Cucurbitacina

Las cucurbitacinas son unos compuestos químicos producidos en al menos algunos tejidos de todos los miembros de la familia Cucurbitaceae (y en algunas especies de otras familias de plantas); en la mayoría de las especies están concentradas en las raíces y los frutos, y en menor medida en tallos y hojas. Debido a su amargor extremo, se cree que están involucradas en la defensa de las plantas ante la herbivoría; siendo la excepción unas cuantas especies de escarabajos crisomélidos Aulacophorina y Diabroticina que las secuestran en su propio organismo y en su prole para propia defensa.^{[cita 1]}

Orden de numeración en el núcleo cucurbita-5-eno

Las cucurbitacinas se clasifican químicamente como esteroides, derivados del cucurbitano, un hidrocarburo triterpénico. A menudo se encuentra naturalmente en forma de glucósidos.^[15] Estos compuestos, y compuestos derivados se han encontrado en muchas familias de plantas (incluyendo Brassicaceae, Cucurbitaceae, Scrophulariaceae, Begoniaceae, Elaeocarpaceae, Datiscaceae, Desfontainiaceae, Polemoniaceae, Primulaceae, Rubiaceae, Sterculiaceae, Rosaceae, y Thymelaeaceae), en algunos hongos (incluyendo Russula y Hebeloma) e incluso en algunos moluscos marinos.

En medicina y veterinaria

La actividad biológica de las cucurbitacinas ha sido reconocida por centurias como un laxante y emético (vomitivo) y en el tratamiento de la malaria, la disentería y la dismenorrea.^{[cita 2]} El zapallito silvestre argentino, Cucurbita andreana, se utilizó como purgante en medicina y veterinaria pero debido a sus efectos tóxicos, su uso fue suprimido en 1943 por el Codex medicamentarius argentino y en 1968 no se recetaba ya para los caballos (Millán 1968^[16]).

Más recientemente, las cucurbitacinas han recibido mucha atención debido a sus propiedades antitumorales, y su toxicidad diferencial hacia las líneas celulares de tumores renales, cerebrales, y melanomas; su inhibición de la adhesión celular, y sus posibles efectos antifúngicos.^{[cita 2][24][25][26][27][28]}

Como atractores de insectos

Si bien las cucurbitacinas son mortales o repelentes para la mayoría de los herbívoros vertebrados o invertebrados^{[cita 3]}, incluidos insectos^{[cita 4]}, algunas especies de escarabajos crisomélidos Aulacophorina y Diabroticina se alimentan de ellas como larvas o adultos^{[cita 5][cita 6]}, y las secuestran en sus tejidos y en la prole para su propia defensa.^{[cita 1][cita 7][cita 8]} Los adultos pueden localizar las cucurbitacinas volatilizadas de las fragancias florales o de frutos heridos desde largas distancias.^{[cita 9][cita 10][cita 11]} El 99% de los insectos atraídos a los frutos partidos y a las trampas son machos.^{[cita 12]} Los que no se alimentan de cucurbitáceas como larvas sino que las buscan como adultos para secuestro de cucurbitacinas han sido descriptos como "farmacófagos" por Nishida y Fukami (1990^[36]) porque las buscan por un fin diferente del metabolismo primario o reconocimiento del huésped.^{[cita 13]} Obtenidas durante su alimentación como larvas o por farmacofagia, las cucurbitacinas persisten en la cutícula, los cuerpos grasos y la hemolinfa, y proveen protección ante los predadores.^{[cita 14]} Quizás debido a sus beneficios para la defensa, las cucurbitacinas (como los alcaloides pirrolizidinos pyrrolizidine alkaloids) también se han vuelto un componente integral del comportamiento reproductivo de las especies que lo secuestran. En ambos casos, el agente farmacofágico es consumido directamente por las hembras o es secuestrado por los machos y pasado a las hembras a través de los espermatóforos, quienes a su vez, envían la mayor parte de este material a los huevos en desarrollo.^{[cita 14]}

Se han hecho trampas para estos insectos utilizando esencia floral de Cucurbita maxima simplificada como atractor, que probaron disminuir el tamaño poblacional de estas especies y todavía se utilizan, si bien el 99% de los insectos atraídos son machos.^{[cita 15][cita 16]}

Variantes

Las cucurbitacinas incluyen, al 2005:

Cucurbitacina A

Cucurbitacina A

• Cucurbitacina A, en algunas especies de Cucumis^[15]: 1
  • Pentanorcucurbitacina A, o 22-hydroxy-23,24,25,26,27-pentanorcucurbita-5-en-3-ona C
    25H
    40O
    2, un polvo blanco^[59]: 1

