servicio social antonieta rosas ramírez
TRANSCRIPT
Universidad Autónoma Metropolitana
Unidad Iztapalapa
División de Ciencias Biológicas y de la Salud
Licenciatura en Hidrobiología
DETERMINACIÓN DE LA ACTIVIDAD ANTIBIÓTICA DE ALGUNOS
EXTRACTOS ALGALES
Alumna: María Antonieta Rosas Ramírez
Asesor: Dra. Graciela De Lara Isassi
Lug2r y fecha de realización del trabajo: Laboratorio de ficología Aplicada AS-202
Junio de 2003 enero de 2004
DETERMINACIÓN DE LA ACTIVIDAD ANTIBIÓTICA DE ALGUNOS
EXTRACTOS ALGALES
INTRODUCCIÓN
Las algas marinas producen una gran cantidad de compuestos que tienen un potencia
importante en la fabricación de diversos fármacos con propiedades antibióticas,
anticoagulantes, aglutinantes, antifúngicas, citotóxicas, antitumorales, entre otras. (De Lara-
lsassi y Álvarez Hernández, 1994). Algunas algas se han usado en medicina tradicional
para combatir diferentes padecimientos como males cardiacos, parasitosis, enfermedades
fúngicas, fiebre, sarna, diabetes, etc. (Martínez, 1991), y su utilización se ha continuado en
poblaciones de Asia, Europa y América del Sur.
Un gran número de investigadores a nivel mundial se han dedicado a investigar sobre la
presencia de metabolitos secundarios biológicamente activos de las macroalgas para así dar
una posible aplicación farmacológica. (Martínez, 1991).
El primer reporte que se tiene acerca de las propiedades antibióticas de las algas fue hecho
por Shirahaina en 1942, citado por Pratt et al. (1951), el cual aisló una sustancia de
Cystophyllum hakodatense que tuvo efectos inhibitorios del crecimiento de Lactobacillus
vulgaricus y L. helveticus. Pratt et al. (1951) encontraron que algunos extractos de algas
marinas solubles en éter inhibieron el crecimiento de Staphylococcus aureus, Escherichia
coli y Pseudomonas aeruginosa. Vacca y Walsh (1954), aislaron de Ascophyllum nodossum un
fenol con principio activo. De los extractos de rodófltas hechos por Chester y Scott, en 1956,
varios probaron tener efectos inhibidores.
Estos estudios son muy poco conocidos o han recibido poca atención, ya que la mayoría de
la investigación ficológica se han enfocado primordialmente en la taxonomía y de
distribución, por lo cual es de gran utilidad realizar este tipo de investigaciones para
enriquecer y aumentar el conocimiento, de los recursos algales marinos en nuestro país.
En la actualidad los estudios sobre la utilización de los recursos marinos, están abriendo
nuevas perspectivas en el campo de la hidrobiología. Las diferentes formas de vida marina
especialmente las algas se consideran como fuentes potenciales de agentes farmacológicos,
pues producen una gran variedad de sustancias con propiedades que pueden inhibir el
crecimiento de agentes patógenos. La presencia de estas sustancia pudieran explicarse,
debido a la necesidad por sobrevivir y así, aumentar su competitividad por el espacio en el
medio marino, dando lugar a sustancias con propiedades tóxicas, antimicrobianas o con
alguna otra actividad biológica (Lozano. 1988-, De Lara, 1991. Pesando- 1990). El estudio
de las algas a pesar de su gran diversidad y abundancia, han recibido poca atención en este
aspecto. En comparación con los más de 1,100 productos quimioterapéuticos obtenido de
organismos terrestres; los obtenidos de organismos marinos que tienen una amplia
distribución no pasan de una docena (Lozano, 1988).
La actividad antibiótica en algas marinas, no es la única razón por la que se les estudia,
precisamente estas sustancias son causa de interés farrnacológico hoy en día, ya que la
aparición de cepas bacterianas resistentes a los antibióticos convencionales, conjuntamente
al surgimiento de las enfermedades totalmente nuevas, refuerzan la necesidad de iniciar
estudios en la búsqueda de encontrar nuevas sustancias antimicrobianas o con alguna otra
actividad biológica que después de ser detectados, aislados e identificados permitan
complementar o sustituir los fárinacos ortodoxos (Lozano,1988).
La identificación de las propiedades antibióticas de las rnacroalgas se realiza de forma
sencilla a través de extractos. Estas pruebas simples permiten detectar especies útiles
como fuente alternativa de sustancias antimicrobianas, capaces de combatir la resistencia
de las bacterias a los antibióticos comerciales.
La antibiosis se ha interpretado como un factor ecológico que desempeña un papel
importante en el mantenimiento de un equilibrio ínterespecífico en el ambiente marino por
medio de la liberación de metabolitos que poseen la habilidad de inhibir a otros organismos
(Cruz, 1992).
La salud humana ha sido un punto muy importante para las investigaciones científicas y es
de gran importancia fomentar y intensificar las investigaciones en el área ficológica, la
cual ha hecho un gran trabajo donde se ha enfocado a obtener diversos compuestos tales
como antibacterianos (Rao y Parekh, 1981), antifúngicos (Moreau et al., 1984, 1988),
antivirales (Caccamese et al., 1980, Caccamese et al., 1981), antitumorales (Hodgson,
1984), anticoagulantes (Deacon et al., 1989), hemaglutininas (Fabregas et al., 1985),
lectinas (Sampaiao et al., 1998) y pigmentos (Aguilera et al., 2002) entre otros.
OBJETIVOS
Objetivo general:
> Determinar la presencia de sustancias con actividad antibacteriana en macroalgas colectadas en el
estado de Veracruz.
