renée condori apaza.estudio fitoquimico y extracción de fracción alcaloidea jatropa m

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ESTUDIO FITOQUIMICO Y EXTRACCION DE LA FRACCION ALCALOIDEA DE LOS TALLOS DE LA Jatropha macrantha M. Arg. (Huanarpo macho)

EVELYN K. PAREDES PAREDESRENEE M. CONDORI APAZA

Universidad Nacional San Agustín de Arequipa

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ANTECEDENTES GENERALES JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN La especie Jatropha macrantha, planta silvestre que pertenece a la flora de los Andes

del Perú y crece en lugares pedregosos y secos, se le atribuye propiedades energizantes, estimulantes, reconstituyentes, a las raíces de la planta como a la tintura de las ramas, se sabe que son de origen natural y de distribución restringida.

Contiene sustancias químicas de gran utilidad en medicina, siendo usada por los pobladores de las zonas rurales como energizante, sin que ellos tengan conocimiento que probablemente puedan causar algunos efectos negativos en su salud; por ello el estudio científico del vegetal que sirve para conocer sus constituyentes químicos, identificarlos y así de manera científica recomendar o rechazar su uso.

Existen en general pocos estudios sobre la especie Jatropha macrantha M.Arg. (huanarpo macho), siendo preciso resaltar los estudios previos que se han realizado y que han permitido determinar la alta presencia de proantocianidinas B-3, catequinas y derivados catequínicos en los tallos de la Jatropha macrantha M. Arg., mas no se tiene información precisa sobre la presencia de alcaloides y del grado toxicológico de alguna de sus fracciones de esta planta, por lo que la evaluación de la actividad toxicológica de la fracción alcaloidea se hace imprescindible, para poder tener un criterio científico sobre el uso de esta planta tan difundida entre nuestra población.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Estudiar fitoquímicamente y extraer la fracción alcaloidea de los tallos de la Jatropha macrantha M. Arg. (Huanarpo macho).

OBJETIVOS ESPECIFICOS. Caracterizar taxonómicamente la muestra vegetal. Recolectar y seleccionar la planta para su respectivo tratamiento preliminar. Preparar el extracto metanólico de los tallos de la Jatropha macrantha M. Arg. Identificar los grupos funcionales y metabolitos secundarios presentes en el extracto

metanólico de los tallos de la Jatropha macrantha M. Arg. mediante reacciones cualitativas generales y la marcha fitoquímica preliminar.

Extraer la fracciones alcaloideas del extracto metanólico de los tallos de la Jatropha macrantha M. Arg. por los métodos de maceración y soxhlet.

Identificar los alcaloides extraídos mediante el uso de reacciones específicas para alcaloides.

LOS VEGETALES Se llama vegetal a los organismos estudiados por los botánicos, mas

conocidos como plantas. Los vegetales producen una vasta y amplia cantidad de compuestos orgánicos, que participan directamente en el crecimiento y desarrollo de las plantas estas se delimitan en grupos taxonómicos del reino vegetal.

Las moléculas orgánicas denominadas “Metabolitos Secundarios” en la actualidad son objeto de estudio por parte de los países desarrollados y empresas transnacionales en los diferentes campos científicos e industriales, gracias al creciente interés de estos países y organizaciones en registrar y patentar los nuevos productos naturales y sus derivados. El Perú tiene una enorme biodiversidad debido a las condiciones favorables de su geografía, por lo que cada esfuerzo en investigar los productos naturales contribuye a proteger nuestro patrimonio natura.

En general podemos mencionar a los alcaloides, flavonoides, glicósidos, fitoesteroles, terpenos, aceites esenciales, carotenoides, todos estos compuestos que al ser extraídos de su matriz tienen una utilidad potencial, ya sea como aditivos de alimentos, fármacos y plaguicidas de origen natural, estos últimos de gran aceptación en los mercados de estas sustancias por ser de probada eficacia y prácticamente inocuos al medio ambiente .

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Los fármacos se pueden originar a partir de sustancias:

• Vegetales

• Animales

• Minerales

DROGA : Toda sustancia simple o compuesta, natural o sintética que puede emplearse en la elaboración de medicamentos, medios de diagnóstico, productos dietéticos, higiénicos, cosméticos u otra forma que pueda modificar la salud de los seres vivos.

MEDICAMENTO : Toda droga o preparación efectuada con drogas que por su forma farmacéutica y dosis puede destinarse a la curación, al alivio, a la prevención o al diagnóstico de las enfermedades de los seres vivos.

REMEDIO : Todo aquello que sirve para prevenir, aliviar o curar enfermedades. Abarca todos los recursos para ese fin.

