LAS CUCURBITÁCEASIMPORTANCIA ECONÓMICA, BIOQUÍMICA Y MEDICINAL

AHMED M. SALAMA

© Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Departamento de Farmacia

ISBN: 958-701-738-2

Diseño y diagramación: Andrea Kratzer M. andreakratzer@yahoo.com

Catalogación en la publicación Universidad Nacional de Colombia

Salama, Ahmed Mohamed, 1944-

Las cucurbitáceas : importancia económica, bioquímica y medicinal / Ahmed M. Salama. – Bogotá: Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ciencias, 2006

198 p. : il., fotos, planos

ISBN : 958-701-738-2

1. Cucurbitaceae 2. Plantas medicinales 3. Productos naturales

CDD-21 583.63 / 2006

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Ahmed M. Salama

AGRADECIMIENTOS

Al terminar esta obra quiero agradecer a Dios, ante todo, por concederme la vida, la salud y la lucidez que me han acompañado siempre.

A mi madre, por su infinito amor; a Gloria, a Shireen, a mi familia y a mis amigos, por las constantes voces de aliento que me ofrecieron.

Al profesor Fabio González, del Instituto de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, por las fuentes biblio-gráficas que me proporcionó y por su valioso estímulo para seguir adelante en mi propósito.

Al licenciado Luis Eduardo Méndez, por su desinteresada ayuda en la revisión ortográfica y la corrección de estilo.

Al profesor Javier Rincón Velandia, del Depar-tamento de Farmacia, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, por su generosa y volun-taria presentación del libro.

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ÍNDICE DE CONTENIDOPrólogo ....................................................................................................... 15

IntroducciónLas plantas y el ser humano .................................................................... 19Objetivos y metodología de la obra ........................................................ 21

Capítulo 1 Las cucurbitáceas .................................................................................... 251.1 Características morfológicas ............................................................. 28 Morfología de flores, frutos y semillas ............................................ 29 Anatomía del tallo .......................................................................... 32 Anatomía de las hojas ..................................................................... 321.2 Clasificación taxonómica .................................................................. 331.3 Importancia económica .................................................................... 37 Cultivo, producción y exportación de cucurbitáceas .................... 421.4 Importancia bioquímica y usos medicinales .................................... 47

Capítulo 2 2.1 Las cucurbitacinas .............................................................................. 52 2.1.1 Determinación de las estructuras químicas .............................. 52 2.1.2 Biosíntesis .............................................................................. 54 2.1.3 Fuentes naturales y estructuras químicas ................................. 55 2.1.4 Aislamiento e identificación ................................................... 100 2.1.5 Propiedad biológica .............................................................. 102 Propiedades citotóxica y antitumoral ......................................... 102 Prop. antimicrobiana, fungicida, analgésica y antiinflamatoria .... 106 Propiedad insecticida ............................................................... 108 Propiedad antigiberelínica ........................................................ 1092.2 Otros constituyentes químicos ..................................................... 109 2.2.1 Triterpenos pentacíclicos ................................................... 109 2.2.2 Esteroles, ácidos grasos, flavonoides y saponinas .................. 110 2.2.3 29-nor-cucurbitacinas .......................................................... 111

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Las cucurbitáceas: importancia económica, bioquímica y medicinal

Capítulo 3 Especies destacadas de la familia Cucurbitaceae .................................. 113

3.1 Ahuyama (Cucurbita maxima) ..................................................... 113 Partes usadas Hábitat Descripción botánica Principios activos Propiedades farmacológicas y usos medicinales

3.2 Balsamina (Momordica charantia) ................................................ 116 Partes usadas Hábitat Descripción botánica Principios activos Propiedades farmacológicas y usos medicinales

3.3 Calabaza (Cucurbita pepo) ............................................................ 119 Partes usadas Hábitat Descripción botánica Principios activos Propiedades farmacológicas y usos medicinales

3.4 Guatila (Sechium edule) ................................................................ 121 Partes usadas Hábitat Descripción botánica Principios activos Propiedades farmacológicas y usos medicinales

3.5 Tayuya (Cayaponia tayuya) .......................................................... 123 Partes usadas Hábitat Descripción botánica Principios activos Propiedades farmacológicas y usos medicinales

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3.6 Sandía (Citrullus lanatus) .............................................................. 125 Partes usadas Hábitat Descripción botánica Principios activos Propiedades farmacológicas y usos medicinales

3.7 Melón .............................................................................................. 127

3.7.1 Melón cantaloup (Cucumis cantalupensis) ................................ 127 Partes usadas Hábitat Descripción botánica

3.7.2 Melón dudaim (Cucumis dudaim) ............................................. 128 Partes usadas Hábitat Descripción botánica

