Introducción

La familia Amaryllidaceae es un grupo de monocotiledóneas pertenecientes al orden Asparagales, que comprende alrededor de 1.100 especies agrupadas en 75 géneros. Actualmente, incluye a las subfamilias Amaryllidoideae, Agapanthoideae y Allioideae (Stevens, 2001; Chase et al., 2009). Las especies de esta familia han adquirido importancia por ser utilizadas como plantas ornamentales, además de sus amplias propiedades farmacológicas, ya que producen alcaloides que presentan como precursores primarios la L-fenilalanina y L-tirosina. Estos precursores dan origen al principal esqueleto carbonado denominado norbelladina que, a través de la oxidación del acoplamiento del fenol, genera estructuras con posiciones de tipo orto-para', para-orto' y para-para', agrupando los tipos de alcaloides isoquinólicos, tales como licorina, homolicorina, crinina, haemantamina, tazetina, narciclasina, montanina y galantamina. Estos alcaloides tienen actividad antiviral y antimicrobiana; son citotóxicos, anticonvulsivos, antitumorales, hipotensivos y antiinflamatorios (Gonzalez Chavarro et al., 2020). Éstos son compuestos heterocíclicos nitrogenados derivados principalmente de aminoácidos, y en la naturaleza se pueden encontrar como sales con el ácido acético, láctico, málico, tartárico, cítrico y oxálico. Aunque sus estructuras difieran mucho entre unas y otras, recientes estudios fitoquímicos han demostrado la diversidad de sus actividades farmacológicas (Gonzalez Chavarro et al., 2020). En las plantas, dichos metabolitos cumplen un papel de almacenamiento de nitrógeno, sirven como sustancias protectoras de los frutos, semillas, corteza del tallo, raíz y epidermis de las hojas (Vélez Terranova et al., 2014). Otras investigaciones demuestran que, además es posible utilizar los alcaloides de Amaryllidaceae como herramienta quimiotaxonómica para diferenciar géneros y especies de dicha familia (Lizama Bizama, 2018).

El objetivo del presente trabajo fue realizar una revisión bibliográfica acerca de las investigaciones fitoquímicas y farmacológicas que se han desarrollado para identificar y aislar las sustancias contenidas en distintos órganos de Allium sativum L., además de una descripción general acerca de las potenciales aplicaciones de las distintas formulaciones en diversos campos de investigación, haciendo énfasis principalmente en referencia a prevención y control fúngico.

Materiales y Métodos

La metodología utilizada consistió en la búsqueda online y posterior revisión de trabajos especializados. Se utilizaron los buscadores Google y Google Académico. Ha sido consultado un total de 31 revistas científicas, una página web, seis tesis, un trabajo de fin de grado y un acta de congreso. Dichas investigaciones datan desde fines del siglo XX hasta la actualidad. A modo de guía y para una mayor eficiencia en la búsqueda de datos, se utilizaron los siguientes términos: ajo, componentes del ajo y ajo como agente antifúngico. Se han sintetizado en una tabla los trabajos consultados, autores, año de publicación y sitios web (Tabla 1).

