Actividades biológicas de Cynara cardunculus L.

1.Cynara.

Cynara es un género de plantas perennes espinosas, perteneciente a la segunda familia más grande del reino vegetal, la familia Asteraceae. Incluye ocho especies y cuatro subespecies, todas nativas de la región mediterránea. En concreto, la especie Cynara cardunculus L. es la más estudiada en la actualidad. Incluye tres taxones botánicos: la alcachofa (C. cardunculus var. scolymus L. Fiori), el cardo cultivado (C.cardunculus var. altilis DC) y el cardo salvaje (C. cardunculus var. sylvestris (Lamk) Fiori) (Figura 1.1).

Las plantas de C. cardunculus han sido usadas desde el siglo IV a.C como alimento y medicina natural. Los egipcios, griegos y romanos la utilizaban como tratamiento tradicional frente a enfermedades hepatobiliares y digestivas. A partir del siglo XVI estos vegetales se empezaron a emplear como método preventivo y curativo de diversas enfermedades. En el siglo XX los científicos comenzaron a investigar sobre los usos en medicina tradicional de las especies C. cardunculus.

Hoy en día, estas especies son consumidas en muchos países del mundo, en especial en la región mediterránea, ya sean frescas o procesadas. La parte comestible (porción central de la cabeza del vegetal y la parte proximal del tallo) representa una pequeña porción de la planta (entre el 15-20% de la biomasa total) y contiene altas cantidades de compuestos bioactivos como inulina, minerales, vitaminas, fibra y polifenoles, que le atribuyen la característica de alimento funcional. Los subproductos resultantes del procesamiento industrial y/o doméstico de estos alimentos (tallos, hojas y brácteas externas) son ricos en ácidos fenólicos, flavonoides y lactonas sesquiterpénicas.

Las partes no comestibles de C. cardunculus no son aprovechadas en su totalidad. Las hojas son usadas para la obtención de un licor italiano, conocido como Cynar, además, en Alemania y Suiza se emplean como remedio tradicional para la indigestión. El resto de residuos no utilizados, se queman o se entierran, causando un impacto ambiental negativo. En los últimos años, se ha estudiado el uso de esta biomasa para la obtención de bioenergía o como fuentes de compuestos bioactivos, con el fin de disminuir el impacto ambiental y, al mismo tiempo, generar ganancias adicionales en el sector industrial. Un mercado potencial para estos compuestos radica en la suplementación de diversos alimentos o como materia prima para la industria farmacéutica.

2. Extractos y productos naturales de Cynara cardunculus L.

En general, en los extractos más polares de las plantas de C. cardunculus se han descrito ácidos fenólicos y flavonoides. Mientras que, en los extractos de carácter apolar, se encuentran los terpenoides, mayoritariamente lactonas sesquiterpénicas y triterpenos.

Cabe destacar, que el contenido de estos productos naturales puede variar dependiendo de varios factores, como la edad del vegetal, la especie, el método empleado para realizar la extracción y/o la parte de la planta de donde se aísla.

2.1 Ácidos fenólicos.

La familia de ácidos fenólicos, derivados principalmente de la fenilalanina, incluye sustancias que contienen un anillo fenólico y una función orgánica de ácido carboxílico (esqueleto C6-C1). Se clasifican en ácidos hidroxibenzoicos e hidroxicinámicos.

Los ácidos hidroxicinámicos se localizan principalmente en los tallos, hojas, receptáculos y brácteas de la alcachofa, el cardo salvaje y el cultivado. Se han identificado 65 tipos diferentes de estos ácidos. Siendo los ácidos mono- y di-cafeoilquínicos los más representativos, principalmente el ácido 5-O-cafeolilquínico (ácido clorogénico), el ácido 1,3-O-dicafeoilquínico (cinarina) y el ácido 1,5-O-dicafeolquínico (Tabla 2.1).

El ácido clorogénico se sintetiza como respuesta de defensa de la planta contra el estrés biótico y abiótico causado por varios agentes patógenos, como las bacterias, los hongos y los insectos, así como por la exposición directa a la radiación ultravioleta. Presenta altas concentraciones en las hojas y tallos del cardo cultivado, en los tallos del cardo salvaje y, en los tallos, receptáculos y brácteas internas de la alcachofa y, en las semillas de todas las especies.

La cinarina deriva del ácido di-cafeoilquínico, se aísla mayoritariamente en la cabeza, las hojas, los receptáculos y las brácteas de la alcachofa, en las hojas del cardo salvaje y, en los tallos, receptáculos y las brácteas del cardo cultivado.

El ácido 1,5-di-O-cafeoilquínico, se encuentra en los tallos, la cabeza y las hojas del cardo salvaje, en los tallos, receptáculos, las brácteas, las flores y las hojas del cardo cultivado y, en la alcachofa se aísla en los tallos, en los receptáculos, en las brácteas y las hojas.

2.2 Flavonoides.

Los flavonoides son la principal familia de pigmentos naturales procedentes de plantas. Son los componentes minoritarios de las plantas C. cardunculus, y representan menos del 10 % del total de los componentes fenólicos. Se aíslan en las hojas, en el tallo, en las inflorescencias y en las flores. En la tabla 2.2, se muestran los principales flavonoides encontrados en esta especie: la luteolina, la apigenina, la naringenina y sus mono- y di-glicósidos.