3.7.3 Honey dew melon (Cucumis melo variedad inodorus) ............. 128 Partes usadas Descripción botánica

3.7.4 Serpent Melon (Cucumis flexuosum) ......................................... 129

3.7.5 Melón común (Cucumis melo) ................................................... 129 Partes usadas Hábitat Descripción botánica Principios activos del melón Propiedades farmacológicas y usos medicinales

3.8 Cohombro (Cucumis sativus) ....................................................... 130 Partes usadas Hábitat Descripción botánica Principios activos Propiedades farmacológicas y usos medicinales

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Las cucurbitáceas: importancia económica, bioquímica y medicinal

3.9 Cohombro chino (Trichosanthes kirilowii) .................................. 132 Partes usadas Hábitat Principios activos Propiedades farmacológicas y usos medicinales

3.10 Brionia (Bryonia dioica Jacq.) ..................................................... 134 Hábitat Descripción botánica Principios activos Propiedades farmacológicas y usos medicinales

Capítulo 4 Las cucurbitáceas colombianas ............................................................ 136

4.1 Anguria N. J. Jacquin ...................................................................... 138 Anguria grandiflora Cogn.

4.2 Calycophysum Karsten & Triana .................................................... 139 Calycophysum pedunculatum Karsten & Triana

4.3 Cayaponia Manso .......................................................................... 140 Cayaponia buraeavii Cogn. Cayaponia cf. coriacea Cogn. Cayaponia glandulosa (Poepp. & Endl.) Cogn. Cayaponia pedata Cogn. Cayaponia ophthalmica Schultes Cayaponia simplicifolia (Nuadin) Cogn. Cayaponia triangularis (Cogn.) Cogn. Cayaponia cf. tubulosa Cogn.

4.4 Citrullus Eckl. & Zeyh. ................................................................... 143 Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai

4.5 Cucumis L. ...................................................................................... 144 Cucumis anguria L. Cucumis dipsaceus Ehrenb. Ex Spach Cucumis melo L. Cucumis sativus L.

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4.6 Cucurbita L. .................................................................................... 148 Cucurbita ficifolia Bouché, Verh. Cucurbita maxima Duch. Ex Lam. Cucurbita moschata (Duchesne ex Lam.) Duchesne ex Poir. Cucurbita pepo L.

4.7 Cyclanthera Schrader ..................................................................... 152 Cyclanthera brachybotrys (Poepp. & Ende.) Cogn. Cyclanthera brachystachya (Ser.) Cogn. Cyclanthera pedata (L.) Schrad. Cyclanthera cordifolia Cogn. Cyclanthera leptostachya Cogn. Cyclanthera multifoliola Cogn. Cyclanthera quinquelobata (Vell.) Cogn. Cyclanthera tenuisepala Cogn. Cyclanthera trianaei Cogn.

4.8 Elateriopsis Ernst ........................................................................... 156 Elateriopsis öerstedii (Cogn.) Pittier

4.9 Elaterium Jacq. ............................................................................... 156 Elaterium trianaei Cogn. Cour.

4.10 Fevillea L. ...................................................................................... 157 Fevillea cordifolia L.

4.11 Gurania (Schlecht.) Cogn. ........................................................... 158 Gurania spinulosa (Poepp. & Endl.) Cogn.

4.12 Luffa Millar ................................................................................... 160 Luffa acutangula (L.) Roxb. Luffa cylindrica (L.) Roemer Luffa operculata (L.) Cogn.

4.13 Melothria L. .................................................................................. 163 Melothria guadalupensis (Spreng.) Cogn. Melothria trilobata Cogn. Melothria warmingii Cogn.

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Las cucurbitáceas: importancia económica, bioquímica y medicinal

4.14 Momordica L. ............................................................................... 165 Momordica charantia L.

4.15 Psiguria Arn. in Hook. .................................................................. 166 Psiguria triphylla (Miq.) Jeffrey Psiguria warscewiczii (Hook.) Wunderlin

4.16 Rythidostylis Hook. & Arn. ............................................................ 168 Rythidostylis gracilis Hook. & Arn. Rythidostylis trianaei (Cogn.) O. Ktze.

4.17 Sechium P. Browne ....................................................................... 169 Sechium edule (Jacq.) Sw.

4.18 Sicydium Schlechtl. ...................................................................... 171 Sicydium tamnifolium (H.B.K.) Cogn.

4.19 Sicyos L. ........................................................................................ 172 Sicyos cf. montanus Poepp. & Endl. Sicyos polyacanthus Cogn.

