Acta Botánica Mexicana 105: 31-44 (2013) COMPARACIÓN ANATÓMICA E HISTOQUÍMICA DE LA MADERA DEL GUAYACÁN MEDICINAL PROVENIENTE DE MUESTRAS DE MERCADOS CON LA DE GUAIACUM COULTERI GRAY A. Lucía Yoscelina Centeno-Betanzos1,3 Alicia Enriqueta , Brechú-Franco1 Helia Reyna Osuna-Fernández1 , , Guillermo Laguna-Hernández1 Calixto León-Gómez2 , Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ciencias, Departamento de Ecología y Recursos Naturales, 04510 México, D.F., México. ^Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Biología, Departamento de Botánica, Apdo. postal 70-233, 04510 México, D.F., México. 3Autor para la correspondencia: [email protected] RESUMEN El guayacán como planta medicinal se recomienda para problemas de salud derivados de la diabetes mellitus. En la literatura, la especie que cuenta con más reportes con el nombre común de guayacán es Guaiacum coulteri. Se caracterizaron anatómica e histoquímicamente muestras de la madera de guayacán procedentes de cinco mercados públicos de la Ciudad de México y una de G. coulteri obtenida de la xiloteca MEXUw, del Instituto de Biología de la Universidad Nacional Autónoma de México. Al contrastar la estructura anatómica de los especímenes comprados con los de la xiloteca, ninguna correspondió con G. coulteri y además entre ellos fueron diferentes. En la comparación histoquímica se encontró mayor contenido lipídico y glucoproteíco en las células de parénquima de las muestras de mercado que en el escaso tejido de G. coulteri. Con este trabajo se demostró la importancia de caracterizar las especies que se comercializan como medicinales mediante su análisis anatómico, para una plena identificación. La reacción histoquímica realizada permitió resaltar con mayor precisión sus diferencias estructurales y dar información acerca de su estructura celular; sin embargo, estos datos podrían complementarse con un estudio fitoquímico posterior que provea mayor información acerca de los compuestos de cada muestra. Palabras clave: anatomía de la madera, Guaiacum coulteri, histoquímica, plantas medicinales. 31 Acta Botánica Mexicana 105 31-44 2013 : ( ) ABSTRACT The medicinal plant guayacan is recommended for health problems derived from diabetes mellitus. The species most often associated in the literature with the common ñame guayacan is Guaiacum coulteri. For this study, anatomical and histochemical comparisons were made of wood samples from five markets in México City and of Guaiacum coulteri wood deposited in the xylarium MEXUw, housed at the Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México. The market samples were anatomically dissimilar, not only to Guaiacum coulteri but also to each other. The histochemical comparison showed higher lipid and glucoprotein contents in the parenchyma of the market samples than in G. coulteri whose parenchyma is scarce. These results demónstrate the importance of , anatomical characterization of species that are commercialized for medicinal use in order to assure an accurate identification. The histochemical reactions of samples enabled the structural differences among them to be observed with greater precisión, and provided more information on their cellular composition; however, these results could be complemented with a subsequent phytochemical study that would provide more information on the compounds in each sample. Key words: Guaiacum coulteri, histochemistry, medicinal plants, wood anatomy. INTRODUCCIÓN Ramawat et al. (2004) señalan que la Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que 80% de la población mundial confía en la medicina tradicional y en fár- macos basados en compuestos vegetales para resolver sus principales necesidades de salud. En México se calcula que 60% de la gente utiliza la herbolaria medicinal. En zonas urbanas de la República Mexicana la forma común de conseguir plantas medicinales es acudiendo a los mercados públicos, en los que siempre hay uno o más locales comerciales donde pueden adquirirse. En la Ciudad de México existen alre- dedor de 312 mercados públicos que cubren la mayor parte del abasto de ese recurso para los capitalinos. En algunos casos, esta forma popular de compra puede ser ries- gosa para el consumidor, ya que en el comercio existen diferentes