Ej. Droga, medicamento, hipnosis, masajes, ultrasonidos, etc.

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Jatropha macrantha M. Arg. Huanarpo Macho

CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA

Reino Vegetal

División Magnoliophita

Clase Magnoliopsida

Subclase Rosidae

Orden Euphorbiales

Familia Euphorbiaceae

Género (Euphorbia) Jatropha

Especie Jatropha macrantha

Nombre Científico Jatropha macrantha Muell. Arg.

Sinonimia Huanarpo macho, barbasco,

huanarpo de canta, palo de grado,

urco huanarpo.

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Jatropha macrantha M. Arg. Huanarpo Macho

Fuente : Bióloga Fátima Cáceres Huamaní.

HÁBITAT ECOLÓGICO

Arbusto endémico que crece frecuentemente en los lugares pedregosos de la zona baja de la Sierra: laderas ubicadas entre los 1080 y 1350 m.s.n.m., en los departamentos de Arequipa, Cajamarca, Lambayeque, La Libertad, Ancash, Lima y Huanuco.

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Jatropha macrantha M. Arg. Huanarpo Macho

Especie pertenece a la familia Euphorbiaceae, comprende alrededor de 290 géneros y más de 750 especies, casi cosmopolitas, particularmente rica en trópicos, pero extendiéndose a las regiones templadas de ambos hemisferios. En el Perú comprende 57 géneros, 305 especies de las cuales 88 son endémicas. Las especies endémicas más comunes son: Jatropha curcas L., y la Jatropha macrantha M. Arg.

USOS Y PROPIEDADES ETNOBOTÁNICAS

Dentro de la gran variedad de plantas que se usan por la población en la curación de sus dolencias, la Jatropha macrantha M. Arg. (huanarpo macho) cumple una acción reconstituyente, energizante, estimulante del sistema nervioso central, antibronquial, antidiabético, béquico y antiasmático que fueron conocidas desde la época de los Incas.

También se tiene que tanto las raíces como la tintura de los tallos tienen acción afrodisíaca. Teniendo eficacia mejor que el viagra para combatir la disfunción eréctil y los problemas de reproducción sexual en personas mayores de edad. Los antiguos peruanos, tras secarlo a la sombra, trituraban el fruto o lo hacían hervir. Luego lo tomaban como estimulante sexual o vigorizante para las largas marchas de los soldados o en los duros trabajos en la construcción de edificios

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ANTECEDENTES CIENTÍFICOS

Estudios en algunas plantas del género Jatropha como es el caso de la Jatropha – Gossipifolia Linn reporta que tiene gran cantidad de alcaloides, aislando cuatro tipos, dos como imidazoles y los otros como alcaloides piperidínicos.

Con respecto a los trabajos de investigación de la Jatropha macrantha M. Arg. se reporta que estudios hechos en Japón tanto en la Jatropha macrantha M. Arg. (huanarpo macho), como el Lepidium meyenii Walp (maca) tienen efectos muy significativos sobre la testosterona y progesterona evaluados estos en ratas y en embriones de los mismos.

También se tiene que estudios en el extracto metanólico de los tallos de esta planta en Italia demostraron que contenía catequiza 7-o-β-glupiranoso y proantocianidinas B-3 junto con otros polímeros catequínicos, sus estructuras fueron establecidas por el NMR y ESI/MS experimentalmente; además se realizo análisis cualitativos y cuantitativos de la función fenólica.

Jatropha macrantha M. Arg. Huanarpo Macho

BIOSÍNTESIS DE PRODUCTOS NATURALES

Todos los organismos necesitan transformar e interconvertir una gran variedad de compuestos orgánicos para poder vivir, crecer y reproducirse. Ellos necesitan proporcionarse energía en la forma de ATP, y una variedad de bloques de construcción para armar sus propios tejidos.

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Relación entre Metabolitos Primarios y Secundarios

REACCIONES COMUNES EN LA BIOSÍNTESIS DE ALCALOIDES Los aminoácidos como precursores de los alcaloides, sufren una serie de

transformaciones típicas que se resumen en: Formación de bases de Schiff (genera enlaces C=N)

La formación de enlaces C-N es frecuentemente llevada a cabo por reacciones de condensación entre aminas o aldehídos o cetonas. Una típica adición nucleofílica se sigue por eliminación de agua para dar una imina o base de Schiff.

Condensación Mannich (genera enlaces C-C-N), es una condensación entre un carbanión (orto o para de grupo fenólico), un aldehido o cetona y una amina primaria o secundaria.

