Efecto de tres plantas afrodisiacas sobre la movilidad in vitro de los espermatozoides humanos

Luisa Fernanda Ospina Medina; Rosario Angulo Paternina; Victor Arango Valencia; Walter Cardona Maya

Efecto de tres plantas afrodisíacas sobre la movilidad in vitro de los espermatozoides humanos

ARTÍCULO ORIGINAL

Efecto de tres plantas afrodisíacas sobre la movilidad in vitro de los espermatozoides humanos

In vitro effect of three aphrodisiac plants on human sperm motility

Rosario Angulo Paternina,^I Luisa Ospina Medina,^I Victor Arango Valencia,^II Walter D. Cardona Maya^I

^I Grupo Reproducción, Facultad de Medicina, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia.
^II Grupo Productos Naturales Marinos, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia.

RESUMEN

Introducción: Algunas plantas usadas por sus propiedades afrodisiacas han probado que tienen efecto potenciador sobre la movilidad in vitro de los espermatozoides. Lepidium meyenii Walpers, Paullinia cupana Kunth y Bactris gasipaes Kunth son plantas de origen tropical conocidas culturalmente como afrodisiacos.
Objetivo: Determinar el efecto que tienen los extractos acuosos y etanólicos de Lepidium meyenii Walpers, Paullinia cupana Kunth y Bactris gasipaes Kunth sobre la movilidad in vitro de los espermatozoides humanos.
Métodos: Las plantas fueron recolectadas y evaluadas por un botánico experto. Se desecaron y se prepararon los extractos acuosos en solución salina al 0,85 % durante 48 horas. Para preparar los extractos etanólicos, el material vegetal se mezcló con 50 mL de etanol puro durante 48 horas, luego de evaporado el solvente se redisolvió en dimetilsulfóxido con solución salina al 0,85 % en proporción 1:9 v/v. Por último, los extractos se diluyeron en solución salina en una concentración de 20 mg/mL y se almacenaron a -20 °C hasta su uso. Las muestras de semen de hombres normozoospérmicos fueron expuestas a los extractos acuosos y etanólicos de cada planta con el objetivo de evaluar el efecto sobre la movilidad de los espermatozoides y sus parámetros cinemáticos. También se determinó la composición fitoquímica de los extractos de cada planta.
Resultados: El extracto etanólico de L. meyenii provocó la disminución notable de la movilidad espermática a los 120 min y el extracto acuoso de B. gasipaes (20 mg/mL) causó la aglutinación inmediata de los espermatozoides.
Conclusiones: Los extractos de L. meyenii, P. cupana y B. gasipaes no tienen efecto activador in vitro sobre los espermatozoides humanos. Sin embargo, el efecto aglutinante del extracto acuoso de B. gasipaes podría aprovecharse para fabricar anticonceptivos.

Palabras clave: Lepidium meyenii Walpers; Paullinia cupana Kunth; Bactris gasipaes Kunth; movilidad espermática; productos naturales.

ABSTRACT

Introduction: Some plants used for their aphrodisiac properties have proven to have an enhancing effect on sperm motility in vitro. Lepidium meyenii Walpers, Paullinia cupana Kunth and Bactris gasipaes Kunth are tropical plants popularly known as aphrodisiacs.
Objective: Determine the effect of acqueous and ethanolic extracts from Lepidium meyenii Walpers, Paullinia cupana Kunth and Bactris gasipaes Kunth on human sperm motility in vitro.
Methods: The plants were collected and evaluated by a botanical expert. Next they were desiccated and aqueous extracts were prepared by immersion in 0.85% saline solution for 48 hours. To prepare the ethanolic extracts, the plant material was mixed with 50 ml pure ethanol for 48 hours, and upon evaporation of the solvent, redissolved in dimethyl sulfoxide and 0.85% saline solution in a proportion of 1:9 v/v. Finally, the extracts were diluted with saline solution at a concentration of 20 mg/ml and stored at -20 °C until they were used. Samples of semen from normozoospermic men were exposed to the aqueous and ethanolic extracts of each plant to evaluate their effect on sperm motility and kinematic parameters. Determination was also made of the phytochemical composition of the three extracts.
Results: The ethanol extract of L. meyenii caused a significant reduction in sperm motility at 120 minutes, whereas the aqueous extract of B. gasipaes (20 mg/mL) produced immediate sperm agglutination.
Conclusions: L. meyenii, P. cupana and B. gasipaes extracts do not have an activating effect on human spermatozoa in vitro. However, the agglutinating effect of B. gasipaes aqueous extract could be taken advantage of to manufacture contraceptives.