Capítulo 5 Análisis y reflexiones ............................................................................ 174

Bibliografía ............................................................................................... 177

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Tribus, subtribus y géneros de la familia Cucurbitaceae ................ 35

Tabla 2. Cucurbitáceas cultivadas por su importancia económica ............. 39

Tabla 3. Área cultivada y producción de cucurbitáceas en Colombia ........ 43

Tabla 4. Exportación e importación de cucurbitáceas en 2003 .................. 45

Tabla 5. Propiedades farmacológicas y usos medicinales de algunas especies de la familia Cucurbitaceae ........................... 49

Tabla 6. Presencia de las cucurbitacinas en otras familias distintas de la Cucurbitaceae ......................................................... 58

Tabla 7. Fuentes naturales y estructuras químicas de las cucurbitacinas ..... 59

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Cucurbita pepo (calabacín, zucchini) .......................................... 26

Figura 2. Citrullus colocynthis (coloquíntida) ........................................... 28

Figura 3. Hojas, flor y fruto de Cucurbita maxima (ahuyama) .................. 29

Figura 4. Morfología floral de las cucurbitáceas .......................................... 30

Figura 5. Frutos de Cucumis melo (melón) y semillas de Cucurbita pepo ......................................................... 32

Figura 6. Clasificación taxonómica de la familia Cucurbitaceae ................. 34

Figura 7. Producción de cucurbitáceas en Colombia año 2003 .................. 44

Figura 8. Estructura química de cucurbitacina E y litsomentol ................... 53

Figura 9. Ruta biosintética de las cucurbitacinas ........................................ 56

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PRÓLOGO

Colombia cuenta con condiciones ambientales privilegiadas que le per-miten incluir dentro de su riqueza biológica una gran cantidad de espe-cies naturales. En el caso de las especies vegetales en particular cuenta con aproximadamente 50.000, muchas de ellas endémicas, y que, de acuerdo con la extensión del territorio nacional, lo ubican como uno de los países con mayor biodiversidad en especies vegetales del planeta. Algunas de estas plan-tas se utilizan en la vida cotidiana como alimento o como materias primas en diferentes campos.

Mundialmente se reconoce que una proporción importante de los produc-tos naturales cumple interesantes funciones biológicas que han permitido su utilización en la búsqueda de nuevos principios activos en las industrias farmacéutica y química, en la elaboración de fitoterapéuticos, en la industria cosmética y en preparaciones medicinales. Adicional a la riqueza vegetal, Colombia cuenta con un importante cúmulo de información etnobotánica, proveniente de diferentes regiones y culturas, que ha sido registrada parcial-mente y que puede representar el punto de partida para un uso racional y adecuado de estos recursos.

La presente obra es una fuente de gran importancia para la consulta de todos los temas relacionados con la familia Cucurbitaceae, la cual está repre-sentada por un número elevado de especies en nuestro territorio y sólo algu-nas de ellas se conocen principalmente por sus usos alimenticios, artesanales y medicinales.

Al considerar algunos fenómenos muy relacionados con las actividades derivadas de la vida moderna, como la destrucción de hábitat, la desecación de los páramos, los cambios en el uso de la tierra, el pastoreo no controlado, la expansión urbana y rural, y otros factores reconocidos que afectan la flora colombiana, es de fundamental relevancia incrementar el interés por el me-jor conocimiento de diferentes aspectos relacionados con la plantas propias de nuestro territorio, y el presente documento aporta elementos importan-tes en este sentido.

Esta obra, además, comprende las características morfológicas de las cucur-bitáceas, su anatomía, la clasificación taxonómica actualizada, que muestra

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Las cucurbitáceas: importancia económica, bioquímica y medicinal

la ubicación de la familia Cucurbitaceae en el reino plantae y sus constitu-yentes químicos. Se hace especial énfasis en las cucurbitacinas, que son un grupo de triterpenos tetracíclicos interesantes, y se explica su biosíntesis, sus estructuras químicas, su distribución en las cucurbitáceas y otras especies del reino vegetal, y sus propiedades biológicas y farmacológicas. También se incluyen otros aspectos químicos, etnobotánicos, usos domésticos, alimenti-cios, importancia económica, propiedades biológicas y usos medicinales de varias plantas pertenecientes a la familia Cucurbitaceae.

El autor muestra la importancia de las cucurbitáceas como fuente de cons-tituyentes químicos valiosos en la dieta de los seres vivos y en la preven-ción y/o la cura de numerosas enfermedades, en un mundo donde un gran porcentaje de la población vive en infinita pobreza. Desde el punto de vista alimenticio y medicinal son fuentes de vitaminas, minerales, aminoácidos, calorías, carbohidratos, fibras, proteínas, lecitina, aceites fijos, ácidos grasos poliinsaturados, etc. Asimismo, la presencia de compuestos, como β-carote-no, licopeno y vitamina C, que son antioxidantes, junto con los fitosteroles, ayudan a prevenir varias enfermedades, entre ellas el cáncer.