Objetivos particulares:
> Aprender las técnicas específicas para la recolección y preservación de algas.
> Identificación de las especies algales colectadas, a nivel de especie.
> Realizar técnicas para hacer extractos crudos.
> Realizar técnicas microbiológicas para el cultivo, siembra y mantenimiento de cepas bacterianas.
> Determinar el efecto antibiótico de los extractos algales.
> Establecer el grado de actividad antibacteriana de los diferentes extractos algales.
ÁREA DE ESTUDIO
El estado de Veracruz representa el 3.7% de la superficie del país. Se encuentra localizado en los
19° 20' latitud norte y los 96° 40' longitud oeste, con una altitud de 10 msnm. Veracruz colinda al
norte con Tamaulipas y el Golfo de México; al este con el Golfo de México, Tabasco y Chiapas; al
sur con Chiapas y Oaxaca; al oeste con Puebla, Hidalgo y San Luis Potosí.
La hidrografla de la zona ha sido analizada por Turner (1963), De la Lanza (1965) y Vega y Arenas
(1965), entre otros. Las masas de agua presentes pueden clasificarse en tres tipos: aguas oceánicas,
aguas costeras y aguas de mezcla. Las altas salinidades son aportadas por las aguas oceánicas con
valores de hasta 36ups, en superficie hasta 36.7ups a 20 m de profundidad, y por valores inferiores a
36ups propios de las aguas costeras que reciben aportes fluviales. A pesar de la desembocadura de
ríos importantes como el Jamapa y Papaloapan, no se ha observado variaciones significativas en la
salinidad de las áreas oceánicas.
Figura 1. Localidades de recolecta, La Mancha, Veracruz
La Mancha
La Mancha está localizada en el litoral del Golfo de México, se ubica entre los 19°34' y 19°36' de
latitud norte y 96°22' y 96°24' de longitud oeste. Situada al norte del puerto de Veracruz en el
municipio de Actopan, en el kilómetro 25 de la carretera José Cardel-Nautla (Contreras, 1993).
(Fig. 1)
La vegetación circundante es predominantemente agregada a selva baja subperennifolia, selva baja
caducifolia, vegetación de dunas costeras, selva baja perennifolia inundable, tular, ceibadal y
asociaciones de algas marinas macroscópicas epilíticas.
Playa Costa de Oro
Esta localidad se encuentra en el Puerto de Veracruz, en el municipio de Boca del Río, enfrente del
Hotel Mocambo. (Fig. l). La longitud de la localidad es de 100 metros y el ancho de 40 metros
aproximadamente.
Los datos climáticos del Centro de Prevención de Desastres del Golfo en Veracruz, Ver., consideran
el clima de la Mancha y Costa de Oro (Lot-Helgueras, 1971) como cálido, subhúmedo con lluvias
en verano que corresponden al tipo Aw (w)( i ) con una temperatura promedio anual de 25.7° C,
máxima de 29° C y una mínima de 22° C. El promedio de precipitación es de 1 100 a 1200 mm.
El esquema climático del área de Veracruz puede sintetizarse en dos épocas del año.
1. Época de nortes que abarca de septiembre hasta abril, con escasas precipitaciones con
temperatura baja y frecuentes invasiones de aire frío del norte, por cuya fuerza pueden ser,
desde vientos frescos hasta violentos y huracanados.
2. Época de lluvias, de mayo a agosto, que es un periodo cálido, caracterizado por
temperatura elevada, alta precipitación entre junio y agosto y vientos débiles del este que
soplan más menos permanentemente (Lot-Helgueras, 1971).
METODOLOGÍA
Las especies algales usadas en este estudio, fueron recolectadas en los meses de julio y
octubre del año 2000 y en los meses de abril y octubre del año 2001. En la Mancha y Costa
de Oro, el estado de Veracruz.
Considerando que las macroalgas marinas crecen adheridas a un sustrato sólido, se toma en
cuenta que las localidades de recolecta presentaron rocas de origen biogénico para la
Mancha y en el caso de Costa de Oro de origen sedimentarlo en las que puedan situarse las
algas. Destaca que el Golfo de México tiene pocas localidades rocosas. En el Caribe los
organismos poseen adaptaciones para fijarse en la arena gruesa, además de contar con una
gran zona arrecifal donde vive una alta diversidad de algas (Pedroche et al, 1993).
La necesidad del proyecto hizo que se efectuaran dos recolectas por año, considerando la
época de estiaje y la época de lluvias (De Lara- Isassi et al., 1989), teniendo en cuenta que
no siempre se encuentran las especies con la misma frecuencia como respuesta a un ciclo
anual de crecimiento y reproducción.
Las algas que crecen en la zona intermareal rocosa se recolectan manualmente, en
ocasiones se necesita de la ayuda de un cuchillo y espátula para poder arrancar desde la
base del alga (Pedroche et al., 1993), una vez tomada la muestra, se registraron en una
bitácora de trabajo los parámetros fisicoquímicos como salinidad y temperatura, las
muestras se separaron por géneros y/o especies colocándose en bolsas de plásticos
etiquetadas con los siguientes datos: localidad, fecha y un número asignado para poder ser
identificada la localidad de recolecta. Inmediatamente después de arrancar el alga se
escurre el material para quitar el exceso de agua; las bolsas se colocan en recipientes con
hielo seco aproximadamente a -20 °C, el material se congela para evitar su descomposición
y pérdida de las propiedades de los metabolitos, de esta forma son trasladadas al laboratorio
(Padmini et al., 1986).
