Rosin of cuban pines for the control of tropical illnesses transmitted by mollusks

Y. Arteaga–Crespo¹; L. R. Carballo–Abreu¹; R. Sotolongo–Sospedra¹; Y. Hevia–Jiménez¹; J. E. Tacoronte–Morales²

¹ Universidad de Pinar del Río, Calle Martí, 270 Final. Pinar del Río. CUBA. C. P. 20100.

² Instituto de Medicina Tropical Pedro Kourí. Autopista Novia del Mediodía km 6 Lisa. Ciudad de La Habana, CUBA, A. P. 601.

RESUMEN

La esquistosomiasis, enfermedad tropical transmitida por molusco, ocupa el segundo lugar en enfermedades parasitarias después de la malaria. En Cuba no existe la esquistosomiasis aunque sí el riesgo a contraerla, puesto que en nuestra fauna se encuentran especies que pueden actuar como hospederos intermediarios del tremátodo causante de la enfermedad. El objetivo del trabajo fue evaluar el polvo de colofonia sobre larvas de Biomphalaria havanensis para el control de vectores que propagan la esquistosomiasis, según la metodología desarrollada por la Organización Mundial para la Salud (OMS) y descrita por Mott para la evaluación de plantas con acción molusquicida. Los resultados del estudio sugieren la acción molusquicida de colofonia obtenida de pináceas cubanas (Pinus caribaea y Pinus tropicalis) sobre larvas de Biomphalaria havanensis en dosis letales (DL₅₀ y DL₉₀) son 44, 33 m·gL^–1 y 141, 76 m·gL^–1, respectivamente. La ecuación de regresión correspondiente fue: Y = – 0, 412 + 1, 086 ln X con un valor del coeficiente de correlación R 0, 99 y error estándar 0, 13. Las dosis revelan la efectividad de los componentes presentes en la colofonia, resultados comparables con publicaciones de extractos de otras especies de plantas.

Palabras clave: colofonia, dosis letal, Biomphalaria havanensis.

ABSTRACT

Schistosomiasis is the second most common parasitic disease (after malaria) contracted by humans worldwide. It does not exist in Cuba, although the risk of it developing here is ever–present since there are species in our fauna that can act as intermediate hosts for the trematode responsible for the tropical illness. The objective of this study was to evaluate rosin powder on Biomphalaria havanensis larvae for the control of the vectors that spread schistosomiasis, according to the methodology developed by the World Health Organization (WHO) and described by Mott for the evaluation of plants with molluscicidal action. The study results suggest that the molluscicidal action of rosin from Cuban species of pines (Pinus caribaea y Pinus tropicalis) on Biomphalaria havanensis larvae in lethal doses (DL₅₀ and DL₉₀) are 44, 33 m·gL^–1 and 141, 76 m·gL^–1, respectively. The regression equation was: Y = –0, 412 + 1, 086 ln X with a value of the correlation coefficient R 0, 99 and standard error 0, 13. The doses reveal the effectiveness of the components present in rosin; similar results have been reported for other plant extracts.

Keywords: rosin, lethal doses, Biomphalaria havanensis.

INTRODUCCIÓN

La esquistosomiasis es la segunda parasitosis, después de la Malaria, (Greenwald, 2005) que afecta a la humanidad a nivel mundial (Bierman et al., 2005). La enfermedad la padecen 200 millones de personas anualmente, con un intervalo de mortalidad estimado en más de 200 mil enfermos por año (Greenwald, 2005; Grobusch et al., 2003). Se considera que existen cerca de 600 millones de personas con riesgo de contraerla, repartida en 74 países de África, las islas del Caribe, América Latina, el Mediterráneo Oriental y el Sudeste Asiático (Corachán, 1995). La esquistosomiasis no existe en Cuba aunque sí el riesgo, puesto que en nuestra fauna malacológica se encuentran especies que pueden actuar como hospederos intermediarios del tremátodo causante de la enfermedad (Llop, 2001; Rojas et al., 2008). Estudios parasitológicos y epidemiológicos han demostrado que eliminando al molusco vector, es decir rompiendo al eslabón más débil del ciclo de vida, se puede controlar o eliminar hasta niveles contaminantes no peligrosos (Quintana, 2007). Entre los métodos de control de moluscos el más utilizado es el químico (Paraense, 2001); sin embargo, el elevado costo de los productos químicos, así como su toxicidad para la biota acompañante han hecho que desde hace muchos años los trabajos se orienten hacia la extracción de productos de origen botánico, debido a que son selectivamente activos, biodegradables, ecosostenibles, económicos y fácilmente disponibles en las áreas afectadas por esquistosomiasis (Yong y Rodríguez, 1994).