2.3 Lactonas sesquiterpénicas.

Las lactonas sesquiterpénicas y los triterpenos pertenecientes al grupo de los terpenoides representan los componentes lipofílicos mayoritarios en C. cardunculus.

Las lactonas sesquiterpénicas se clasifican en función de la disposición de sus anillos en: germacranólidas, elemanolidas, eudesmanolidas, eremofilanolidas, guaianolidas, pseudoguainolidas e hipocretenolidas. Las lactonas de tipo guaianolidas son las más abundantes en C. cardunculus, principalmente la cinaropicrina, la aguerina B, la grosheimina y el cinaratriol (Figura 2.2). La acumulación de estos compuestos en las hojas probablemente esté relacionada con su papel como disuasor del apetito.

Los triterpenos mayoritarios, aislados fundamentalmente de las flores de C. cardunculus, son la α-amirina, β-amirina y taraxasterol (Figura 2.3).

3. Actividades biológicas.

La mayoría de las actividades biológicas del género Cynara han sido halladas y descritas en la especie C. cardunculus y en las subespecies comestibles anteriormente descritas.

Se han descrito numerosas actividades biológicas de los extractos y productos naturales procedentes del género Cynara. Así, estudios in vitro e in vivo han mostrado actividades hipolipemiantes, vasodilatadora, anti-colestáticas, anti-colinesterasa, anti-inflamatoria, antioxidante, anti-bacteriana, anti-VIH, efecto estimulador de la microbiota intestinal y actividad anticancerígena. Dichas actividades están relacionadas con la prevención y tratamiento de enfermedades cardiovasculares, de la diabetes mellitus, de la colestasis y del cáncer, entre otras. 

El estudio de la actividad antimicrobiana de los productos naturales es muy importante en la elaboración de nuevos antibióticos, dada la preocupación actual a las resistencias. Diversas investigaciones indican que tanto los extractos ricos en compuestos fenólicos como los lipofílicos poseen una alta actividad antibacteriana.

La actividad antioxidante es otra de las actividades más destacadas y en concreto para la especie de C. cardunculus. Las especies reactivas de oxígeno y de nitrógeno (ROS y RNS) son efectos secundarios de diversas enfermedades, como la colestasis y el cáncer. Así, se han aislado una gran variedad de compuestos antioxidantes de esta especie.

Las patologías cardiovasculares están causadas por varios factores, como el aumento de colesterol, la obesidad y la arterioesclerosis, entre otras. La cinarina, el cinarósido y otros flavonoides, como la luteolina, aislados en extractos más polares se caracterizan por la disminución y/o inhibición de la biosíntesis de colesterol total y triglicéridos, además, la síntesis de estos últimos también es inhibida por la cinaropicrina, la grosheimina y la aguerina B, metabolitos aislados mayoritariamente de los extractos empleando acetato de etilo como disolvente. También, se ha comprobado que los compuestos derivados de la luteína y la apigenina, así como el ácido clorogénico incrementan la producción de óxido nítrico (un factor vasodilatador).

La diabetes mellitus, es una enfermedad crónica caracterizada por desórdenes en el metabolismo de carbohidratos, lípidos y varios elementos traza, en consecuencia, se produce un aumento de lípidos y carbohidratos en sangre, causando hiperlipidemia e hiperglucemia, respectivamente. Al igual que para las enfermedades cardiovasculares, se emplean los mismos metabolitos para disminuir los niveles de lípidos en sangre (principalmente triglicéridos).

La colestasis, es una enfermedad causada por la deficiencia de excreción de bilis. Está relacionada a la vez con el síndrome de intestino irritado, las úlceras estomacales y la dispepsia. La actividad acetilcolinesterasa (ACh) y la producción de ROS y RNS, están relacionadas con la aparición de estas patologías. Se ha demostrado que los extractos hidroalcohólicos, etanólicos y acuosos, en concreto la cinarina y compuestos derivados de la luteína presentes en éstos, producen la inhibición de la enzima ACh, con la consecuente disminución de los procesos de inflamación y la actividad anti-colestática.

Varios estudios han demostrado el papel de las plantas de C. cardunculus en la prevención y tratamiento del cáncer. Esta enfermedad es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en el mundo, por ello, suscita una gran preocupación. Extractos y productos naturales presentes en esta especie representan una nueva estrategia en la prevención y cura del cáncer, algunos ejemplos son: la cinaropicrina y la aguerina B como metabolitos con actividad citotóxica y anti-proliferativa, en diferentes cultivos celulares tumorales.

4. Conclusiones.

• En la actualidad, la especie C. cardunculus L. es la más estudiada del género Cynara, en concreto las variedades C. cardunculus var. scolymus (alcachofa), C. cardunculus var. altilis (cardo cultivado) y C. cardunculus var. sylvestris (cardo silvestre).
• Los extractos y productos naturales, concretamente los ácidos fenólicos, los flavonoides, las lactonas sesquiterpénicas y los triterpenos, han mostrado, in vitro e in vivo, actividades hipolipemiantes, vasodilatadora, anti-colestáticas, anti-colinesterasa, anti-inflamatoria,cantioxidante, anti-bacteriana, anti-VIH, efecto estimulador de la microbiota intestinal y actividad anticancerígena.

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