Cucurbitacina B

Cucurbitacina B

• Cucurbitacina B proveniente de Hemsleya endecaphylla (62 mg/72 g)^[60]: 4 y otras plantas; anti inflamatoirio y anti hepatotóxico^[15]: 2
  • Cucurbitacina B 2-O-glucoside, de Begonia heracleifolia^[15]: 3
  • 23,24-Dihidrocucurbitacina B de Hemsleya endecaphylla, 49 mg/72 g^[59]: 5
  • 23,24-Dihidrocucurbitacina B 2-O-glucósido de la raíz Picrorhiza kurrooa^[15]: 4
  • Deacetoxicucurbitacina B 2-O-glucósido de la raíz Picrorhiza kurrooa^[15]: 5
  • Isocucurbitacina B, de Echinocystis fabacea^[15]: 6
  • 23,24-Dihidroisocucurbitacina B 3-glucósido de Wilbrandia ebracteata^[15]: 7
  • 23,24-Dihidro-3-epi-isocucurbitacina B, de Bryonia verrucosa^[15]: 8
  • Pentanorcucurbitacina B o ácido 3,7-dioxo-23,24,25,26,27-pentanorcucurbita-5-en-22-oico, C
    25H
    36O
    4, polvo blanco^[60]: 2

Cucurbitacina C

• Cucurbitacina C, de Cucumis sativus^[15]: 11

Cucurbitacina D

Cucurbitacina D

• Cucurbitacina D, de Trichosanthes kirilowii y otras plantas.^[15]: 12
  • 3-Epi-isocucurbitacina D, de varias especies de Physocarpus^[15]: 14 y Phormium tenax^[61]
  • 22-Deoxocucurbitacina D de Hemsleya endecaphylla, 14 mg/72 g^[59]: 6
  • 23,24-Dihidrocucurbitacina D de Trichosanthes kirilowii^[15]: 13 y también de H. endecaphylla, 80 mg/72 g^[59]: 3
  • 23,24-Dihidro-epi-isocucurbitacina D, de Acanthosicyos horridus^[15]: 20
  • 22-Deoxocucurbitacina D de Wilbrandia ebracteata^[15]: 21
  • Anhidro-22-deoxo-3-epi-isocucurbitacina D de Ecballium elaterium^[15]: 22
  • 25-O-Acetil-2-deoxicucurbitacina D (amarinina) de Luffa amara^[15]: 24
  • 2-Deoxicucurbitacina D, de Sloanea zuliaensis^[15]: 23

Cucurbitacina E

• Cucurbitacina E (elaterina), de la raíz Wilbrandia ebracteata.^[15]: 27
  • 22,23-Dihidrocucurbitacina E de Hemsleya endecaphylla, 9 mg/72 g^[59]: 8, y raíz de Wilbrandia ebracteata^[15]: 28
  • 22,23-Dihidrocucurbitacina E 2-glucósido de la raíz de Wilbrandia ebracteata^[15]: 29
  • Isocucurbitacina E, de Cucumis phrophetarum^[15]: 30
  • 23,24-Dihidroisocucurbitacina E, de Cucumis phrophetarum^[15]: 31

Cucurbitacina F

• Cucurbitacina F de Elaeocarpus dolichostylus^[15]: 33
  • Cucurbitacina F 25-acetato de Helmseya graciliflora^[15]: 34
  • 23,24-Dihidrocucurbitacina F de Helmseya amabilis^[15]: 35
  • 25-Acetoxi-23,24-dihidrocucurbitacina F de Helmseya amabilis (hemslecin A)^[15]: 36
  • 23,24-Dihidrocucurbitacina F glucósido de Helmseya amabilis^[15]: 40
  • Cucurbitacina II glucósido de Helmseya amabilis^[15]: 41
  • Hexanorcucurbitacina F de Elaeocarpus dolichostylus^[15]: 43
  • Perseapicrosida A de Persea mexicana^[15]: 44
  • Escandenosida R9 de Hemsleya panacis-scandens^[15]: 45
  • 15-Oxo-cucurbitacina F de Cowania mexicana^[15]: 46
  • 15-oxo-23,24-dihidrocucurbitacina F de Cowania mexicana^[15]: 47
  • Datiscósidos B, D, y H, de Datisca glomerata^{[15]: 48–50}