El empleo de colofonia como potenciales precursores de materias primas estructuralmente interesantes y factibles de transformaciones sintéticas, es una variante que merece la atención, orientada hacia la transformación y obtención de genéricos, denominados, modificados de colofonia, que por su naturaleza constituyen precursores sustentables de novedosos agentes útiles en la agroquímica, química fina farmacéutica y en la química ecológica nacional y territorial, incluyendo el control de vectores de enfermedades tropicales, prioridades de la ciencia y la innovación tecnológica en la proyección 2000–2010 de Cuba (Arteaga et al., 2007).

El mercado internacional del siglo XXI en productos forestales no maderables tiende hacia la producción de derivados con elevados índices y parámetros de calidad, generados a partir de derivados y materias primas renovables, ecológicamente sustentables. Esto orienta hacia el desarrollo y diseño en el mercado de la Industria Forestal Nacional Cubana y sus subproductos no maderables.

El objetivo del estudio fue evaluar el polvo de colofonia sobre larvas de Biomphalaria havanensis para el control de vectores que propagan la esquistosomiasis.

MATERIALES Y MÉTODOS

Obtención de la muestras de colofonia

La colofonia se obtiene por destilación de mezclas de resinas de Pinus caribaea y Pinus tropicalis procedentes de la planta de destilación de resinas, Ciudad Industrial, Pinar del Río, Cuba.

Acción molusquicida

Especie de molusco:

Biomphalaria havanensis: familia Planorbidae endémico de Cuba. Fue colectado en la localidad del Instituto "Pedro Kourí" (IPK) en cuerpo de agua muy próximo a las instalaciones y actualmente se mantiene y reproduce en el laboratorio. Se trabaja con el polvo de colofonia según la metodología desarrollada por la OMS y descrita por Mott (1987) para la evaluación de plantas molusquicidas.

Determinación de las dosis letales (DL₅₀ y DL₉₀)

Se realizan pruebas de efectividad del producto, para ello se colocan cuatro moluscos en peceras de 400 mL y se le adiciona el producto. Se utiliza para dicha prueba la concentración máxima (100 m·gL^–1) dada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) (WHO, 1983; Mott, 1987). Se observa la efectividad del producto (mortalidad) a las 24 h, posteriormente se procede a la determinación de las dosis letales: se prueban siete concentraciones. Cada concentración se replica siete veces, con cuatro moluscos por réplica.

Se utiliza un control por concentración, el cual está compuesto por agua y solución salina fisiológica. Cada control tiene una concentración de solución salina fisiológica equivalente a las concentraciones probadas. La colofonia se diluye en disolución salina fisiológica e hidróxido de sodio hasta una concentración de 1 g en 100 mL. Esta disolución se toma como disolución madre, a partir de la cual se obtienen las concentraciones previstas en agua.

Se utilizan frascos de 400 mL donde se adicionan los caracoles y las soluciones con las concentraciones del estudio.

Los moluscos se exponen al molusquicida durante 24 h, se realiza el conteo de los muertos. Los vivos se colocan en recuperación (peceras con agua (sin tratamiento con cloro), usando una por cada concentración probada) durante 48 h. Pasado este tiempo se observan de nuevo para detectar si existen nuevos moluscos muertos. Esto es posible de determinar por la observación al estereoscopio de los latidos del corazón. Con el número total de muertos se realiza la prueba estadística (Raymond, 1985), que permite determinar las dosis letales (DL₅₀ y DL₉₀). Después de determinar las dosis letales se realiza esta prueba tres veces para comparar los resultados mediante un análisis de varianza y demostrar la reproducibilidad de los experimentos.

Las características de la biología y ecología de la especie Biomphalaria havanensis: familia Planorbidae endémico de Cuba han sido estudiadas tanto en condiciones de laboratorio como naturales. Los resultados del estudio genético sugiere que esta especie es realmente diferente a la Biophalaria sp. aunque existen fuertes asociaciones morfológicas (Durand et al., 1998).