La reacción de Mannich es frecuente en la biosíntesis de alcaloides. Las aminas secundarias reaccionarán con el grupo carbonilo para dar un ión iminio (base de Schiff cuaternaria), y así el paso de protonación adicional no es necesario.

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MÉTODOS DE EXTRACCIÓNMACERACIÓN

Es un método de extracción sólido-líquido, el producto sólido (materia prima) posee una serie de compuestos solubles en el líquido extractante que son los que se pretende extraer. La extracción se realiza a temperatura ambiente de entre 15º y 20 ºC.

DIGESTIÓN

Consiste en someter la materia prima a la acción prolongada de un líquido, en vasija cerrada, a temperatura comprendida entre 32ºC y el punto de ebullición del solvente usado. El modo de calentar el líquido varía según las circunstancias y puede hacerse a fuego lento, en baño de arena o en baño maría.

EXTRACCIÓN SOXHLET Se fundamenta en una extracción continua, en la cual el material sólido se encuentra en

contacto con el solvente, reflujando varias veces.

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ALCALOIDES

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Son sustancias orgánicas nitrogenadas con propiedades básicas y acción fisiológica enérgica que tienen la peculiaridad de presentar un conjunto de reacciones químicas.La diversidad estructural y la variedad en la actividad biológica, hacen de los alcaloides como también de los antibióticos, uno de los grupos más importantes entre las sustancias naturales de interés terapéutico .Presentan notables propiedades fisiológicas y toxicológicas, que se ejercen fundamentalmente sobre el sistema nervioso central, con predominio en alguno de sus niveles. Por estas razones pueden ser usados como fármacos. El uso prolongado de alguno de estos de estos compuestos produce en el hombre dependencia, que constituyen verdaderas toxicomanías, con dependencia física y psíquica y un aumento de la tolerancia.

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QUÍMICA DE LOS ALCALOIDES

Pseudo alcaloides

AcetilCoA MalonilCoA Proteinas

Mevalonato Policétidos

N2

AminoácidosAminoácidos Aminoácidos modificados

-CO2

-CO2

NH 3

Isoprenoides

aminados

Policetidos

aminados

Aminas Protoalcaloides

No cíclicas

Cíclicas

Alcaloides verdaderos

Aspectos biogenéticos para la clasificación de los alcaloides

Alcaloides imperfectos

El alcaloide es un compuesto orgánico de origen natural (normalmente vegetal), nitrogenado, más o menos básico, de distribución restringida y dotado, a bajas dosis, de marcadas propiedades farmacológicas. No son alcaloides los aminoácidos, las betalaínas, los péptidos, los amino azúcares, las vitaminas nitrogenadas, las porfirinas, algunas bases como la tiamina ampliamente distribuida en los seres vivos y los alkil aminas de bajo peso molecular. Algunos autores hacen una diferenciación entre alcaloides verdaderos, protoalcaloides, pseudoalcaloides y alcaloides imperfectos.

Estructura de los Alcaloides

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NR

R

R

NH2

N

H2CHC CH2

N CH2

CH2CHH2C

CH3

N

N

NH

NH

N

N

NN

N

AMINASALIFATICAS

AMINAS AROMATICAS

PIRIDINICOS TOPANICOS

QUINOLINICOS ISOQUINOLINICOSFENANTRENICOS

INDOLICOS IMIDAZOLICOS PURINICOS

CICLOPENTANOPERHIDROFENANTRENO

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CLASIFICACION DE ALCALOIDES Piperidínicos-piridínicos: NICOTINA, arecolina (Areca cateccu), se utiliza

contra cestodes. Tropánicos: cocaína, escopolamina, atropina. Anticolinérgicos obtenidos de

Atropa belladona. Quinolínicos: derivados de la cinchona Cinchona succirubra, árbol del Perú,

sulfato y gluconato de quinidina, se emplean en tratamiento de arritmias cardíacas; y quinina, usada en el tratamiento del Paludismo.

Isoquinolínicos: derivados del opio. Los más importantes son la papaverina (relajante muscular) , la emetina (antihelmíntico), tubocurarina (relajante muscular).

Alcaloides del OpioOPIO: “latex desecado de las

cápsulas de Papaver somniferum”

Composición química: Sales, almidón, colorantes,

gomas, resinas, azúcares. alcaloides

Alcaloides del OpioOPIO: “latex desecado de las

cápsulas de Papaver somniferum”

Composición química: Sales, almidón, colorantes,

gomas, resinas, azúcares. alcaloides

O

NCH3

OR2 OR2

H H

CH3 H

CH3 CH3

MORFINA

CODEINA

TEBAINA

FENANTRENICOS BENCILISOQUINOLINICOS

PAPAVERINA

USO: antiespasmódico

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Indol: Estricnina (estimulante del sistema nervioso central) y fisostigmina (inhibidor reversible de la CHE) son los más destacados. Reserpina (Rauwolfia serpentina), se utiliza como hipotensor. Y los derivados de Catharanthus roseus, sulfato de vinblastina y sulfato de vincristina utilizados en tratamientos del cancer.