Limpieza de material alga
En el laboratorio el material algas se descongela a temperatura ambiente y se limpia bajo el
microscopio de disección de epífitas, arena, organisamos y residuos que contengan las algas, se
enjuagan con agua corriente y el último enjuague se realiza con agua destilada, terminada esta tarea
las algas se vuelven a etiquetar y posteriormente se realizan las pruebas de actividad biológica.
Una parte de la muestra se fija con formol al 4% glicerinado y se guarda como material de
referencia.
Preparación de extractos
Para la realización de las pruebas antibióticas se preparan para cada especie tres tipos de extractos
uno acetónico, uno etanólico y otro acuoso. Para la obtención de cada uno de los extractos se
mezclan 30 gr de alga (peso húmedo) con 150 ml de solvente (acetona, alcohol o agua), y se tritura
en un mortero o en un mixer Waring con ciclos de 1 minuto obteniendo el extracto, posteriormente
se centrífuga a 3400 rpm durante un lapso de 20 minutos. Inmediatamente el sobrenadante se
deposita en una caja de Petri esterilizada donde se dejará evaporar a sequedad a temperatura
ambiente.
Los cristales obtenidos a temperatura ambiente se resuspenden en 4.5 ml del solvente, alcohol,
acetona o agua según el caso, (Sreenivasa y Parekh, 1981). El extracto recolectado se vacía en tubos
de Eppendorf de 1.5 ml estériles y etiquetados; los extractos pueden guardarse a -20°C y utilizarse a
la brevedad posible
Bioensayos de Actividad Biológica
Para probar la actividad biológica de los extractos, se usaron discos de papel filtro
Whatman No. 42 con un diárnetro de 6 mm esterilizados, los cuales se cargaron del
extracto algal en condiciones asépticas con ayuda de una micropipeta de 100 a 250ul.. Se
depositó en los filtros un volumen de 100ul de extracto algal poco a poco para que se
absorbiera, y posteriormente se dejaron secar (Duff, 1966). Cuando los filtros estuvieron
totalmente secos estos pueden mantenerse en refrigeración (- 20 °C) para su pronta
utilización.
Los bioensayos se hicieron en cajas de Petri desecharles de 100 X 15 mm a las que se le
agregaron aproximadamente 15 ml de medio (agar-soya tripticaseína) posteriormente se
inoculó la bacteria en el medio nutritivo (Chabbert,1963) en condiciones estériles en una
campana de flujo larninar y teniendo cuidado de no contaminar el equipo de trabajo. Todos
los extractos algales fueron probados en contra de seis cepas puras de bacterias (Tabla l).
Tabla 1. Cepas puras bacterianas usadas en los bioensayos.
Las pruebas se realizaron por triplicado en cajas de Petri sobre el medio nutritivo ya
solidificado, se colocaron tres filtros con el extracto, mas un filtro cargado con el solvente
de extracción como testigo.
Las cajas fueron incubadas a 37°C y se examinaron a las 24, 36 y 48 horas; midiendo los
halos de inhibición en mm, en aquellas que presentaron la actividad biológica (Chabbert,
1963). En ocasiones es necesario mantenerlas en un lapso de tiempo mayor, porque se ha
observado que pueden presentar resultados posteriores.
Mantenimiento de cepas puras.
Las cepas de microorganismos generalmente utilizados para análisis microbiológicos se
cultivan en medios artificiales. Un medio de cultivo generalmente se considera como un
sustrato que favorece el crecimiento de los organismos, por lo cual debe reunir las
características apropiadas, para el tipo de organismo de que se trate. Sin embargo, algunos
factores son comunes a cualquier tipo de medio de cultivo.
Los medios de cultivo preparados, listos para el uso tienen sólo un tiempo de conservación.
Cuando no se indique otra cosa, pueden contarse con un período de viabilidad de varios
meses, bajo condiciones adecuadas de conservación (Merck, 1982).
Para la elaboración de los medios de cultivo, así como cualquier material que éste en
contacto con las bacterias, tendrá que ser esterilizado como medida de precaución para
evitar su contaminación. El autoclave es el medio eficaz de esterilización para los medios
de cultivo, así como el material que se empleará para la siembra y mantenimiento de las
cepas bacterianas.
Una vez que se tiene la cepa pura de la bacteria con la cual se va a trabajar, y durante el
desarrollo de las pruebas se realizará réplicas con la finalidad de crear nuevos cultivos de
trabajo y así no utilizar las originales; se utilizan matraces Erlenmeyer de 150 ml con caldo
nutritivo para sembrar la bacteria, que se manejarán durante las pruebas antibióticas. Las
resiembras de las bacterias serán incubadas a 37°C, habitualmente se reconoce la presencia
de crecimiento bacteriano por el desarrollo de colonias sobre el medio sólido o de turbidez
en medio líquido. El tiempo necesario para que se produzca un crecimiento visible es una
variable importante, por que la mayoría de las bacterias sólo necesitan algunas horas para
producir un crecimiento visible.
Se hace una resiembra de las cepas bacterianas cada 30 días para evitar la contaminación de
las mismas, es necesario tener condiciones estériles ya que las bacterias son muy
susceptibles a cualquier tipo de contaminación ambiental.
ACTIVIDADES REALIZADAS
> Búsqueda bibliográfica
> Separación de muestras
> Limpieza de muestras
> Preparación de extractos
> Pruebas para la detección de actividad biológica
> Mantenimiento de cepas bacterianas
Análisis de resultados
> Elaboración de infonne final
OBJETIVOS Y METAS ALCANZADAS
El objetivo general fue alcanzado con éxito, a través de las pruebas especificas y se logró
comprobar la actividad antibacteriana de algunos extractos de macroalgas marinas del
estado de Veracruz.