También se registran varias propiedades farmacológicas de las cucurbitá-ceas estudiadas, entre ellas antiinflamatoria, analgésica, antibacteriana, antifún-gica, antiviral, anti VIH, astringente, antitusiva, lactogoga, tónica, antioxidante, digestiva, diurética, laxante, antihelmíntica, vermífuga, antisifilítica, depurati-va (purificación de la sangre), emoliente, antisudorífica, colerética, antimuta-génica, citotóxica, antitumoral, insecticida y antigiberelínica, atribuidas a la presencia de varios principios activos como los esteroles, compuestos terpé-nicos, entre ellos las cucurbitacinas, flavonoides y otros. Además, funcionan como regulador metabólico. Varias especies se emplean en el tratamiento de numerosas dolencias, entre ellas enfermedades dermatológicas, tos, ansiedad, bronquitis, diabetes, fiebre, mastitis, diferentes clases de cáncer, entre ellos el cáncer de mama y de pulmones, inflamaciones, laringitis, hiperglicemia, he-patitis, hemorroides, úlceras, ictericia, flatulencia y malestar estomacal produ-cido por amebas. También se usan en el tratamiento de afecciones catarrales, síntomas de la hiperplasia prostática benigna, enfermedades de los intestinos e irritación del tracto urinario con inhabilidad de orinar, heridas, abrasiones, dolores agudos de la espalda y dolores reumáticos.

Además, se dedicó un capítulo a la distribución, hábitat y usos de las cu-curbitáceas colombianas, y otro capítulo que incluye un análisis y reflexiones acerca de la importancia de las cucurbitáceas y la situación crítica de varias especies no cultivadas de esta familia.

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En nuestro medio son pocos los documentos que recopilan de forma siste-mática este tipo de información, de familias vegetales tropicales; por lo tanto, esta iniciativa representa una nueva línea de publicaciones que resaltarán los aspectos antes mencionados.

El autor posee una extensa trayectoria en el campo de la docencia, como profesor del área de farmacognosia y fitoquímica, y tiene una gran expe-riencia en el trabajo de investigación con éste y otros grupos de plantas encontradas en el continente americano y en otras regiones del mundo. La información registrada representa una fuente importante para los investiga-dores, estudiantes, interesados en especies vegetales útiles y con propiedad biológica, y en general para el público que se interese en el uso racional de las plantas presentes en nuestro territorio.

Javier Rincón Velandia, PhDProfesor asociado

Farmacognosia y Fitoquímica

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INTRODUCCIÓN

Las plantas y el ser humano

Las plantas son clave para la vida en nuestro planeta Tierra. Sin ellas, mu-chos organismos vivientes desaparecerían. Las diferentes formas de vida, su-perior e inferior, dependen directa o indirectamente de las plantas.

El concepto de especie vegetal o planta ha generado muchas especulacio-nes desde la Antigüedad, ya que constituye un elemento de gran valor, tanto para el hombre como para los animales y otros organismos. De hecho, las plantas son un ingrediente vital para su alimentación, y pueden ser el princi-pio activo para curar enfermedades o aliviar dolores, aunque algunas pueden ser tóxicas y causar envenenamiento.

Las informaciones de los usos de las plantas medicinales se trasmitieron me-diante la tradición oral y algunas fueron inmortalizadas en los poemas sagrados, hasta que se plasmaron de un modo muy particular en la civilización egipcia, dando origen a una verdadera escuela de medicina que actuó independiente-mente de cualquier clase de prácticas religiosas. Prueba de ello fue el descubri-miento, en un papiro egipcio (1500 a. C.), de la descripción de las propiedades y las aplicaciones terapéuticas de 700 plantas medicinales. Los griegos y, pos-teriormente, los romanos se encargaron de continuar la tarea de los antiguos egipcios y llevaron los conocimientos a un nivel superior. Así, Hipócrates (460-337 a. C.) recopiló todos los conocimientos médicos de su época y los incluyó en su obra Corpus hipocratum. Aristóteles (384-322 a. C.) también detalló las propiedades y virtudes de muchas plantas medicinales. El uso de numerosas plantas procedentes de Grecia y otras partes fue descrito por Teofrasto (372-287 a. C.) en su obra Historia de las plantas. Dioscórides (40-90 a. C.) presentó cerca de 500 fórmulas médicas de origen vegetal en su escrito De materia mé-dica, que se consideró un prototipo de las actuales farmacopeas y fue la base para la elaboración de grandes herbarios en siglos posteriores.

Hacia el siglo XVIII, el conocimiento de las plantas medicinales había llega-do a un nivel muy elevado, pues se conocían sus propiedades curativas, pre-paraciones, aplicaciones y efectos sobre el organismo, pero se desconocían sus constituyentes químicos y sus mecanismos de acción.

El rápido avance y desarrollo de la tecnología, en especial de los métodos cromatográficos y espectroscópicos, y la aparición de la genética permitieron