especies botánicas conocidas con el mismo nombre común. Algunas de ellas, principalmente las que se venden secas o troceadas, presentan una similitud morfológica que no permite distinguirlas. Esto facilita que un recurso pueda ser substituido por otro cuando uno escasea, sin que el comprador sea informado o lo note. Es por ello que al comprar 32 Centeno-Betanzos et al.: Comparación anatómica e histoquímica de las maderas de "guayacán1 una planta o mezclas secas de ellas para remedio de una afección o enfermedad, se corra el peligro de no obtener el efecto requerido o incluso tener uno antagónico y poner en riesgo la salud de los consumidores (Carmona-Jiménez, 1992). Un ejemplo de lo anterior se observa en el comercio de la madera y/o corteza del guayacán o guayacán amarillo, que se recomienda para tratar problemas relacio- r nados con la diabetes mellitus. Esta se expende sola o en mezclas con otras plantas, lo que dificulta su reconocimiento, ya que al estar troceadas, se pierden caracterís- ticas con las que pudieran ser reconocidas. En la literatura, el nombre de guayacán se asigna a más de 20 especies botánicas diferentes pero principalmente a Guaia- cum coulteri de la familia Zygophyllaceae (Centeno-Betanzos, 2007), la cual cuenta con estudios farmacológicos que muestran un efecto hipoglucemiante (Ramos et al., 1992). En varios trabajos se ha demostrado que la introducción de nuevos elementos vegetales en el comercio es muy frecuente (Anaya, 1991; García, 1992; Manzanero, 1995; Gutiérrez y Betancourt, 2002) y que los estudios anatómicos son de gran ayu- da para conocer la identidad de la planta, especialmente cuando no se cuenta con flores o frutos, siendo útil para detectar la adulteración, fraude o sustitución de un producto (Carmona-Jiménez, 1992). Es por lo anterior que se decidió caracterizar la anatomía e histoquímica de la madera que se vende como guayacán o guayacán amarillo en mercados importantes de la Ciudad de México y compararla con la de G. coulteri para validar su correspondencia. MATERIALES Y MÉTODOS Trabajo de campo Se visitaron cinco mercados de la Ciudad de México en donde se venden plan- tas medicinales: Sonora, Jamaica, Xochimilco, Pasaje Catedral y M. Múzquiz (San Ángel) y se compraron muestras de guayacán o guayacán amarillo en tres locales elegidos al azar de cada uno de ellos. Por otra parte, la madera de G. coulteri se MEXUw obtuvo de la xiloteca del Instituto de Biología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Microtecnia Todas las muestras se seccionaron en trozos de 1 cm2 y se ablandaron en agua hirviendo por 60 min y posteriormente en etilendiamina a 10% hirviendo por 60 a 90 min (Carlquist, 1982 y Kukachka, 1977). La inclusión se hizo en polietilenglicol pm (PEG) gradual (León-Gómez, 1997). Se obtuvieron cortes de 15 a 20 de grosor 33 Acta Botánica Mexicana 105 31-44 2013 : ( ) en tres planos de orientación conun microtomo de deslizamiento. Para la descripción anatómica se usó la tinción con safranina acuosa a 1%. Las laminillas se montaron con resina sintética Entellan. Para el disociado de la madera se seccionaron astillas delgadas de cada muestra, las cuales se pusieron en solución de Jeffrey (trióxido de cromo y ácido nítrico 1:1 a 10% en solución acuosa) por 24 y 48 hrs, dependiendo de la dureza. Posteriormente se montaron en resina sintética. Para la descripción cualitativa externa de la madera, se siguieron los criterios usados por Barajas-Morales y León-Gómez (1989). Los promedios obtenidos para cada una de las características se calcularon con 25 mediciones hechas en un mi- croscopio óptico marca Zeiss. La terminología, estándares y algunos aspectos de la organización celular, se basaron en las propuestas por el Comité de Nomenclatura de la Asociación Internacional de Anatomistas de la Madera (Anónimo, 1989). Histoquímica Se usó el azul negro de naftol en solución alcohólica 0.5% (ANN) para la detección de proteínas, la doble tinción azul negro de naftol y ácido peryódico reac- tivo de Schiff (ANN-Sch) para reconocer glucoproteínas y polisacáridos insolubles (López et al., 2005), y la tinción cuádruple de Johansen (CJ) para identificar lignina, celulosa, almidón, proteínas y lípidos insolubles (Johansen, 1940). RESULTADOS Anatomía A