Resultados

El interés científico por los componentes del ajo se remonta a 1844 con los trabajos de Werthein, que condujeron a la identificación del disulfuro de alilo como responsable de su olor característico (Corrales Reyes et al., 2014). Di Santo (2010) describe la generación de la alicina mediante la acción de la enzima alinasa (Corrales Reyes et al., 2014). La alicina es uno de los compuestos biológicamente activos más importantes del ajo. Es producto de la conversión de la aliina, por intermedio de la catálisis de la enzima alinasa, se trata de un compuesto azufrado que posee diversas actividades farmacológicas de interés. Se encuentra en cantidades que oscilan entre el 0.22-0.24% del peso del ajo (Block, 1985). A la alicina se le atribuyen efectos antimicrobianos y antimicóticos in vitro, contra Candida albicans (C. P. Robin) Berkhout; algunos hongos principalmente dermatofitos y levaduras patógenas para el hombre (Juárez-Segovia et al, 2019). Este compuesto no llega a circular en el torrente sanguíneo, pero puede ejercer efectos positivos en el tracto gastrointestinal, y dentro del cuerpo a través de sus metabolitos (Torres Palazzolo, 2020). Arif (2009) plantea que los extractos alcohólicos del ajo presentan una nueva molécula, poseedora de una potente actividad antiplaquetaria, la cual fue sintetizada y se conoció con el nombre de ajoene (Corrales Reyes et al., 2014). Lemus et al. (2004), en su trabajo acerca de la susceptibilidad in vitro al ajoene de aislados de Candida albicans, C. parapsilosis (Ashford) Langeron & Talice y C. krusei (Castellani) Berkhout, describen que el mecanismo de acción del ajoene como agente antimicótico está asociado a perturbaciones que se originan en la integridad de la membrana plasmática, las cuales provocan deformaciones en la estructura del hongo, alterando las hifas y blastoconidias. Los efectos nocivos de la mayoría de los antifúngicos, principalmente de los polienos, y el poco equilibrio enzimático que regula a los derivados azólicos, las alilaminas y los tiocarbamatos, así como su estrecho rango de acción, han estimulado el desarrollo de nuevas líneas de investigación basadas en el uso de algunas toxinas fúngicas y del ajo (Moctezuma Zárate et al, 2016). Alayo-Muñoz (2019) ha estudiado el efecto antimicótico in vitro del extracto acuoso del bulbo de ajo, obtenido por procesamiento y centrifugación de los bulbos con solvente acuoso, a partir de la medida de los halos de inhibición del crecimiento micótico alrededor de los pocillos conteniendo el extracto. Por otro lado, se han realizado estudios in vivo en animales de experimentación y en pacientes humanos que padecen una infección fúngica. En estos estudios se evalúa la eficacia del fármaco en la eliminación del hongo y la respuesta clínica del paciente. Además, se puede cuantificar la concentración del fármaco en los fluidos corporales del paciente (como la sangre o el líquido cefalorraquídeo) para definir la dosis óptima del medicamento. Otros estudios in vitro e in vivo en animales evidenciaron actividad inhibitoria de extractos de ajo sobre Hystoplasma capsulatum Darling, Criptococcus neoformans (San Felice) Vuill. y Aspergillus parasiticus Speare. También se ha citado el efecto de inhibición de crecimiento in vitro en casos de esporotricosis (González Cuellar Taboada, 2019). El mecanismo de acción como agente antimicótico parece estar asociado a perturbaciones que se originan en la integridad de la membrana plasmática, al inducir cambios en su composición lipídica, incrementando el contenido relativo de los esteroles e induciendo fuertes cambios en la composición fosfolipídica (Ledezma & Apitz, 1998).

Otros componentes que han sido aislados en el ajo son: agua, carbohidratos tales como la fructosa, compuestos azufrados: alixina, aliina, adenosina, alil metano tiosulfinato, alil metil triosulfinato, dialil disulfuro, dialil trisulfuro, S-alil mercaptocisteína, 2-vinil-4H-1,2-ditiina y 5-alilcisteína., fermentos, colina, ácido hidrorodánico y yodo (Moctezuma Zárate et al, 2016). Además, se ha aislado fibra, altos niveles de vitamina A y C, bajos niveles de vitaminas del complejo B, y hasta 17 aminoácidos, entre los cuales se encuentran: ácido aspártico, asparagina, alanina, arginina, fenilalanina, histidina, leucina, metionina, prolina, serina, treonina, triptófano y valina. Asimismo, se han reportado altos contenidos de compuestos fenólicos, polifenoles y fitoesteroles (Ganado Olmedo, 2010). En cuanto a los minerales, presenta niveles importantes de potasio, fósforo, magnesio, sodio, hierro y calcio, contenido moderado de selenio y germanio. La concentración de estos minerales dependerá del suelo donde crecen los bulbos (Ramírez Concepción et al., 2016).