Key words: Lepidium meyenii Walpers, Paullinia cupana Kunth, Bactris gasipaes Kunth, sperm motility, natural products.

INTRODUCCIÓN

Los productos naturales obtenidos de algunas plantas han sido empleados históricamente para el tratamiento de enfermedades. Según reportes de la Organización Mundial de la Salud, una gran parte de la población mundial utiliza las plantas para tratar las enfermedades que afectan su salud,¹ entre las cuales se incluyen las alteraciones de la salud sexual y reproductiva.²

Las plantas se han utilizado como espermicidas,^3-7 supresoras de la espermatogénesis ^{8, 9} y, en la actualidad, se usan con el fin de reemplazar compuestos de origen sintético como el Nonoxinol-9, el espermicida de mayor uso, el cual causa efectos colaterales como inflamación, ulceración genital e incremento de la probabilidad de infección con el VIH debido a su uso frecuente.^10-13

Los afrodisiacos se han usado en beneficio de la salud sexual y reproductiva y se consideran sustancias o alimentos que pueden acrecentar el deseo y el placer sexual,¹⁰ potenciar la erección del pene mediante cambios hormonales o incrementar el flujo sanguíneo y la relajación de los cuerpos cavernosos.² Varias plantas usadas tradicionalmente como afrodisiacos [Radix acanthopanacis Senticosi (RAS), Astragalus membranaceus Fisch¹¹ y Mondia whitei Hook. f¹²] han demostrado incrementar la movilidad in vitro de los espermatozoides humanos. En los países tropicales, incluido Colombia, existe una gran diversidad vegetal y cultural, lo cual ha permitido el uso de plantas como Lepidium meyenii, Paullinia cupana y Bactris gasipaes como afrodisiacos. L. meyenii (maca), una brasicacea originaria de los Andes peruanos, se usa tradicionalmente para mejorar la respuesta sexual y tratar la infertilidad. Se ha demostrado que la administración del extracto lipídico de la planta mejora la función sexual en los roedores,¹³ en humanos se demostró que su consumo en cápsulas (1 500 y 3 000 mg/d) durante cuatro meses incrementa notablemente el volumen, la concentración y el porcentaje de la movilidad espermática.^14,15

P. cupana (guaraná) es una sapindácea originaria de la región amazónica reconocida por sus propiedades como estimulante del sistema nervioso y se usa como tónico para el dolor de cabeza y como diurético,¹⁶ y tiene actividad antioxidante, antimicrobiana, anticancerígena y antidepresiva.¹⁷ Un estudio en conejos evidenció que los extractos de esta planta incrementan la relajación de los cuerpos cavernosos y las concentraciones de adenosín monofosfato cíclico (AMPc), características claves en el proceso de erección del pene ¹⁸ y su actividad biológica ha sido atribuida a los altos contenidos de cafeína, teofilina y teobromina que son a su vez inhibidores de las fosfodiesterasas,^16,19 las cuales han mostrado tener efectos positivos sobre la movilidad espermática in vitro.²⁰ Por otra parte, B. gasipaes (chontaduro), una arecácea originaria de bosque lluvioso que crece en América Central y América del Sur,²¹ es un fruto conocido por contener carotenoides, por su actividad antioxidante, su bajo índice glicémico y alto contenido energético;²² sin embargo, a pesar de su valioso poder nutricional ²³ no se conoce ninguna actividad biológica sobre ningún tipo de células.

Ya que se conocen las propiedades de estas tres plantas y su posible uso beneficioso para la reproducción humana, el objetivo de este estudio es determinar el efecto de los extractos acuosos y etanólicos de L. meyenii, P. cupana y B. gasipaes sobre la movilidad in vitro de los espermatozoides humanos.