Se realizaron las técnicas especificas para la recolección, así como su preservación
cubriéndose el primer objetivo.
Se cumplió el segundo objetivo ya que todas las muestras se identificaron a nivel de
especie, con ayuda del Laboratorio de Macroalgas Marinas del Departamento de
Hidrobiología. UAM-1
El tercer objetivo planteado se cumplió ya que se elaboraron los correspondientes extractos
para cada una de las muestras sin ninguna dificultad.
Se llevaron a cabo las técnicas microbiológicas para el estudio de la actividad
antimicrobiana, como también la conservación de las cepas bacterianas, la siembra y
cultivo de las cepas cubriendo exitosamente el objetivo cuatro.
Se realizaron las pruebas específicas para determinar el efecto antibiótico de los extractos
algales, cumpliendo así con el quinto objetivo. La actividad antibacteriana quedo
claramente demostrada mediante los halos de inhibición , comprobando que el efecto de la
inhibición no permite el crecimiento de las colonias bacterianas y esto se debe a las
sustancias que contiene el extracto. Así mismo se comprobó si existe una relación entre la
temporada de recolecta (secas y lluvias) de las muestras, con el efecto de la actividad
antibiótica.
RESULTADOS
De un total de 52 especies colectadas durante los años 2000 y 2001, 12 especies
corresponden a la División Chlorophyta, 8 especies a la División Phaeophyta
y 32 especies a la División Rhodophyta.
Se llevaron a cabo las pruebas antibióticas con los extractos algales de la localidad la
Mancha y Costa de Oro de los ejemplares colectados en julio y octubre del año 2000, las
muestras procesadas fueron 22 especies, 5 especies de la División de Chlorophyta, 4
especies de la División Phaeophyta y 13 especies de la División Rhodophyta.
La Tabla 2 muestra la actividad antibiótica de los extractos algales acetónicos, etanólicos y
acuosos. Se observó que los extractos de Caulerpa racemosa, Cymopolia barbeta, Ulva
lactuca, Dictyopteris delicatula, Padina boergesenii, Amasia multifida, Digenea simplex,
Gracilaria caudata, Gracilaria cervicornis, Grateloupia filicina, Laurencia poitei y
Prionitis ptetocladina presentaron una respuesta antibiótico en contra de Staphylococeus
aureus, Bacillus subtilis y/o Mierococeus luteus. Solo cinco especies produjeron halos de
inhibición de moderada actividad antibiótica, con un diámetro de 11 a 12 mm (Tabla 2). En
las seis especies algales restantes se presentaron halos de inhibición de menor diámetro de 7
a 9 mm. Los extractos acuosos fueron los que presentaron menor actividad en contra de
alguna cepa bacteriana, siendo solo Ulva lactuca, Amasia multifida y Gracilaria
cervicornis las que produjeron una respuesta en contra de las bacterias S. aureus y B.
subtilis. El extracto acuoso de G. cervicornis produjó un halo de inhibición de 11 mm. en
contra de B. subtilis.
En las pruebas efectuadas se observó que sólo Cymopolia barbeta mostró tener mayor
actividad que las demás especies, además de ser notable la respuesta antibiótico con los
extractos acetónicos y etanólicos en contra de tres de las seis cepas bacterianas; también se
observó un halo de inhibición mayor a 13 mm de diámetro contra Bacillus subtilis con el
extracto acetónico.
Las especies Caulerpa racemosa y Dictyopteris delicatula fueron las que podujeron el
mayor halo de inhibición con 12 mm de diámetro en extracto etanólico, Caulerpa racemosa
contra de Staphylococcus aureus y D. delicatula contra B.subtilis (Tabla 2).
No se reportan resultados con las cepas bacterianas (grain - ), Escherichia col¡,
Pseudomonas aeruginosa y Enterobacter aerogenes, debido a que ninguna fue sensible a la
acción de los extractos algales.
De las muestra álgales recolectadas en el mes de octubre del 2000, Cymopolia barbata una
vez más fue la que produjo mayor respuesta antibiótica inhibiendo el crecimiento de
Staphylococcus aureus en extracto acetónico y etanólico y con el extracto etanólico a
Micrococcus luteus, esto es interesante ya que no varió la actividad antibiótico de los
extractos obtenidos de esta especie de las muestras recolectadas en el mismo año.
Los extractos acetónicos y etanólicos de Gracilaria caudata inhibieron tres de las seis
cepas bacterianas las cuales fueron: S. aureus, B. subtilis y Micrococcus luteus, además de
registrarse el mayor halo de inhibición con 13 mm de diámetro en el extracto acetónico en
está alga contra B. subtilis; de igual manera se observó que Caulerpa sertularioides,
Cladophora prolifera y Gracilaria cervicornis presentaron una moderada actividad
antibiótica con unos halos de inhibición de 8 a 1 1 mm de diámetro contra las cepas
bacterianas S. aureus, B. subtilis y M. luteus.
De las muestras colectadas en Costa de Oro Gracilaria cervicornis fue la única que
presentó actividad, y su actividad fue alta ya que inhibió a tres de seis cepas bacterianas: S.
aureus, B. subtilis, con extractos acetónicos y etanólicos; para el caso de M. luteus solo
presentó actividad con extracto acetónico.
Los extractos acuosos no presentaron actividad en contra de las cepas bacterianas
Escherichia col¡, Pseudomonas aeruginosa y Enterobacter aerogenes.
Con las 20 muestras colectadas en los meses de abril y octubre del 2001 en la Mancha y
Costa de Oro; se hicieron los extractos y las pruebas de actividad biologica, las muestras
procesadas fueron 5 especies de la División de Chlorophyta, 4 especies de la División
Phaeophyta y 11 de la División Rhodophyta.
