Diseño de una metodología sostenible de uso de plantas medicinales nativas de la ecorregión del Monte de Sierras y Bolsones para la obtención de metabolitos especializados

Abstract

En los últimos tiempos, la abundancia poblacional de muchas de las especies de plantas medicinales nativas de la Ecorregión del Monte del Noroeste Argentino ha disminuido debido a la expansión agrícola, el pastoreo excesivo, la urbanización, a los crecientes niveles de recolección y a los cambios en las condiciones climáticas. El presente trabajo de Tesis Doctoral se enmarca en la búsqueda de estrategias para el aprovechamiento sostenibles de la flora nativa de ambientes áridos como la Ecorregión del Monte de Sierras y Bolsones en los Valles Calchaquíes de Tucumán. El objetivo de este trabajo de Tesis Doctoral fue diseñar una metodología eficiente para la colecta sostenible, secado y almacenamiento de plantas medicinales nativas, con énfasis en la optimización de la extracción de metabolitos bioactivos de interés farmacéutico. Se efectuó el relevamiento poblacional de especies de interés medicinal en diferentes lugares de Amaicha del Valle (Tucumán, Argentina), Ampimpa, Tío Punco, Fuerte Quemado y Los Poleos. En base a la abundancia poblacional y a la vulnerabilidad de las especies relevadas, así como a los usos medicinales ancestrales se seleccionó a Larrea cuneifolia Cav. conocida popularmente como jarilla macho para diseñar una metodología sostenible de procesamiento y extracción de bioactivos. Se analizó el comportamiento fisiológico de L. cuneifolia (potencial hídrico foliar, contenido de pigmentos fotosintéticos, crecimiento y contenido de agua), el contenido y variabilidad estacional de metabolitos especializados (compuestos fenólicos totales, flavonoides totales, lignanos) y metabolitos primarios (azúcares reductores y proteínas solubles). Por otra parte, se compararon distintos métodos de secado del material vegetal. Los resultados demostraron que la época del año, el horario del día y el sitio de recolección influyen significativamente sobre el metabolismo especializado y consecuentemente en la calidad fitoquímica del material vegetal. Las muestras recolectadas en primavera presentaron los valores más altos de metabolitos de interés medicinal principalmente lignanos, considerados metabolitos marcadores del género Larrea. El secado del material vegetal a temperatura moderada (40–45 °C), en estufa de aire forzado resultó el método más eficiente para conservar los compuestos bioactivos. Estos datos permitieron establecer parámetros precisos para cada etapa del proceso, formulando un protocolo estandarizado que asegura la calidad del material vegetal para el desarrollo de productos medicinales y para el aprovechamiento sostenible de las plantas medicinales nativas. Este trabajo de Tesis Doctoral resalta la importancia de la sistematización de los protocolos de colecta, secado y procesamiento del material vegetal para lograr un manejo sostenible del recurso. La metodología propuesta integra criterios ecológicos, fisiológicos, químicos, y ofrece un modelo aplicable para el desarrollo de bioproductos naturales, contribuyendo a la conservación y aprovechamiento sustentable de la biodiversidad regional.

In recent times, the population abundance of many native medicinal plant species in the Monte ecoregion of northwestern Argentina has declined due to agricultural expansion, overgrazing, urbanization, increased harvesting, and changes in climatic conditions. This doctoral thesis is framed within the search for strategies for the sustainable use of native flora in arid environments such as the Monte ecoregion of Sierras and Bolsones in the Calchaquí Valleys of Tucumán. The objective of this thesis was to design an efficient methodology for the sustainable harvesting, drying, and storage of native medicinal plants, with an emphasis on optimizing the extraction of bioactive metabolites of pharmaceutical interest. A population study of medicinal species was conducted indifferent locations in Amaicha del Valle (Tucumán, Argentina), Ampimpa, Tío Punco, Fuerte Quemado, and Los Poleos. Based on the population abundance and vulnerability of the studied species, as well as their ancestral medicinal uses, Larrea cuneifolia Cav., popularly known as jarilla macho, was selected to design a sustainable methodology for processing and extracting bioactive compounds. The physiological behavior of L. cuneifolia (leaf water potential, photosynthetic pigment content, growth, and water content), the content and seasonal variability of specialized metabolites (total phenolic compounds, total flavonoids, and lignans), and primary metabolites (reducing sugars and soluble proteins) were analyzed. In addition, different drying methods for the plant material were compared. The results demonstrated that the time of year, time of day, and collection site significantly influence specialized metabolism and, consequently, the phytochemical quality of the plant material. The samples collected in spring showed the highest values of metabolites of medicinal interest, mainly lignans, considered marker metabolites of the genus Larrea. Drying plant material at a moderate temperature (40–45°C) in a forced-air oven proved to be the most efficient method for preserving bioactive compounds. This data allowed for the establishment of precise parameters for each stage of the process, leading to the formulation of a standardized protocol that guarantees the quality of plant material for the development of medicinal products and for the sustainable use of native medicinal plants. This doctoral thesis highlights the importance of systematizing the protocols for collecting, drying, and processing plant material to achieve sustainable resource management. The proposed methodology integrates ecological, physiological, and chemical criteria and offers an applicable model for the development of natural bioproducts, contributing to the conservation and sustainable use of regional biodiversity.