MÉTODOS

Muestras de semen

Las muestras de semen fueron donadas por voluntarios de la ciudad de Medellín mayores de edad, aparentemente sanos, después de un periodo de abstinencia sexual de 2 a 5 días. Sólo se utilizaron las muestras con parámetros seminales iguales o superiores a los límites inferiores de referencia establecidos por la OMS en el año 2010 en el Manual para el análisis seminal.²⁴ El proyecto fue aprobado por el Comité de Bioética para la investigación en humanos de la Sede de Investigación Universitaria de la Universidad de Antioquia. A cada participante se les explicaron las características del estudio y lo que estuvieron de acuerdo, firmaron el consentimiento para participar en el estudio,.

Análisis de las muestras de semen

Después de licuar las muestras seminales (entre 30 y 60 min) se evaluaron las características macroscópicas del semen: el pH, la cantidad, el color y la consistencia, y los parámetros microscópicos de los espermatozoides: movilidad, viabilidad y concentración. Para determinar la movilidad espermática en el microscopio de luz (Nikon Eclipse, Japón) se realizó un conteo por duplicado como mínimo de 200 espermatozoides en 10 µL de muestra de semen. La movilidad se clasificó como movilidad tipo I: espermatozoides con movilidad progresiva; movilidad tipo II: espermatozoides con movilidad no progresiva y movilidad tipo lll: espermatozoides inmóviles. Se anotó la movilidad de la muestra sin tratamiento antes y después de evaluar el efecto de los extractos. Para evaluar la viabilidad se mezclaron 10 µL de la muestra seminal con 10 µL del colorante vital eosina-Y 0,5 % (Sigma-Aldrich, EUA) y se discriminaron como espermatozoides vivos los que no incorporaron el colorante. La concentración de espermatozoides por mL se determinó utilizando la cámara de Makler (Sefi-Medical Instruments, Israel).²⁵

Obtención del material vegetal

El fruto maduro de Bactris gasipaes Kunth (Herbario Universidad de Antioquia: HUA-196235) se había recolectado en marzo de 2014 en el departamento del Cauca, Colombia, y se adquirió en un mercado local. El mesocarpo del fruto se secó en un horno a 40 °C durante 24 h, se maceró y se redujo a polvo. El material pulverizado de P. cupana y de L. meyenii se obtuvo de proveedores certificados en el cultivo de plantas en la ciudad de Leticia, Colombia, y en Lima, Perú, respectivamente.

Obtención de los extractos acuosos y etanólicos

Se pesó cada extracto para preparar una solución de 20 mg/mL mediante percolación en solución salina al 0,85 % (Corpaul®, Colombia) durante 48 h y se filtró dos veces. Para elaborar los extractos etanólicos, el material vegetal previamente desecado se mezcló con 50 mL de etanol puro (J.T Baker, Xalostoc, México) durante 48 h, posteriormente se permitió la evaporación del solvente en una cabina de extracción y se resuspendió en dimetil sulfóxido (Sigma-Aldrich, EUA) con solución salina al 0,85 % en una proporción 1:9 v/v. Finalmente, los extractos se diluyeron en solución salina a una concentración de 20 mg/mL y se almacenaron a -20 °C hasta su uso.

Evaluación del efecto de los extractos sobre la movilidad de los espermatozoides

Para determinar la movilidad espermática mediante el método convencional se mezclaron 30 µL de cada extracto con 30 µL de semen para obtener una relación 1:1 v/v. Se tomaron 10 µL de la mezcla, se observó y se consideraron los distintos tipos de movilidad espermática por duplicado a los 5, 10, 60 y 120 min. Todos los ensayos se realizaron como mínimo tres veces.^3,6