Se detectaron tres especies activas colectadas en la Mancha: Colpomenia sinuosa que
presentó un halo de inhibición contra B. subtilis en extracto acetónico y etanólico;
Cymopolia barbata y Gracilaria cervicornis que produjeron halos de inhibición contra S.
aureus con extracto acetónico y etanólico. El extracto de Gracilaria cervicornis produjó un
halo de inhibición de 16 mm de diámetro contra S. aureus en extracto acetónico. (Fig.2)
La única especie que presentó actividad antibiótica en su extracto acuosos fue: Laurencia
obtusa contra Micrococcus luteus y contra Enterobacter aerogenes. (Tabla 4)
Figura 2. Fotografía de halo de inhibición de 16 mm. Gracilaria cervicornis
Para el caso de las muestras colectadas en Costa de Oro, Cymopolia barbeta presentó una
gran actividad antibiótica ya que inhibió el crecimiento de S. aureus, con los tres extractos:
acetónico, etanólico y acuoso, también el extracto acuoso produjo un halo de inhibición
contra Pseudornonas aeruginosa.
Se observó que Acanthophora spicifera, Gracilaria caudata y Galaxaura obtusa inhibieron
el crecimiento S. aureus, con el extracto acetónico y con el extracto etanólico solo
Gracilaria caudata y Galaxaura obtusa. Los extractos acetónicos y etanólicos de
Acanthophora spicifera y Galaxaura obtusa
presentaron actividad en contra de B. subtilis.
La especie que presentó mayor actividad colectada en Costa de Oro fue Galaxaura obtusa
ya que los tres extractos: acetónico, etanólico y acuoso, fueron activos contra S. aureus y B.
subtilis, registrándose halos de inhibición de 14 mm de diámetro; seguido de la especie
Cymopolia barbata que inhibió a
S. aureus, con los tres tipo de extractos; así como extracto acuoso inhibió a P. aeruginosa;
por último el extracto acetónico a B. subtilis
(Tabla 4). También es importante señalar que la especie Centroceras clavulatum, presentó
actividad en contra de E. aerogenes, en extracto etanólico en extracto acetónico y en contra
P. aeruginosa (Tabla 5).
Cabe mencionar que Gracilaria caudata fue la que produjó el mayor halo de inhibición que
fue de 16 mm de diámetro (Fig.3) contra B. subtilis en extracto acetónico, y es la primera
vez que se reporta actividad en esta especie.
Figura 3. Diámetro obtenido en las pruebas de inhibición
En el mes de octubre de 2001 solo se colectaron tres especies de la División de Chiorophyta
y cinco de la División Rhodophyta. Los extractos de Caulerpa sertularioides, Uva lactuca,
Gracilaria caudata y Gracilaria mammillaris, registraron una moderada actividad
antibiótica ya que solo presentaron halos de inhibición de regular tamaño entre los 7 y 9
mm. de diámetro siendo el halo más grande el producido por Gracilaria caudata con un
diámetro de 12 mm en extracto acetónico contra S. aurcus. Caulerpa sertularioides, Uva
faciata y Gracilaria caudata registraron actividad en sus extracto acetónico y etanólico
contra S. aureus. El extacto acetónico de Ulva faciata fue la único que tuvo actividad en
contra de B. subtilis. El extracto etanólico de Gracilaria mammillaris fue el único que
produjo un halo de inhibición contra de M. luteus.
Tabla 4. Extractos que produjeron inhibición del crecimiento bacteriano contra gram negativas 2001.
Tabla 2. Resultados de las pruebas antimicrobianas con las algas colectadas en el año 2000.
Tabla 3. Resultados de las pruebas antimicrobianas con las algas colectadas en el año 2001.
DISCUSIÓN
Se ha demostrado en gran medida que los extractos algales, tienen efectos inhibitorios sobre el
crecimiento de un gran número de bacterias gram positivas y gram negativas. Así mismo, se ha
demostrado que los extractos elaborados con solventes lipofílicos resultan ser más efectivos para
demostrar dicha actividad biológica (Rao et al., 1988).
La actividad antibacteriana de los extractos algales activos no fue la misma con los tres tipos de
solventes usados, presentando los extractos acetónicos el mayor número de casos con actividad, en
segundo lugar están los extractos etanólicos y en tercero los acuosos. De Lara- Isassi (1991) cree
que esto pueda deberse a que el residuo algas es poco soluble en agua, ya que algunos extracto
algales sí presentan actividad en otro tipo de solventes; en este trabajo se observó coincidencia con
los resultados de la autora, ya que casi todos los extractos algales acetónicos y etanólicos
presentaron actividad; solamente se obtuvieron unos casos aislados de actividad antibiótico con los
extractos acuosos y esto puede observarse en las tablas 2, 3 y 4. Es importante señalar que por
primera vez se reporta actividad con el extracto acuoso de Gracilaria cervicornis.
Karl-Gunnar y Srivastava (1987) demostraron en una investigación que los solventes orgánicos
mostraron una eficiencia similar a la encontrada en este estudio para extraer los compuestos
antimicrobianos de las algas mientras que la extracción con agua resultó menos eficiente. Los
resultados de la extracción con solventes de diferentes polaridades sugieren que los compuestos
algales responsables de la actividad antibacterial son lipofilicos.
En la investigación hecha por Rao y Parekh, 1981 se encontró que Staphylococcus aureus y Bacillus
subtilis son más susceptibles a la acción inhibitorio de los extractos algales que otras cepas
bacterianas, encontrando también que los extractos crudos de la mayoría de las algas no tuvieron
actividad en contra de las bacterias gram negativas. De igual manera, Allen y Dawson (1960),
reportaron que los extractos algales fueron activos contra bacterias gram positivas pero inactivos
contra cepas gram negativas, por lo cual coincide en términos generales con los resultados
encotrados en este trabajo.