partir de la descripción anatómica de las muestras adquiridas en los mer- cados, se encontraron marcadas diferencias y similitudes en su estructura celular, principalmente en el arreglo del parénquima axial, número de células del parénqui- ma estratificado y número de estratos por milímetro, lo que permitió clasificarlas en tres grupos: Grupo 1 En este grupo se incluyen las muestras de los mercados Sonora y . Pasaje Catedral. Descripción cualitativa externa: Color amarillo claro, textura lisa, aromático y ligeramente amargo. Caracteres microscópicos: (Láminas 1 y 2. Figs. 1, 5, 9 y 13). r Vasos: Porosidad difusa, con poros de contorno ovalado y circular. Estos se encontraron principalmente en múltiples radiales de 2 y 3 y algunos solitarios (Fig. 34 Centeno-Betanzos et al.: Comparación anatómica e histoquímica de las maderas de "guayacán" 5); fueron escasos, con 3 poros/mm2 y medianos con un diámetro tangencial de 116 pm en promedio (86-160 pin). Elementos de vaso cortos, con longitud promedio de pm 221 (148-309 pm). Placa de perforación simple con inclinación de 30 a 45°. Pun- pm teaduras intervasculares y de vaso a radio alternas y pequeñas, con 6 de diámetro. Parénquima axial: Paratraqueal en abundantes bandas confluentes y vasicén- trico de una hilera de células (Fig. 5). Cada banda tuvo 6 estratos celulares en pro- medio, vistos en corte transversal y con 4 células por serie parenquimatosa (Fig. 1). Cada célula presentó varios cristales poliédricos en cámara. Parénquima radial: Los radios fueron muy numerosos, 14/mm en promedio, heterocelulares tipo III, principalmente biseriados y en menor cantidad triseriados (Fig. formados por células procumbentes en el cuerpo y con una hilera de células 1); erectas en ambos márgenes; fueron extremadamente bajos, con una altura promedio pm de 154 (123-205 pm). Fibras: Libriformes, moderadamente cortas, con longitud promedio de 811 pm pm pm (494-1087 pm). Paredes gruesas con 3 de espesor y 9 de diámetro tan- gencial. Otras características: Se presentó estratificación del parénquima axial, ele- mentos de vaso y radios, con 6 líneas/mm. (Fig. 1). Grupo 2. En este grupo se incluyen las muestras de los mercados Jamaica y Xochimilco. Descripción cualitativa externa: color amarillo claro, textura lisa, ligeramente aromático y ligeramente amargo. Caracteres microscópicos: (Láminas 1 y 2. Figs. 2, 6, 10 y 14). Vasos: Porosidad semianular a difusa, con poros circulares y ovalados; prin- cipalmente solitarios, algunos múltiples radiales, otros en racimos de 2 o 3 células y escasos de 4 o 5 células (Fig. 6); fueron moderadamente numerosos, con 12 poros/ mm pm 2 y medianos con un diámetro tangencial de 105 en promedio (74-136 pm). Los elementos de vaso fueron muy cortos, con longitud promedio de 175 pm (111- 247 pm). Placa de perforación simple, con inclinación de 15 a 45°. Punteaduras inter- pm vasculares y de vaso a radio alternas y pequeñas, con 6 de diámetro. Parénquima axial: Paratraqueal en bandas confluentes (Fig. 6). Cada banda con 6 a 8 estratos celulares de amplitud en promedio, vistos en corte transversal y principalmente con 2 células por serie parenquimatosa (Fig. 2). Ocasionalmente con células fusiformes. Cada célula presentó varios cristales poliédricos en cámara. Parénquima radial: Los radios fueron numerosos, 12/mm en promedio, ho- mocelulares, principalmente biseriados y escasamente triseriados (Fig. 3); formados 35 Acta Botánica Mexicana 105 31-44 2013 : ( ) por células procumbentes; extremadamente bajos, con una altura promedio de 137 pm (98-173 pm). Fibras: Libriformes, moderadamente cortas, con longitud promedio de 876 pm pm pm (703-1235 pm). Paredes gruesas, con 3 de espesor y 8 de diámetro tan- gencial. Otras características: Se presentó estratificación del parénquima axial, ele- mentos de vaso y radios, con 8 líneas/mm. (Fig. 2). Grupo 3. Este grupo incluye una sola muestra del mercado Jamaica. Descripción cualitativa externa: Color amarillo claro, textura lisa, sin olor, sin sabor. Caracteres microscópicos: (Láminas 1 y 2. Figs. 3, 7, 11 y 15). Vasos: Porosidad difusa, con poros ovalados; se observaron principalmente solitarios, más escasos los múltiples radiales de 2, 3 y hasta 4 células (Fig. 7); mode- radamente numerosos, con 9 