Para determinar la movilidad espermática mediante el sistema asistido por computador, se evaluaron 10 µL de la mezcla de las muestras de semen con los diferentes extractos (relación 1:1 v/v) en la cámara de Makler usando un microscopio de luz (Nikon, Eclipse, Japón) y una cámara fotográfica (Nikon, DS-Fi1, Japón). Se analizaron quince fotografías secuenciales durante 2 seg de acuerdo con los cambios relativos de posición según las coordenadas XY de los puntos seleccionados por el cursor y la distancia entre puntos sucesivos en el programa de uso libre Image J, mediante el complemento Manual Tracking según una metodología previamente estandarizada en nuestro laboratorio.²⁵ Este método, además de permitir cuantificar cada uno de los tipos de movilidad en los espermatozoides, permitió determinar tres parámetros cinemáticos: la velocidad rectilínea (VSL), la velocidad curvilínea (VCL) y el índice de linealidad (LIN= VSL/VCL).

Marchas fitoquímicas

Se determinaron en los extractos etanólicos los siguientes compuestos: flavonoides, cumarinas, saponinas, compuestos fenólicos, leucoantocianidinas, taninos, titerpenos o esteroides, cardiotónicos, quinonas y alcaloides.^{26, 27} En el extracto acuoso no fue posible detectar estos compuestos debido a problemas metodológicos y técnicos.

Análisis estadístico

Se realizó un análisis descriptivo para determinar los valores de la media y la desviación estándar de la movilidad espermática antes y después de la incubación con los extractos. Para evaluar el efecto de los extractos sobre los espermatozoides se realizó una prueba ANOVA no paramétrica (prueba de Friedman) y la prueba de Dunns a posteriori. Se evaluó la relación entre los datos obtenidos mediante el método convencional y el método asistido por computador mediante la correlación de Spearman. Los análisis se realizaron empleando el programa estadístico GraphPad Prism 5.0 (GraphPad Software, San Diego, CA, EUA) y se consideró un nivel mínimo de significancia del 95 %, valor p ≤ 0,05.

RESULTADOS

Al contacto con los extractos acuosos de L. meyenii y P. cupana el porcentaje de inmovilidad espermática tendió a mantenerse por debajo del valor inicial de las muestras sin tratamiento. A pesar de no ser significativo, el cambio en el porcentaje de inmovilidad de los espermatozoides tratados con los extractos etanólicos de L. meyenii y P. cupana presentó un aumento más evidente y se alcanzó la disminución máxima a los 120 min (tabla 1).

Respecto al extracto de B. gasipaes se observó una tendencia al aumento de la movilidad espermática en las muestras tratadas con el extracto en una concentración de 20 mg/mL hasta los 10 min de tratamiento, aunque este efecto no se observó a partir de los 60 min de contacto. Se observaron resultados similares con el tratamiento de las muestras con el extracto etanólico. El extracto acuoso de B. gasipaes en una concentración de 20 mg/mL causó la aglutinación de los espermatozoides en todas las muestras, lo cual no se observó con el extracto etanólico (tabla 1).

La velocidad rectilínea y el índice de linealidad tendieron a disminuir a los 120 min de tratamiento con el extracto etanólico de L. meyenii (Fig. 1A y 1B).

El extracto acuoso de P. cupana disminuyó el 30 % la VSL de los espermatozoides con movilidad tipo I y se observó una disminución progresiva del índice de linealidad en los espermatozoides con movilidad tipo II hasta casi 50 % a los 120 min de tratamiento (Fig. 1C). El extracto etanólico causó disminución inmediata de la VSL de los espermatozoides con movilidad tipo I, aunque se observó una respuesta más variable de los espermatozoides con movilidad tipo II (Fig. 1D).

El extracto acuoso de B. gasipaes causó una importante disminución de la velocidad rectilínea y, consecuentemente, del índice de linealidad de los espermatozoides con movilidad tipo I a los 120 min en comparación con la muestra sin tratamiento. Ambos parámetros disminuyeron de manera progresiva desde el tiempo inicial del tratamiento (Fig. 1F). Los espermatozoides móviles no progresivos no presentaron cambios notables en sus parámetros cinemáticos en comparación con la muestra inicial. No se observaron diferencias significativas en los parámetros cinemáticos a causa del extracto etanólico (Fig. 1E).

En la tabla 2 se muestran los resultados de la determinación de la composición fitoquímica de los extractos de L. meyenii, P. cupana y B. gasipaes.