Diferentes fracciones obtenidas de extractos algales fueron probadas por Parekh et al.
(1984), quienes reportaron que tanto la porción lipofilica como la hidrofilica fueron activas
contra varios organismos gram positivos y gram negativos.
Padmakumar y Ayyakkannu (1997) revelaron que Staphylococcus aureus es el organismo
más susceptible y Pseudomona aeruginosa fue el organismo más resistente a la acción
inhibitorio de los extractos algales probados, Karl-Gunnar y Srivastava (1987) han
encontrado que Micrococcus luteus es mas susceptible a la acción de los extractos que
Bacillus subtilis y este más susceptible que S. aureus.
Sin embargo los resultados obtenidos en este trabajo coinciden con Padmakwnar y
Ayyakkannu (1 997) ya que la bacteria más susceptible fue S. aureus, seguido de B. subtilis
y por último M. luteus, lo cual es totalmente contrario a lo obtenido por los autores Karl-
Gunnar y Srivastava (1 987).
Se corroboró que S. aureus es totalmente sensible a los metabolitos algales lo cual coincide
con los resultados de otros autores (Burkholder et al., 1960; Padma et aL, 1984; Ballantine
et al., 1987).
Con respecto a la diferencia de la actividad inhibitorio de los extractos contra bacterias
gram positivas y gram negativas, Lustigam y Brown (1 99 l), establecen que probablemente
es debida a las diferencias estructurales de la pared celular, que es más compleja en las
bacterias gram negativas causando un decrernento en la susceptibilidad a substancias
antimicrobianas. Asimismo se observó en este estudio que para la cepa bacteriana gram
negativa Escherichia col¡ no se reportó ningún resultado, es decir ningún extracto inhibió
su crecimiento, y esto es semejante a los resultados obtenidos por Lustigam y Brown
(1991) y De Lara-lsassi et al., (1999) encontrando además, que no todas las especies dentro
de un mismo género muestran igual actividad, lo cual concuerdan con los resultados
que se han obtenido en este estudio.
La actividad antibiótica que mostró Cymopolia barbeta fue notable y solamente
Gracilaria caudata superó su acción antibactetiana. Es la primera vez que se reporta
resultados inhibitorios, seria de gran importancia realizar más estudios relacionados a esta
macroalga ya que representa una fuente potencial de metabolitos antibacterianos.
Una explicación de la actividad de Cymopolia barbata podría ser que contiene el
compuesto aromático llamado cimopol. Además puede ser que presenta actividad
antibacterial por el antibiótico de amplio espectro que contiene llamado sarganina.
(Martínez, 1991). Para el caso de Gracilaria caudata no existen reportes algunos donde se
registre actividad antibiótico de la especie.
Con respecto a la variación estacional en la actividad antimicrobiana, se observó que
Cymopolia barbeta y Gracilaria caudata presentaron actividad en las dos épocas del año;
además se observó que en época de secas se obtuvo una mayor actividad que en época de
lluvias; cabe mencionar que algunas muestras algales que se recolectaron en las dos épocas
del año no presentaron actividad antimicrobiana. Así mismo se observó que todas las
especies mostraron tener una variación estacional en la actividad antibiótico, ya que los
talos colectados durante la época de secas presentaron una actividad mayor, que las
muestras de la época de lluvias.
Se ha observado que en otros organismos marinos como las esponjas y las ascidias, a
mayor temperatura se increínenta la actividad antimicrobiana de sus compuestos
Lozano(1988), en este trabajo se observó algo similar para las algas. Esto quizás explica el
comportamiento de la actividad antimicrobiana, por que en el momento de la colecta se
registraron temperaturas diferentes, para el mes de octubre de 27°C y en abril de 32°C en
temporada de secas.
Los resultados nos muestran claramente un aumento de la actividad antimicrobiana hacia
los meses cálidos (secas) y lo mismo sucede si se observa los diámetros de los halos de
inhibición, esto seiíala de forma general un incremento de la intensidad de la actividad
antimicrobiana en la estación cálida. Se nota que la actividad antimicrobiana de los
extractos de las algas colectadas en la temporada cálida es mayor en contra las bacterias
gram positivas. La misma situación se reporta con las esponjas y ascidias en el estudio de
Lozano (1988), además el porcentaje de esponjas sin ningún tipo de actividad fue más alto
en la temporada fría.
Un porcentaje de los extractos algales se reportó sin actividad antimicrobiana y este
fenómeno fue más alto en la época de lluvias y esto quizás se deba a que en el momento de
la recolecta era la época donde se presentaba el pico más alto de lluvias, según Contreras y
Castañeda (1993) la temporada fuerte de lluvias es septiembre y octubre, fechas en las que
se acerca el invierno además de la influencia de los "nortes" además de un enfriamiento en
el ambiente.
El significado de la presencia de este tipo de sustancias antimierobianas, posiblemente sirva
como control de las bacterias epífltas principalmente en la época en que aparecen las
estructuras reproductoras, también se cree que esta actividad antibacteriana está asociada
posiblemente a otro tipo de factores, tales como la herviboría o la competencia (De Lara et
al, 1989).
De igual manera sería de gran importancia poder corroborar lo que se informó en este
estudio y profundizar el estudio de la variación estacional en las macroalgas, realizando una
investigación cuya finalidad sea la recolecta de algas en los picos mas altos de secas y
lluvias, para así confirmar que existe diferencias en la actividad antibiótica de las
macroalgas.