El ajo puede ser usado como un agente antidermatófito en géneros como Epidermophyton Sabour,Microsporum Gruby y Trichophyton Malmsten, siendo tan efectivo como las drogas antifúngicas estándares (Sánchez Domínguez et. al, 2016). El ECFA (Extracto crudo de ajo) muestra un buen efecto antifúngico contra una gran variedad de especies de hongos, tales como Aspergillus niger Tiegh y A. parasiticus, dos hongos productores de micotoxinas: aflatoxinas y ocratoxinas respectivamente. Estas toxinas son causantes de enfermedades en seres humanos y animales, además de generar cuantiosas pérdidas económicas al contaminar cultivos (Juárez-Segovia et al, 2019). Esto hace posible su aplicación en terapia médica y agricultura, además de que es económico, fácil de obtener y no provoca efectos secundarios en concentraciones adecuadas. No obstante, se requieren más estudios para su aplicación terapéutica (Moctezuma Zárate et al., 2016). En cuanto a aplicaciones en agricultura y control biológico, ^{Salas (2001}) en su investigación acerca del potencial de un repelente formulado a base de ajo contra la mosca blanca Bemisia tabaci Gennadius, concluye que el producto actúa como disuasivo o supresor de la ovoposición. Los extractos de ajo presentan actividad repelente de insectos, en especial el extracto acuoso de ajo, con efectos tóxicos en huevos de Aedes aegypti L. (González Cuellar Taboada, 2019). Souza et al. (2007), demostraron que el extracto hidroalcohólico de ajo, a partir de la concentración al 2,5%, posee mayor eficiencia para inhibir el desarrollo de Fusarium proliferatum (Matsush.) Nirenberg ex Gerlach & Nirenberg en relación con otros tratamientos. Asimismo, se redujo la tasa de crecimiento miceliar y la germinación de esporas, así como la incidencia del ataque fúngico en los granos. Además, se potenció el poder germinativo de semillas y también controló el marchitamiento y la pudrición del tallo de las plántulas de maíz. Los extractos acuosos e hidroalcohólicos de ajo, así como discos de ajo fresco, tienen un efecto inhibitorio sobre el crecimiento de bacterias y hongos (Sousa Nascimento et al., 2022). La actividad antimicrobiana del ajo fue corroborada por Gómez de Saravia et al. (2012) frente a cepas de bacterias tales como Bacillus thuringiensis Berliner, Paenibacillus polymyxa (Prazmowski) Ash et al. y el género Streptomyces Waksman & Henrici. y de hongos como Aspergillus clavatus Desm., A. niger y géneros Penicillium Link y Fusarium Link ex Grey, e infieren que se debe a la acción de la alicina y el ajoeno, que son sustancias que inhiben la actividad de las enzimas, tales como colinesterasa y ureasa. El mecanismo de acción antimicrobiana de extractos de ajo está también relacionado con una actividad inmunomoduladora por estimulación fagocitaria de macrófagos, estimulación linfocitaria e inhibición de la síntesis del ARN (González Cuellar Taboada, 2019). En este sentido, se ha probado el efecto antioxidante del extracto de ajo, en estudios in vitro realizados con células madre amnióticas humanas, donde se observó la disminución de la producción de radicales libres. De la misma manera, existen trabajos que mencionan que el ajo puede aumentar los niveles de glutatión (GSH) en las células y al mismo tiempo disminuye los niveles de la forma oxidada del glutatión (GSSG). Además, el ajo también aumenta la actividad de otra enzima antioxidante llamada superóxido dismutasa en las células (Ramírez Concepción et al, 2016).

Por otra parte, Olivas Méndez et al. (2022) analizaron el potencial del aceite esencial de Allium sativum, como protector y conservante de productos cárneos, concluyendo que reduce la oxidación de lípidos sin afectar la composición química, el pH o el color de los alimentos. Además, se observó una reducción de bacterias, mohos y levaduras en los productos cárneos, en los que fue aplicado sólo o combinado con otros aceites esenciales.