Imidazolínicos: Pilocarpina, que se obtiene a partir de Pilocarpus jaborandi, P. microphyllus y P. pinatifolius, acción agonista colinérgica muscarínica, se utiliza en tratamiento de glaucoma, miosis.

Esteroideos: obtenidos del Veratrum viride, se utiliza como insecticida. Aminados: Efedrina, simpaticomimético. Purínicos: se destacan las xantinas ( cafeína y teofilina) estimulantes del

SNC y efecto diurético.

O

NMeO

Estricnina

H

N

OMe

OMe

OMe

OMe

O

Coffea arabica Cafeína

Pruebas Generales de los Alcaloides

1) Reactivos de Alcaloides Precipitantes:

A) Mayer’s reagent. B) wagner’sreagent.

C) Hagar’s reagent D) Gold chloricle

E) Dragendoeff’sreagent.

2) Reactivos de Alcaloides coloreados:

(La deshidratación en bruto o la oxidacion de los alcaloides)

A) Marquis reagent. B) MandalinR.

C)Froehed’sr D) Erdmann’s R.

3) Pruebas especiales para los Alcaloides:

Es usado para identificar y confirmar la presencia de alcaloides.

Reactivo de Tiocianato de Cobalto

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Coloraciones con el Reactivo de Marquis

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SUSTANCIA COLOR TIEMPO (S) NOTAS

MDMA o MDA * Purpura a negro 0-5 Puede ser un purpura

bien oscuro

Amphetamine o

Methamphetamine

Anaranjado a

café

0-5 Puede ser un café

intenso

2C-B Anaranjado a

verde

5-10 El color cambia desde el

estado inicial

DXM Gris a negro 15-30 inicialmente no cambia;

toma mucho tiempo en

tener un color más negro

que el de MDMA

Donde:MDMA: Methylenedioxymethamphetamine.MDA: Methylenedioxyamphetamine.2C-B: 2,5-dimethoxy-4-bromophenethylamine.DXM: Dextromethorphan

Coloraciones específicas con el Reactivo de Marquis

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SUSTANCIAS COLORACIÓN

2C-B - 4-bromo-2,5-

dimethoxyphenethylamine

Verde- Amarillento

2,5-Dimethoxy-4-bromoamphetamine

(DOB)

Verde oliva - Amarillento

Aspirina Rojo oscuro

Codeína * Púrpura oscuro

d-Amphetamine HCl Naranja oscuro rojizo – Café oscuro rojizo

d-Methamphetamine HCl Naranja oscuro rojizo – Café oscuro rojizo.

Diacetylmorphine HCl (Heroin) * Rojo oscuro a purpura

Exedrine Rojo oscuro

Methylenedioxyamphetamine HCl (MDA) Negro

Methylenedioxy-N-ethylamphetamine HCl

(MDEA)

Negro

Methylenedioxymethamphetamine HCl

(MDMA)

Negro

Mescaline HCl Anaranjado intenso

Methadone HCl Rosado amarillento claro

Morphine monohydrate * Purpura rojizo muy intenso

Opio Marrón rojizo a gris oscuro

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DISEÑO EXPERIMENTAL

Toma de Muestra Jatropha macrantha M. Arg. Huanarpo Macho

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EXTRACCIÓN DISCONTINUA CON EQUIPO SOXHLET Y REFLUJO

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EXTRACCIÓN POR MACERACIÓN

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EXTRACCIÓN DE ALCALOIDES TOTALES POR MACERACIÓN

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MÉTODO DE EXTRACCIÓN DE ALCALOIDES SELECTIVO DE LOS TRES TIPOS DE EXTRACCIÓN METANÓLICA

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RESULTADOS

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Determinación Resultado (%)

1 79.96

2 81.29

3 81.64

Ŷ 80.96

δ +/-0.886

CV 1.09

ANÁLISIS DE HUMEDAD (MUESTRA FRESCA

Color: Material Fresco Verde

Material Seco Café claro

Olor Inodoro

Estado Físico Sólido

CARACTERISTICAS ORGANOLEPTICAS

ANALISIS CUALITATIVO PRELIMINAR DEL EXTRACTO HIDROALCOHOLICO

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Compuesto

Identificado

Reactivo de Identificación Reactivo de Color Resultado

pp. col.