CONCLUSIONES
El 61% de las especies estudiadas presentó actividad en contra de cuando menos una de las cepas de
bacterias usadas. El 48% de las especies probadas tuvieron actividad contra S. aurcus. El 30% de
las especies probadas tuvieron actividad contra B. subtilis y el 25 % de las especies procesadas
mostró actividad contra ambas cepas bacterianas
Los resultados muestran que los extractos hechos con acetona y alcohol etílico fueron los que
presentaron mayor actividad y son los que contienen compuestos lipofilicos; los extractos acuosos
fueron los que presentaron menor actividad, siendo solo seis extracto los que presentaron actividad
Las bacterias gram positivas resultaron ser las más sensibles a la actividad antibiótico en
comparación de las gram negativas. La especie bacteriana más susceptible a la acción los extractos
algales de este estudio fué S. acureus y la especie bacteriana que no presentó ningún tipo de
inhibición en su crecimiento en los extractos fue E. Coli.
El extracto de Gracilaria caudata y Cymopolia barbeta (ambas recolectadas en la Mancha y Costa
de Oro), resultaron ser los extractos más activo ya que fueron las únicas que inhibieron el
crecimiento bacteriano de al menos un extracto de cuatro cepas bacterianas.
De las 32 muestras que se recolectaron el la Mancha solo siete no presentaron actividad
antibacteriana, esto representa que el 21% de no activas y en la localidad de Costa de Oro se
recolectaron 20 especies de las cuales nueve (21%) no presentaron actividad. Así mismo se observó
que la mayor actividad que se registro fue en época de secas y la menor actividad en época de
lluvias.
Debido a que el 61% de los extractos algales probados resultaron tener actividad antibiótico contra
cepas bacterianas, las cuales pueden afectan a la salud humana, considero de gran importancia
fomentar e intensificar las investigaciones en esta área de ficología aplicada, para explotar el
potencial antibiótico de las microalgas marinas.
LITERATURA CITADA
Aguilera, J., K. Bischof, U. Karsten, D. Hanelt, y C. Wiencke. 2002. Seasonal variation in
ecophysiological patterns in macroalgae from an Artic fjord II. Pigment accumulation and
biochemical defence systems againt hih light stress. Marine Biology 140: 1087-1095.
Allen, M. y Dawson, E. 1960. Production of antibacterial sustances by benthic tropical marine
algae. Journal of bacteriology 79: 454-460.
Amade, P., D. Pesado y Chevolot. 1982. Antimicrobial Activities of Marine Sponges
from French Polynesia and Brittany. Marine Biology 70: 223-228.
Ballantine, D. L., W. H. Gerwick., S. M. Velez, E. Alexander y P. Guevara, 1987.
Antibiotic activity of lipid-soluble extracts from Caribbean marine algae.
Hydrobiologia 116/117: 463-469.
Burkholder, P. R., L. M. Burkholder y L. R. Almodóvar. 1960. Antibiotic activity of
some marine algae of Puerto Rico. Botanica Marina 23: 285-288.
Caccamese, S., Azzolina, R., G. Furnari, M. Cormaci y W. Grasso, 1980. Antimicrobial
and antiviral activities of extracts from Mediterranean algae. Botanica Marina 23: 285-
288.
Caccamese, S., Azzolina, R., G. Fumar¡, M. Cormaci y S. Grasso , 1981. Antimicrobial and
antiviral activities of some marine algae from Mediterrancan algae. Botanica Marina 24:
365- 367.
Contreras, E. F. y Castañeda, L. O. 1993. Serie: Bibliografia comentada sobre Ecosisternas
Costeros Mexicanos. Vol. 111 : Golfo de México 1. CONABIO/UAM-
I/CDELM. (3): 309-345.
Chabbert, Y.A., 1963. L' antibiogramme. Coll. " Techniques de base ". Ed. Tourelle. Saint
Mandé. 257 p.
Chester, C. G. y J. A. Scott. 1956. The production of antibiotic substances by seaweeds.
In: ( T. Braarud and N.A. Sorenssen, Eds.) Second. Int. Seaweeds Symp. Pergamoon, New
York. 49-53 pp.
Cruz, S. F. 1992. Las esponjas marinas como fuente de sustancias antimicrobianas. Ciencias
43: 429-435.
De La Lanza, E.G., 1965. Estudio preliminar de algunos factores físicos y químicos de las
aguas costeras de Veracruz, Ver. Tes. Prof. Fac. Quim., UNAM. 160 pp.
De Lara-lsassi, G., A. Sobrino, C. Lozano, E. Ponce y K. Dreckman. 1989. Evaluación de
la actividad antibiótico de las macroalgas de las costas de Michoacán, México. Bol. Inst.
Oceanogr. Venezuela. Univ. Oriente, 28 (1-2): 99-104,
De Lara-lsassi, G. 1991. Propiedades antibióticas de algunas especies de algas marinas
bentónicas. Hidrobiológica. 1(2):21-27.
De Lara- Isassi, G. y S. Álvarez-Hernández. 1994. Actividad biológica de las macroalgas
marinas mexicanos. Rev. Soc. Mex. Hist Nat., 45: 51-60
De Lara-lsassi , G., S. H. Álvarez-Hernández, C. Lozano-Rarnírez y N. Hemández- Soto,
1999. Nuevas adiciones al conocimiento de la actividad antibiótico de macroalgas marinas
mexicanos. Hidrobiológica 9 (2): 159-169.
Deacon, S. R. A., Lee, P. y D. J. Rogers, 1989. Anticoagulant activity in extracts of British
Marine Algae. Botanica Marina 28(8): 333-336.