Otros trabajos indican que el ajo en sus diversas formulaciones puede promover la normalización de los líquidos plasmáticos, frenar la peroxidación lipídica, estimular la actividad fibrinolítica, inhibir la agregación plaquetaria y reducir la tensión arterial (García Gómez, 2000). Torres Palazzolo (2020) demostró que 2-vinilditiina, un agente bioactivo de las preparaciones de ajo, impacta positivamente en el funcionamiento de las células cardiovasculares. El aceite macerado con ajo demostró gran potencial como alimento funcional para el manejo integral de enfermedades cardiovasculares como la arteriesclerosis. Gómez Martínez (2010) investigó compuestos con propiedades antioxidantes como el extracto de ajo envejecido (EAE) y la S-alilcisteína (SAC), concluyendo que podrían regular la expresión de genes que codifican para proteínas con actividad antioxidante e inducen la expresión de los transportadores GLUT-1, GLUT-3 y GCLC en isquemia cerebral. El envejecimiento del extracto provoca que los componentes antioxidantes y organosulfurados como la S-alilcisteína (SAC) y la mercaptocisteina se concentren, siendo más estables y con mayor efecto antioxidante (Colin-González et al., 2012). Katsuki et al. (2006) investigaron el efecto quimiopreventivo del extracto de ajo envejecido. Comprobaron que el S-alil cisteína se encuentra en mayor concentración. El estudio dio como resultado la inhibición de las células cancerígenas del colon mediante la inhibición de la mitosis de estas células (Ramírez Concepción et. al., 2016). Asimismo, se han constatado propiedades antioxidantes que podrían desempeñar un papel importante en los efectos protectores frente al estrés oxidativo en células y órganos en neuroprotección, hepatoprotección y cáncer (Gonzalez Cuellar Taboada, 2019). Finalmente, la inmunodetección con anticuerpos de origen humano demostró la existencia de receptores para los péptidos natriuréticos en plantas (PNPs) en ajo. En investigaciones realizadas por Valle Rodríguez et al. (2017), se identificó un fragmento de un gen que codifica para PNPs en ajo. Los péptidos natriuréticos (PN) son hormonas de vertebrados involucradas en la regulación de la homeostasis de iones y agua en la célula. Los PNPs tienen funciones similares a los PN, ya que median el transporte de iones a través de la célula.

En la Tabla 2 se presenta un resumen de los resultados obtenidos experimentalmente en investigaciones aplicadas a prevención y control fúngico, a partir de componentes aislados de los bulbos, zumo de bulbos, extracto crudo, extracto acuoso, extracto hidroalcohólico, extracto concentrado fresco, aceite esencial, alicina pura, ajoene, extracto envejecido y forma liofilizada.

Tabla 1: Publicaciones electrónicas consultadas. Se detalla Publicación y Página Web.

Tabla 2: Compilación de resultados obtenidos experimentalmente en investigaciones aplicadas a prevención y control fúngico, a partir de componentes aislados en distintas formulaciones del ajo. Se detallan Procedimiento experimental, Resultados, Taxones afectados y Publicación.

Conclusiones

En las últimas décadas se han llevado a cabo numerosas investigaciones que confirman las propiedades fitoquímicas y farmacológicas del ajo, las cuales tienen gran potencial para un amplio espectro de usos en diferentes áreas: medicina, microbiología, farmacia, agricultura, control biológico, control bacteriológico y fúngico. En particular, el uso de fungicidas de síntesis química provoca consecuencias negativas a corto y a largo plazo, tanto en el desarrollo agronómico como en medicina, veterinaria y alimentación. Entre las consecuencias negativas de fungicidas sintéticos se destacan su toxicidad residual, contaminación ambiental del suelo, aire y agua (que conllevan a alteraciones ecosistémicas), efectos carcinógenos y resistencia por parte de los agentes contaminantes. Por este motivo, los resultados obtenidos en esta revisión resaltan las propiedades fitoquímicas y farmacológicas del ajo en sus diversas formulaciones, y lo convierten en una auspiciosa opción económica y sustentable para un amplio espectro de usos como agente natural antimicrobiano y antifúngico, y potencian sus aplicaciones como control biológico amigable con el medio ambiente.

Contribución de los Autores

Todas las autoras han realizado conjuntamente y a partes iguales la revisión bibliográfica, su interpretación y redacción del manuscrito.

Agradecimientos

Al apoyo financiero concedido por la Universidad Nacional de La Plata a través del Proyecto de Incentivos a la Investigación (N11/897, FCNyM), al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y a la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. (CICPBA).

Recibido: 14 Feb 2023

Aceptado: 15 May 2023

Publicado en línea: 30 Ago 2023

Publicado impreso: 30 Sep 2023