia coli sequence type ST131 as the major cause of serious multidrug-resistant E. coli infections in the United States. Clinical infectious diseases, 51(3), 286-294.
Kanafani, Z. A., & Fowler Jr, V. G. (2006). Staphylococcus aureus infections: new challenges from an old pathogen. Enfermedades infecciosas y microbiología clínica, 24(3), 182-193.
Katinas L, Gutierres D, Grossi M, Crisci J. (2007). Panorama de la familia Asteraceae (= Compositae). Boletín de la Sociedad Argentina de Botánica. 42 (1-2): 113-129
Khouri, N., Usubillaga, A., Rojas, L. B., & Galarraga, F. (2000). The essential oil of Espeletia weddellii Sch. Bip. ex Wedd. Flavour and fragrance journal, 15(4), 263-265. 
Linstrom, P.J. y Mallard, W.G. Eds., NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD, 20899, https://doi.org/10.18434/T4D303. https://webbook.nist.gov/chemistry/ 
López De La Cruz, R. P., & Caso Orihuela, N. V. (2015). Rendimiento y composición química de aceites esenciales de Eucalyptus archeri y Schinus molle-Valle del Mantaro.
Magiatis P, E. Melliou, A. L. Skaltsounis, I. B. Chinou & S. Mitaku. 1999. Chemical composition and antimicrobial activity of the essential oils of Pistacia lentiscus var. Chia. Planta Médica. 65(8): 749-752. https://doi.org/10.1055/s-2006-960856  
Meccia, G., Rojas, L. B., Velasco, J., Díaz, T., & Usubillaga, A. (2007). Composition and antibacterial screening of the essential oils of leaves and roots of Espeletiopsis angustifolia Cuatrec. Natural Product Communications, 2(12), 1221-1224. 
Mittermeier, Russel A., y Goettsch, C. Megadiversidad. (1997). Los países biológicamente más ricos del mundo. Cemex, Ciudad de México.
Newman, D. J., & Cragg, G. M. (2016). Natural products as sources of new drugs from 1981 to 2014. Journal of natural products, 79(3), 629-661.
Padilla, G., Aldana, J. & Da Costa, F. (2016). Chemical characterization of two morphologically related Espeletia (Asteraceae) species and chemometric analysis based on essential oil components. Revista Brasileira de Farmacognosia, 26(6), 694-700.
Padilla, G., Aldana, J. & Da Costa, F. (2016). Chemical characterization of two morphologically related Espeletia (Asteraceae) species and chemometric analysis based on essential oil components. Revista Brasileira de Farmacognosia, 26(6), 694-700. 
 JBB