Cucurbitacina G

• Cucurbitacina G de la raíz de Wilbrandia ebracteata^[15]: 52
• 3-Epi-isocucurbitacina G, de la raíz de Wilbrandia ebracteata^[15]: 54

Cucurbitacina H

• Cucurbitacina H, estereoisómero o cucurbitacina G, de la raíz de Wilbrandia ebracteata^[15]: 53

Cucurbitacina I

Cucurbitacina I

• Cucurbitacina I (elatericina B) de Hemsleya endecaphylla, 10 mg/72 g^[59]: 7,de Ecballium elaterium y Citrullus colocynthis, disuade de alimentarse a los escarabajos pulga^[15]: 55
  • Hexanorcucurbitacina I de Ecballium elaterium^[15]: 56
  • 23,24-Dihidrocucurbitacina I ver Cucurbitacina L
  • Khekadaengósidos D y K de la fruta de Trichosanthes tricuspidata^{[15]: 57, 58}
  • 11-Deoxocucurbitacina I, de Desfontainia spinosa^[15]: 59
  • Espinósidos A y B, de Desfontainia spinosa^{[15]: 61, 62}
  • 23,24-dihidro-11-Deoxocucurbitacina I de Desfontainia spinosa^[15]: 60

Cucurbitacina J

• Cucurbitacina J from Iberis amara^[15]: 69
  • Cucurbitacina J 2-O-β-glucopyranoside de Trichosanthes tricuspidata^[15]: 71

Cucurbitacina K

• Cucurbitacina K, un estereoisómero de la cucurbitacina J,^[62]: 2, de Iberis amara^[15]: 70
  • Cucurbitacina K 2-O-β-glucopiranósido de Trichosanthes tricuspidata^[15]: 72

Cucurbitacina L

• Cucurbitacina L, o 23,24-dihidrocucurbitacina I,^{[15]: 63 [62]: 1}
  • Bridiósido A de Bryonia dioica^[15]: 64
  • Brioamárido de Bryonia dioica^[15]: 65
  • 25-O-Acetilbryoamárido de Trichosanthes tricuspidata^[15]: 66
  • Kekadengósidos A y B de Trichosanthes tricuspidata^{[15]: 67–68}

Cucurbitacina O

• Cucurbitacina O de Brandegea bigelovii^[15]: 73
  • Cucurbitacina Q 2-O-glucósido, de Picrorhiza kurrooa^[15]: 76
  • 16-Deoxi-D-16-hexanorcucurbitacina O de Ecballium elaterium^[15]: 77
  • Deacetilpicracina de Picrorhiza scrophulariaeflora^[15]: 78
  • Deacetilpicracina 2-O-glucósido de Picrorhiza scrophulariaeflora^[15]: 80
  • 22-Deoxocucurbitacina O de Wilbrandia ebracteata^[15]: 83

Cucurbitacina P

• Cucurbitacina P de Brandegea bigelovii^[15]: 74
  • Picracina de Picrorhiza scrophulariaeflora^[15]: 79
  • Picracina 2-O-glucósido de Picrorhiza scrophulariaeflora^[15]: 79

Cucurbitacina Q

Cucurbitacina Q

• Cucurbitacina Q de Brandegea bigelovii^[15]: 75
  • 23,24-Dihidrodeacetilpicracina 2-O-glucósido de Picrorhiza kurrooa^[15]: 82
  • Cucurbitacina Q1 de varias especies de Cucumis, se trata en realidad del compuesto Cucurbitacina F 25-acetato^[15]

Cucurbitacina R

• Cucurbitacina R que es de hecho 23,24-dihidrocucurbitacina D.^[15]

Cucurbitacina S

• Cucurbitacina S de Bryonia dioica^{[15]: 84, 85}

Cucurbitacina T

• Cucurbitacina T, de la fruta de Citrullus colocynthis^[15]: 86

28/29 Norcucurbitacinas

Existen varias sustancias que pueden considerarse derivadas del esqueleto cucurbita-5-eno por pérdida de uno de los grupos metilo (el 28 o 29) que se encuentran unidos al carbono 4; a menudo se observa que también el anillo adyacente (el anillo A) se convierte en aromático.^{[15]: 87–130}

Colocintina

Nota: averiguar si en nomenclatura moderna es alguna de las anteriores.