La Biophalaria es un hospedero intermediario de Schistosoma mansoni hospedero potencial en Cuba. La concha tiene forma discoidal y puede medir hasta 13 mm de diámetro, con un máximo de cinco vueltas (Yong et al, 2001 ). La localidad tipo es La Habana, aunque también se encuentra en las Antillas, América Central y en el sur de los Estados Unidos de América.

Los resultados obtenidos demuestran el poder molusquicida de la colofonia y destilados de la resina de pináceas Pinus caribaea y Pinus tropicalis sobre Biomphalaria havanensis.

En el Cuadro 1 se muestra las dosis letales (DL₅₀ y DL₉₀) de la colofonia al aplicar un análisis de varianza a los datos recogidos en los tres experimentos realizados. La ecuación de regresión hallada fue Y = –0.412 + 1.086 ln X con un valor del coeficiente de correlación R = 0.99 y error estándar 0.13.

En el Cuadro 1 se muestra las dosis letales (DL₅₀ y DL₉₀) de la colofonia al aplicar un análisis de varianza a los datos recogidos en los tres experimentos realizados. La ecuación de regresión hallada fue Y = –0.412 + 1.086 ln X con un valor del coeficiente de correlación R = 0.99 y error estándar 0.13.

Los resultados que se muestran el Cuadro 2 sugieren que la mortalidad observada oscila entre 3.6 y 89.3 %. Los resultados experimentales obtenidos con la colofonia a diferentes concentraciones sobre B. havanensis muestran resultados semejantes con los determinados teóricamente por el modelo.

Este método propuesto para el control de vectores sustituye molusquicidas sintéticos que en general presentan toxicidad inespecífica, elevado costo (Souza et al., 1987), una biodegradación lenta y necesidad de ser importados (Kloos y McCullough, 1981), por lo cual existe una elevada tendencia a buscar sustancias vegetales con actividad molusquicida, como método de control alternativo. La colofonia es un producto industrial cubano de origen forestal, no persiste mucho tiempo en el medio y sus parámetros fármaco–cinéticos los hacen muy poco tóxicos a organismos superiores, provocando menos daños al medio ambiente. La acción del extracto acuoso de Agave legrelliana según Ferrer et al. (1993) y Yong y McCullough (1994) sobre Biomphalaria havanensis ha demostrado su acción ovicida, atribuido a la presencia de saponinas. Algunos autores señalan diferentes plantas con probado efecto ovicida, entre las que se encuentran Ambrosia maritima, Phytolacca dodecandra y Euphorbia cotonifolia. En algunos miembros de la familia Meliaceae se han aislado y caracterizado extractos con una amplia acción plaguicida atribuida a la presencia de triterpenoides (Kloss y McCullough, 1987; Toyota et al., 1990)

Se publican otros trabajos para control de Biomphalaria glabrata como la acción de látex de la especie Euphorbia splendns a diferentes pH en el control de Schistosoma mansoni (Carvalho et al., 2003). La inhibición hormonal reproductiva a través del uso de neuropéptidos que inducen a la castración y no reproducción del vector ha sido publicada por Si–Ming et al. (2009).

CONCLUSIONES

La colofonia por su naturaleza química, ecológica poco contaminante y biodegradable, constituye un precursor sustentable, novedoso y agente útil para el control de larvas de Biomphalaria havanensis que propagan la esquistosomiasis.

AGRADECIMIENTOS

Deseamos expresar nuestro agradecimiento al Instituto de Medicina Tropical "Pedro Kourí" (IPK). Ciudad de La Habana, Cuba.

ARTEAGA, Y.; CARBALLO, L.; TIOMNO, O.; CASAL, A.; TACORONTE, J. E.; CRUZ, R. 2007. Resina de Pino: Química verde y potencialidades biológicas. Revista Cubana de Química 19(1): 91–93.         [ Links ]

BIERMAN W., F.; WETSTEYN J., C.; VAN G., T. 2005. Presentation and diagnosis of imported schistosomiasis: relevance of eosinophilia, microscopy for ova, and serology. J. Travel. Med. 12: 9–13.         [ Links ]

CARVALHO V., M.; ALBUQUERQUE D. S., J. A.; PAZ DA SILVA I.; FERREIRA L., F. E.; TORRES S., V. 2003. Molluscicidal activity of crown of Christ (Euphorbia splendens var. hislopiij (Euphorbiaceae) latex submitted to pH variation Braz. Arch. Biol. Technol. 46(3).         [ Links ]

CORACHÁN, M. 1995. Schistosomiasis in travelers. J. Travel Med. 2: 1–3.         [ Links ]