DISCUSIÓN

La mayoría de las investigaciones sobre productos naturales de utilidad para la salud sexual y reproductiva en comparación con los productos farmacéuticos convencionales, se han enfocado en la búsqueda de alternativas para el tratamiento de distintos trastornos como la disfunción eréctil y la eyaculación precoz.²⁸ En la literatura existen trabajos sobre las plantas afrodisíacas con posibilidades de mejorar la movilidad espermática in vitro que describen cómo los extractos mejoran los parámetros seminales^2,29,30 tanto en animales como en humanos.

El criterio de selección de P. cupana se basó en sus propiedades como afrodisíaco y en su contenido de cafeína y de otros alcaloides derivados de las xantinas³¹ los cuales tienen efecto sobre la movilidad de los espermatozoides porque inhiben las fosfodiesterasas.³² Esta sitaución provoca el aumento de los valores de AMPc, lo que da como resultado un aumento de la energía disponible para la movilidad de los espermatozoides.^20,33 Se plantea que el efecto positivo sobre la movilidad espermática se debe a la modulación del transporte de calcio,³² aunque en el presente estudio no se halló que los extractos de P. cupana afectaran positivamente la movilidad espermática a pesar de que se identificó la presencia de alcaloides.

Es necesario determinar si los extractos efectivamente contienen cafeína y los tipo de alcaloides presentes. Se ha demostrado que la acción farmacológica de estas sustancias depende de la concentración y que tienen un efecto más notorio en la potenciación de la movilidad de muestras con baja calidad inicial en comparación con las de hombres normozoospérmico.³⁴ Debido a esto también resultaría interesante evaluar el efecto del extracto de los compuestos aislados sobre muestras de semen de hombres con diagnóstico de astenozoospermia.

Previamente se ha demostrado que el uso de L. meyenii promueve la fertilidad en distintas especies en cuanto al aumento del volumen de eyaculado.¹⁵ Específicamente en humanos se ha demostrado que después del consumo de tabletas de la planta L. meyenii durante 4 meses aumenta notablemente el volumen del eyaculado, así como de la movilidad y la concentración espermáticas.¹⁴

En este estudio, la incubación de los espermatozoides con los extractos acuoso y etanólico de L. meyenii no produjo efecto positivo sobre la movilidad espermática. Este resultado puede significar que los beneficios de esta planta para la reproducción en los hombres sólo se establecen cuando se administra por vía oral lo que no corresponde al efecto directo de un extracto sobre las células espermáticas. Por esto se concluye que L. meyenii tiene efecto estimulante in vivo, pero no in vitro.

El extracto acuoso de B. gasipaes causó la aglutinación de los espermatozoides; sin embargo, el calentamiento del extracto a 100 °C durante un minuto hizo que desapareciera esta propiedad aglutinante, lo cual permite concluir que las moléculas responsables de este efecto son termolábiles. García-Suárez y otros³⁵ determinaron que el extracto acuoso de dos especies del género Bursera causan la aglutinación de los espermatozoides sin afectar la movilidad y la viabilidad. Estudios previos también demostraron que el extracto acuoso de Arum maculatum L. causa la aglutinación de los espermatozoides debido a la presencia de espermatoglutininas, proteínas del tipo lectina que causan la aglutinación del tipo cola-cola y cabeza-cola.³⁶

En conclusión, los extractos de L. meyenii, P. cupana y B. gasipaes no producen efecto activador in vitro sobre los espermatozoides humanos. Sin embargo, el efecto aglutinante del extracto acuoso de B. gasipaes podría ser útil para fabricar anticonceptivos.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo fue financiado por el Comité para el Desarrollo de la Investigación (CODI, 2014-862), Universidad de Antioquia.

Conflicto de intereses

Los autores expresan que no tienen conflicto de intereses.

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Recibido: 8 de septiembre de 2015.
Aprobado: 23 de marzo de 2018.

Walter D. Cardona Maya. Grupo Reproducción, Facultad de Medicina, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia.
Correo electrónico.: wdario.cardona@udea.edu.co