"La sustancia amarga (de Cucurbita andreana) es, entre otras, la colocintina (Paulsen 1936^[63]). La colocintina se extrae de Citrullus colocynthis, donde primeramente fue descubierta, pero también la contienen otras cucurbitáceas." (Millán 1945^[64])

Notas

1. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.70-71) "Cucurbitacins are produced in at least some tissues of all members of the Cucurbitaceae (Gibbs 1974,^[2] Guha and Sen 1975,^[3] Jeffrey 1980^[4]) and a few species in other plant families (Curtis and Meade 1971,^[5] Pohlman 1975,^[6] Dryer and Trousdale 1978,^[7] Thorne 1981^[8]). In most species they are concentrated in roots and fruits, with lesser amounts in stems and leaves. Because of their extreme bitterness, cucurbitacins are thought to be involved in plant protection against herbivores (Metcalf 1985,^[9] Tallamy and Krischik 1989^[10]). Nevertheless, cucurbitacins are phagostimulants for both adults (Metcalf et al. 1980^[11]) and larvae (DeHeer and Tallamy 1991^[12]) of several luperine species in the subtribes Aulacophorina and Diabroticina (Table 4.1) and can have important ecological consequences for plants that possess them (Tallamy and Krischik 1989^[10]). Adult luperines can detect cucurbitacins in nanogram quantities and readily devour bitter plant material (Metcalf 1994,^[13] Tallamy et al. 1998^[14]). In addition to WCR [western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera], cucurbitacins influence the behaviour of several important crop pests, including Diabrotica balteata LeConte, the banded cucumber beetle, Diabrotica barberi Smith and Lawrence, the northern corn rootworm, Diabrotica undecimpunctata howardi Barber, the southern corn rootworm, and Diabrotica speciosa, a crop pest in Central and South America." Tabla 4.1 lista los insectos fagostimulados por cada cucurbitacina (incluye datos no publicados).
2. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.70) "The biological activity of [cucurbitacins] has been recognized for centuries as a laxative and emetic and in the treatment of malaria, dysentery and dysmenorrhoea (Lavie and Glotter 1971,^[17] Halaweish 1987,^[18] Miro 1995^[19]). More recently, cucurbitacins have received a great deal of attention because of their antitumour properties, differential cytotoxicity towards renal, brain tumour and melanoma cell lines (Cardellina et al. 1990,^[20] Fuller et al. 1994^[21]); their inhibition of cell adhesion (Musza et al. 1994^[22]) and possible antifungal effects (Bar-Nun and Mayer 1989^[23])."
3. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.72) "[Cucurbitacins have] extreme bitternes and... ability to kill or repel most invertebrate and vertebrate herbivores (David and Vallance 1955,^[29] Watt and Breyer-Brandwijk 1962,^[30] Nielsen et al. 1977,^[31] Tallamy et al. 1997a^[32])."
4. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.67) "[Cucurbitacins have] Noxious effects on other [other than Diabrocitina and Aulacophorina] insects" (Nielsen et al. 1977,^[31] Tallamy et al. 1997a^[32]).
5. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.72) "Of greatest interest are the species of luperines that do not (and apparently cannot) feed on cucurbit roots as larvae, but consume pure crystalline cucurbitacins as adults when given the chance".
6. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.82) "As noted above, despite specialization on the Poaceae, adult WCR [western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera] and D. barberi feed compulsively on bitter cucurbitacins when presented the opportunity, and they are attracted to volatiles from Cucurbita blossoms (Metcalf and Metcalf 1992^[33] and references therein)."
7. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.67) "For more than a century, researchers have noted the curious attraction of adult luperine chrysomelids in the subtribes Diabrocitina and Aulacophorina to cucurbit species rich in the bitter compounds collectivelly called cucurbitacins (Webster 1895,^[34] Contardi 1939,^[35] Metcalf et al. 1980^[11])".
8. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.72) "As discussed above, cucurbitacins are phagostimulants for many luperine adults (Metcalf et al. 1980,^[11] Nishida and Fukami 1990,^[36] Tallamy et al. 1997b^[37]) and larvae (DeHeer and Tallamy 1991^[12])".
9. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.67) "[Diabrocitina and Aulacophorina] can locate cucurbits over long distances by tracking flower and wound volatiles, and... cucurbitacins are phagostimulants for Diabroticites that... cause them to eat anything containing these compounds (Sinha and Krishna 1970,^[38] Metcalf et al. 1980^[11])."
10. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.71-72). "Studies have shown that, when WCR [western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera] eat crystalline cucurbitacins for 2 days, they excrete 85% of the material and permanently sequester the remainder in their fat bodies, cuticles, haemolymph, spermatophores and developing eggs (Ferguson and Metcalf 1985,^[39] Andersen et al. 1988,^[40] Tallamy et al. 2000^[41]). There is good evidence that, regardless of the cucurbitacin configuration eaten, beetles transform it through glycosilation, hydrogenation, desaturation and acetylation into 23,24-dihydrocucurbitacin D (Andersen et al. 1988,^[40] Nishida et al. 1992^[42]). There are decided defensive benefits to cucurbitacin sequestration. Beetles that have eaten cucurbitacins become highly distasteful and are readily rejected by predators such as mantids, mice and finches (Ferguson and Metcalf 1985,^[39] Nishida and Fukami 1990,^[36] DW Tallamy, unpublished data). Sequestered cucurbitacins may also discourage parasitoids such as tachinid flies in the genus Celatoria, although this has never been tested. Moreover, when cucurbitacins have been sequestered in eggs and larvae, both of which are denizens of pathogen-rich damp soil, survival after exposure to the entomopathogen Metarhizium anisopliae is significantly improved (Tallamy et al. 1998^[14]). This may explain why females shunt 79% of the cucurbitacins that are not excreted into their eggs or the mucus coating of the eggs (Tallamy et al. 2000^[41])."
11. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.81-82) "Electroantennogram (EAG) recording was used to identify extract compounds attractive to Diabrocites, citing: Hibbard et al. (1997b^[43]), Cossé and Baker (1999^[44])."
12. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.72)"Despite the benefits to female WCR [western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera] from eating bitter cucurbit tissues, it is males rather than females who actively seek these compounds in nature. In a field trial quantifying the sex ratio of beetles that came to cucurbitacin-rich fruits of Cucurbita andreana, Tallamy et al. (2002^[45]) found that 99% of the 224 WCR [western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera] found at the fruits over a 5-day period were males. This result concurs with the male-biased sex ratios frequently found in cucurbitacin traps (Shaw et al. 1984;^[46] Fielding and Ruesink 1985^[47]). Apparently females rely on males for their primary source of cucurbitacins (Tallamy et al. 2000^[41]). Males sequester 89% of the cucurbitacins not excreted after ingestion in their spermatophores and pass them to females during copulation. Whether such behaviour imparts a mating advantage to WCR [western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera] males has not been investigated."
13. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.73) "Luperines such as WCR [western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera], have been described as pharmacophagous insects (Nishida and Fukami 1990^[36]) because they search for particular phytochemicals for purposes other than primary metabolism or host recognition (Boppré 1990^[48])."
14. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.73) "Whether obtained through pharmacophagy or specialization on cucurbits, cucurbitacins persist in the cuticle, fat bodies and haemolymph (Ferguson et al. 1985,^[49] Andersen et al. 1988^[40]) and provide protection against predators (Ferguson and Metcalf 1985,^[39] Nishida and Fukami 1990^[36]) and/or pathogens (Tallamy et al. 1998^[14]). Perhaps because of their defensive benefits, both cucurbitacins and pyrrolizidine alkaloids have also become an integral component of the reproductive behaviour of participating species (Dussourd et al. 1991,^[50] LaMunyon and Eisner 1993,^[51] Tallamy et al. 2000^[41]). In both cases, the pharmacophagous agent is consumed directly by females and/or is sequestered by males and passed whithin spermatophores to females. Females, in turn, shunt the majority of these materials to developing eggs".
15. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.81) "Diabrotica spp., in general, have been associated with blossoms of varying Cucurbita spp. (Fronk and Slater 1956,^[52] Howe and Rhodes 1976,^[53] Bach 1977,^[54] Fisher et al. 1984^[55]). Andersen and Metcalf (1987^[56])... (found they preferred C. maxima over the other species)" (p.81) "Andersen (1987^[57]) identified 22 of the 31 major components of C. maxima floral aroma. Metcalf and Lampman (1991^[58] and references therein) evaluated them for attraction to diabroticite beetles... Metcalf and Metcalf (1992^[33] and references therein) (developed a 3-component blend as a highly simplified Cucurbita blossom volatile aroma). (p.83) "Metcalf and Metcalf (1992^[33])... added a methoxy group to natural compounds (that) dramatically increased its effectiveness in attracting adult beetles.... It is these more attractive methoxy analogues of natural compounds which are generally used as lures today".
16. Tallamy et al. (2005^[1]): (p.83-84-85) it mentions some real lures and if they are commercially availables, the most effective a new trap developed by Trécé (Salinas, California) containing buffalo gourd root powder.