poros/mm2 y pequeños con un diámetro tangencial de pm 70 en promedio (62-86 pm). Los elementos de vaso fueron cortos, con longitud pm promedio de 227 (148-309 pm). Placa de perforación simple con inclinación de pm 45°. Punteaduras intervasculares y de vaso a radio alternas y pequeñas con 4 a 5 de diámetro. Parénquima axial: Paratraqueal de distribución aliforme y marginal (Fig. 7). Cada banda con 3 a 6 estratos celulares de amplitud en promedio, vistos en corte transversal y con series de 2 a 4 células por serie parenquimatosa (Fig. 3). Cada célula presentó de 4 a 6 cristales poliédricos en cámara. Los cristales en este grupo pm fueron de gran tamaño, de 15 en promedio (13-18 pm), medidos en corte tan- gencial a 40x. Parénquima radial: Los radios fueron abundantes, 17/mm, homocelulares, principalmente triseriados y tetraseriados y en menor cantidad multiseriados (Fig. se observaron formados por células procumbentes; extremadamente bajos, con 3); pm una altura promedio de 385 (253-495 pm). pm Fibras: Fibrotraqueidas, largas con longitud promedio de 774 (518-988 pm pm pm). Paredes gruesas, de 3 de espesor y 11 de diámetro tangencial en prome- dio. Presentaron abundantes y pequeñas punteaduras areoladas en corte tangencial (3 a 5 pm). Otras características: No hubo estratificación (Fig. 3). Se observaron ani- llos de crecimiento debido al parénquima marginal y canales intercelulares de origen traumático con goma, alineados en bandas tangenciales en algunas zonas del xilema. 36 Centeno-Betanzos et al.: Comparación anatómica e histoquímica de las maderas de "guayacán' Lámina 1. Anatomía e histoquímica de la madera del guayacán de mercado y Guaiacum coulteri. Maderas teñidas con safranina (Figs. 1-4) y con azul negro de naftol, que tiñe pro- teínas de azul (Figs. 5-8). Grupo 1: Fig. 1. Parénquima paratraqueal con 4 células por serie parenquimatosa (corchete); Fig. 5. Poros circulares en agregados de 2 y 3. Grupo 2: Fig. 2. Parénquima paratraqueal con 2 células por serie parenquimatosa (corchete); Fig. 6. Poros circulares dispuestos en agregados y algunos solitarios. Grupo 3: Fig. 3. Parénquimaparatra- queal con series de 2 a 4 células por serie parenquimatosa (corchete); Fig. 7. Poros ovalados en agregados. G. coulteri-. Fig. 4. Parénquima paratraqueal con 2 células por serie parenqui- matosa (corchete); Fig. 8. Poros ovalados y solitarios. 37 Acta Botánica Mexicana 105 31-44 2013 : ( ) MEXUw Guaiacum coulteri: Muestra de G. coulteri obtenida de la xiloteca del Instituto de Biología de la Universidad Nacional Autónoma de México. Descripción cualitativa externa: Color amarillo, textura lisa, sin olor y de sa- bor ligeramente amargo. Veteado irregular, contraste entre albura de color amarillo y duramen de color pardo verdoso. Caracteres microscópicos: (Láminas 1 y 2. Figs. 4, 8, 12 y 16). Vasos: Porosidad difusa, con poros ovalados y solitarios (Fig. 8), numerosos, pm con 35 poros/mm2 y pequeños con un diámetro tangencial de 98 en promedio pm (74-123 pm). Los elementos de vaso fueron cortos con longitud promedio de 140 (86-185 pm). Placa de perforación simple con una inclinación de 15°. Punteaduras pm intervasculares y de vaso a radio alternas, areoladas y pequeñas con 4 a 6 de diámetro. Parénquima axial: Paratraqueal, escaso, aliforme y confluente con 1 o 2 estra- tos celulares, vistos en corte transversal (Fig. 8) y con 2 células por serie parenqui- matosa (Fig. 4). Cada célula presentó un cristal estiloideo. Parénquima radial: Los radios fueron muy abundantes, 26/mm en promedio, homocelulares y exclusivamente uniseriados (Fig. 4), formados por células procum- pm bentes y extremadamente bajos con una altura promedio de 95 (77-123 pm). pm Fibras: Fibrotraqueidas largas, con longitud promedio de 811 (642-1050 pm pm pm). Paredes gruesas con 3 de espesor y 9 de diámetro tangencial. Presen- taron abundantes y pequeñas punteaduras (3 a 5 pm) areoladas en corte tangencial. Otras características: Hubo estratificación del parénquima axial, elementos de vaso y radios, con 13 líneas/mm (Fig. 4). Madera muy dura, fuerte y durable. Histoquímica El azul negro de naftol (ANN) es empleado para la identificación de proteí- nas. (Lámina 1. Figs. 5 y 8). En todas las muestras se observó reacción intensa en paredes y