Duff, D. C. B., D. L. Bruce y N.J. Antia. 1966. The antibacterial activity of marine
planktonic algae. Canadian Journal of Microbiology 12 (5): 877-884.
Fabregas, J., Llovo, J., y A. Muñoz, 1985. Hemagglutinins in rec seaweeds. Botanica
Marina 28 (12): 517-520.
Hodgson, L.M., 1984. Antimicrobial and antineoplastic activity in some South Florida
seaweeds. Botanica Marina 27: 3 87-390.
Karl-Gunnar, R. y L. M. Srivastava. 1987. Fatty acud as antimicrobial substances in brown
algae. Hidrobiología (151/152): 471-475.
Lot-Helgueras, 1971. Estudio sobre fanerógamas marinas en las cercanías de Veracruz,
Ver. An. In. Biol.. UNAM., Ser. Bot. 1: 1-48.
Lozano, R. C. 1988. Determinación de las propiedades antimicrobianas e ictiotóxicas de
esponjas y ascidias del Golfo de California y Caribe Mexicano. TESIS. Fac. Cienc. UNAM.
México.
Lustingam, B. y Brown, C., 1991. Antibiotic production by marine algae isolated from the
New York/ New Jersey coast. Bull. Environ. Contam. Toxicol 46: 329-335.
Martínez, L. S., 1991. Algas marinas de aplicación fannacéutica 1. Publicaciones
Biológicas. F.C.BIU.A.N.L. 5(2): 81-88.
Merck. 1982. Manual de Medios de cultivo. Frankfurter Strasse 250 D-6100 Darmstadt 1.
Alemania.
Moreau, J., Pesando, D. Bernard, B. Carrain y J.C. Pionnat, 1988. Seasonal variations in
the production of antifungal substances by some dictyotales (brown algae) from the french
Mediterranean coast. Hydrobiologia 162: 157-162.
Moreau, J., Pesando, D. y B. Carram, 1984. Antifungal and antibacterial sereening of
dictyotales from the french Mediterranean coast. Hydrobiologia 116/117: 521-524.
Nigrelli F. R., Stempien F. M., J. R, Ruggieri D. G., Liguori R. V. y Jack T. C. 1967.
Substances of potential biomedical importance from marine organisms. Federation
Proceedings 26(4): 1197-1205 pp.
Padma, S. V., V. Lakshimi, H. Polasa, V. Santhosh, C. H. Prasad Rao y G.
Srimannarayana, 1984. Biological activity of some marine algal extract. Indian
Journal ofmarine Sciences 13: 90-91.
Padmakumar, K. y Ayyakkannu, K, 1997. Seasonal variation of antibacterial and activities
of the extracts of marine algac from southem coasts of India. Botanica
Marina, 40: 507-515.
Padmini, S. R. P., P. Sreenivasa y S. M. Karmarkar. 1986. Biological investigations of Genus
Sargassum. Antifungal activity of crude extracts of different species of
Sargassum (Phaeophyceae). Seaweed Res. Untlin. 9: 25-29.
Parekh, K. S., H. H. Parekh and P. S. Rao , 1984. Antibacterial activity of Indian
seaweeds. Phykos. 23: 216-221
Pedroche, F., K. Dreckmann, A. Senties y R. Margain-Hemandez. 1993. Diversidad algal
en México. Rev. Soc. Mex. De Hist. Nat., No. Esp. XLIV: 69-92.
Pesando, D. y B. Caram. 1984. Screcning of marine algac from the firench Mediterranean
coast for antibacterial and antifungal activity. Botanica Marina 27: 381-386.
Pesando, D. 1990. Antibacterial and antifungal activities of marine algac. Introduction to
applied Phycology. 3-26 pp
Pratt, R. Mautner, H., Gardner, G. M., Y¡-hsien, S. y Dufrenoy, J., 1951. Report on antibiotic
activity of seaweed extracts. J. Amer. Pharm. Assoe. SCT Ed. 40: 575- 579.
Prescott, L. M., Harley, J. P. y D. A. Klein. 1999. Microbiología. Edi. McGraw-Hill.
Interamericana. 4ta. Edición. España.
Rao, P. P. S., P. Srecnivasa-Rao y S. M. Karrnarkar, 1988. Antibacterial activity from India species
of Sargassum. Botanica Marina. 31: 295-298.
Sampaiao, A. H., Rogers and C. J. Barwell, 1998. Isolation and characterization of the lectin from
the green marine alga Ulva lactuca. Botanica Marina 41(4): 427-434.
Sreenivasa, P. P., P. Sreenivasa, y S.M. Karmarkar. 1988. Antibacterial Activity from Indian
Species of Sargassum. Botanica Marina. 31: 295-298.
Sreenivasa-Rao, P. y K. S. Parekh, 1981. Antibacterial activity of indian seaweeds extracts.
Botanica Marina 24: 557-582.
Turner, K., 1963. Notas preliminares sobre la flora marina de la isla de Sacrificios, Veracruz., Res.
11 Congr. Mex. Bot. San Luis Potosí, México. 47 pp.
Vacca, D. and R. Walsh, 1954. The antibacterial extract obtained from Ascophyllum nodosum.
Journal of America Pharmacology Association, Scientific Edition. 43: 24-26.
Vázquez, B. A. 1993. Bibliografla comentada sobre ecosisternas costeros mexicanos. Vol,
111 Golfo de México. CONABIO/UAM
Vega, R. F. y Arenas, F. 1965. Resultados preliminares sobre la distribución de plancton y
datos hidrográficos del arrecife "La Blanquilla", Ver. An. Inst. Biol.. UNAM 36 (1-2): 53-
59.