DURAND, P.; YONG, M.; PERERA, G.; DUCREUX, A.; POINTIER J., P. 1998. Genetic evidence of two species in the Biomphalaria habanensis complex (Gastropoda. Planorbidae) from Cuba. Acta Tropica 71: 179–188        [ Links ]

FERRER J., R.; SANCHEZ, R.; PERERA, G.; YONG, M.; SÁNCHEZ, J. 1993. Estudios de la acción molusquicida en el laboratorio del maguey (Agave legrelliana), sobre Biomphalaria havanensis. Rev. Cub. Med. Trop.45: 118–121.         [ Links ]

GREENWALD, B. 2005. Schistosomiasis: implications for world travellers and healthcare providers. Gastroenterol. Nurs. 28: 203–207.         [ Links ]

GROBUSCH, M. P.; MUHLBERGER, N.; JELINEK, T.; BISOFFI, Z.; CORACHAN, M.; HARMS G 2003. Imported schistosomiasis in Europe: sentinel surveillance data from Trop. Net. Europ. J. Travel Med.10: 164–9.         [ Links ]

KLOOS, H.; McCULLOUGH F., S. 1981. Plant molluscicides: a review. In: WHO. Schisto Genova, WHO. 81–89.         [ Links ]

KLOOS, H.; McCULLOUGH F. 1987. Plant molluscicides. Published on behalf of the UNDP / World Bank /WHO Special Programme for Research and Training in Tropical Diseases. New York: John Wiley, 45–108.         [ Links ]

LLOP, A. 2001. Microbiología y Parasitología Médicas. Tomo III. Ciudad de La Habana: Editorial de Ciencias Médicas.         [ Links ]

MOTT K., E. 1987. Plant Molluscicides. UNDP/World Bank/WHO. Gran Bretaña:John Wiley & Sons LTD.         [ Links ]

PARAENSE, W. L. 2001. The schistosome vectors in the Americas. Mem. Inst. Oswaldo Cruz 96(Suppl.), 7–16.         [ Links ]

QUINTANA, M. 2007. Una enfermedad del desarrollo que amenaza a la Argentina. Ciencia Hoy [revista en Internet]. 2000 Abril/ Mayo [citado el 2 de febrero de 10(56):[aprox. 3 p.]. Disponible en: http://www.cienciahoy.org.ar/ln/hoy56/enfermedad.htm.         [ Links ]

RAYMOND, M. 1985.Presentation d'un programme basic d'analyse logprobit micro–ordinateur. Cah. Orstom. Entomol. Med. Parasitol. 23: 117–21.         [ Links ]

ROJAS R., L.; NÚÑEZ F., F. A.; ROBERTSON J., L. 2008. Cuban parasitology in review: a revolutionary triumph. Trends in Parasitology. 24(10).         [ Links ]

SI–MING, Z.; HONG, N.; BOWANG E., S.; LOKER C., M. A. 2009. Schistosomin from the snail Biomphalaria glabrata: Expression studies suggest no involvement in trematode–mediated castration. Molecular & Biochemical Parasitology 165: 79–86        [ Links ]

SOUZA C., P.; MENDES N., M.; ARAUJO, N.; KATZ, N. 1987. Actividade moluscicida do extracto butílico de Phytolacca dodecandra (Endod) sobre Biomphalaria glabrata. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 82: 345–349.         [ Links ]

TOYOTA, M.; MSONTHI, J. D.; HOSTTEMANN, K. 1990. A molluscicidal and antifungal triterpenoid saponin from the roots of Clerodendrum wildii. Phytochemistry, 29: 2849–51.         [ Links ]

WHO. 1983. Report of the Scientific Working Group on Plant Molluscicides. Geneva, World Health Organization (TDR/SCH–SWG, 4).         [ Links ]

YONG, M.; RODRÍGUEZ, M. 1994. Evaluación de la acción molusquicida de Agave legrelliana sobre Fossaria cubensis (Mollusca: Lymnaeidae), principal vector de Fascioliasis en Cuba. Parasitología al Día. 18: 46–50.         [ Links ]

YONG, M.; GUTIÉRREZ, A.; PERERA, G.; DURAND, P.; POINTIER J., P.; 2001. The Biomphalaria havanensis complex (Gastropoda: Planorbidae) in Cuba: a morphological and genetic study. Journal of Molluscan Studies, 67: 103–111.         [ Links ]