citoplasma del parénquima axial y radial. En los grupos 1 y 2 las bandas confluentes se definieron con claridad del parénquima que se intercala con las fibras (Figs. 5 y 6). En G. coulteri las fibras se tiñeron fuertemente, lo que produjo un color homogéneo en todo el tejido por su abundancia, resaltando la forma de los vasos y el escaso parénquima paratraqueal de tipo aliforme a su lado (Fig. 8). Sobresalió la diferencia en la presencia de proteínas celulares entre los grupos y G. coulteri. El Schiff-azul negro de naftol (Sch-ANN) es usado para la identificación de glucoproteínas y polisacáridos insolubles (Lámina 2. Figs. 9 y 12). En todas las muestras, excepto en G. coulteri a pesar de que el citoplasma del parénquima radial , y axial reaccionó con ambos colorantes, dominó la tinción con Schiff, lo que indicó 38 Centeno-Betanzos et al.: Comparación anatómica e histoquímica de las maderas de "guayacán" Lámina 2. Histoquímica de la madera del guayacán de mercado y de Guaiacum coulteri. Maderas teñidas con Schiff-azul negro de naftol, que tiñe proteínas de azul y glucoproteínas y polisacáridos en rosa mexicano (Figs. 9-12); en todas las muestras el parénquima axial y radial reacciona a ambos colorantes y las fibras solo al azul. Muestras teñidas con la cuádruple de Johansen, que colora de verde a la celulosa, de morado al contenido glucoprotéico (Figs. 13-16). Grupo 1: Figs. 9 y 13. Fibras gelatinosas (corchete). Grupo 2: Figs. 10 y 14. Parénquima con contenido glucoprotéico (corchete). Grupo 3: Figs. 1 y 15. Cristales (flecha) 1 y fibrotraqueidas celulósicas. G. coulteri Figs. 12 y 16. Fibrotraqueidas lignificadas (flecha). : 39 Acta Botánica Mexicana 105 31-44 2013 : ( ) el predominio de carbohidratos celulares, que al contrario de las fibras, resaltó la reacción al azul negro de naftol debido a la abundancia de proteínas presentes en estas células. (Figs. 9, 10 y 11). La reacción de ambos colorantes en la pared de los vasos hizo más visible las punteaduras (Fig. 10). En el escaso parénquima de G. coulteri, hubo dominancia del azul, lo que fue característico para esta muestra (Fig. 12). El citoplasma del parén- quima paratraqueal del grupo 3 presentó un contenido en forma de mucílago. La tinción cuádruple de Johansen permitió distinguir celulosa, lignina, pro- teínas y almidón (Lámina 2. Figs. 13 y 16). En los grupos 1 y 2 los contenidos citoplásmicos del parénquima axial y radial se tiñeron de color rosa a morado en diferente intensidad, debido al contenido celular de tipo glucoproteico. Las fibras, principalmente de los grupos 1 y 3, lo hicieron fuertemente de verde, lo que destacó su composición celulósica (Figs. 13, 14 y 15). En G. coulteri las fibrotraqueidas se , tiñeron totalmente de color rojo debido a la abundancia de lignina (Fig. 16). En el citoplasma del parénquima axial del grupo 1 se lograron distinguir cuerpos esferoi- dales similares a amiloplastos, coloreados en violeta en diferentes intensidades (Fig. 13). El citoplasma del parénquima radial se tiñó de morado debido a la presencia de glucoproteinas (Figs. 13 y 16). En corte tangencial, en los extremos del parénquima radial sobre la célula erecta del grupo 1 se observó un material teñido de rojo, que indicó la presencia de lignina (Fig. 11). En el grupo 3 destacaron los cristales en las células de parénquima (Fig. 15). En G. coulteri tanto la pared de los vasos como las abundantes fibrotraqueidas se tiñeron de rojo por la presencia de lignina, lo que homogenizó la coloración rojiza de todo el tejido. El escaso citoplasma de las células de los radios y del parénquima axial se colorearon de violeta, por el alto contenido de proteínas (Fig. 16). DISCUSIÓN Comparación anatómica entre las muestras del mercado y la madera de Guaiacum coulteri Aunque las muestras de mercado presentaron diferencias morfológicas cuali- tativas, éstas no fueron suficientemente contundentes para permitir la distinción de los diferentes grupos con facilidad o a simple vista. Esto confirma el hecho de que al momento de comprar guayacán en los mercados, es muy probable que el consumidor no logre notar la diferencia entre la madera de una y otra especie. Sin embargo, por medio de los caracteres microscópicos se encontraron diferencias importantes en 40