Aminas en general Ninhidrina X Azul violáceo +++

Aldehídos y

Cetonas

2,4 Dinitrofenilhidrazina X Amarillo ó

Anaranjado

+

Esteres Hidroxilamina X Rojo tinto ó

violáceo

+

Fenoles FeCl3 X Rojo vino, verde

intenso ó azul.

+++ (V)

Hidrocarburos

Insaturados

Permanganato de Potasio X Café. +++

Hidrocarburos

Aromáticos

H2SO4X Rojo, verde azul ó

púrpura.

++(R)

pp. = Precipitación.col.= Coloración.R = Coloración roja.V = Coloración verde intenso.Leyenda:+ = Ligera presencia.++ = Presencia media.+++ = Presencia abundante. - = Negativo.

MARCHA FITOQUÍMICA PRELIMINAR

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Compuesto

Identificado

Reactivo de

Identificación

Reactivo de Color Extracto Metanólico

pp. col. A B

Taninos y/o

Compuestos

Fenólicos

FeCl3 X Rojo vino, verde

intenso ó azul.

+++(V) +++(V)

Saponinas Formación de

espuma

X Blanquecino - -

Flavonoides Shinoda X Amarillo,

anaranjado,

carmelita ó rojo.

++ +

Azúcares Reductores Fehling X Rojo ó ladrillo. +++ +++

Esteroides y/o

triterpenos

Lieberman -

Burchard

X Verde oscuro a

negro.

+++(N) +++(N)

Resinas Agua X Blanco a crema. +++ +++

Coumarinas/Lactonas Baljet X X Rojo + +

Quinonas Borntrager X Rosado a rojo. - -

Alcaloides Dragendorff X Anaranjado +++ ++

pp. = Precipitación.col.= Coloración.N = Coloración negra inmediata.V = Coloración verde intensa. Leyenda:+ = Ligera presencia.++ = Presencia media.+++ = Presencia abundante. - = Negativo.

REACCIONES GENERALES PARA ALCALOIDES EN EXTRACTO CRUDO DE ALCALOIDES

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Reactivo de

Identificación

Reactivo de

Color Resultado

pp. col.

Dragendorff X Naranja +++

Wagner X Marrón +++

Mayer X Blanco a crema +++(B)

Scheibler X Blanco +++

Urk X Violeta -

pp. = Precipitación.col.= Coloración.B = Coloración blanca.Leyenda:+ = Ligera presencia.++ = Presencia media.+++ = Presencia abundante. - = Negativo.

SÓLIDOS EXTRAÍDOS POR EL MÉTODO DE EXTRACTO DE ALCALOIDES SELECTIVO

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Solvente Extracto

A B AT

Éter + + +++

Cloroformo +++ +++ ++

Acetato de Etilo ++ +++ ++

CH3Cl:MeOH (3:2) + + +

Leyenda:+ = Ligera cantidad de sólidos extraídos.++ = Presencia media de sólidos extraídos.+++= Mayor presencia de sólidos extraídos.

REACCIONES GENERALES Y ESPECÍFICAS PARA ALCALOIDES

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MUESTRA

REACTIVOS

TIOCIANATO DE COBALTO

KELLER DMB ERLICH OTTO MARQUIS

EEA ++(va) – – – – +++(p)

EE1 +++ – – – – +++(p)

EClB + +++ – – – +++(p)

ECl2 + – – – – +++(p)

EAC +++ ++ – – – +(p)

EA3 ++ – – – – ++(p)

EClMeD + + – – – +(p)

EClMe4 + – – – – +(p)

EEAT + – – – – +++(p)

va = Verde azulado.

p = Púrpura negrusco.

Leyenda:+ = Ligera presencia.++ = Presencia media.+++ = Presencia abundante. - = Negativo.

PUNTO DE FUSIÓN Y SOLUBILIDAD

De los extractos selectivos obtenidos: ECl2, EClB, EAC y EEAT.

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Extracto Punto de Fusión (ºC)

ECl2 70 – 74

EClB 71 – 74

EAC68 – 72

EEAT60 – 62

Fracción

Solventes

CH3Cl ÉterAcetato de

EtiloHexano Acetona Metanol

Agua

F C

ECl2 S S LS LS S S I LS

EClB S S LS LS S S I LS

EEATS S LS LS S S I LS

CH3Cl = Cloroformo.

F = Agua Fría.C = Agua Caliente.Leyenda:S = Soluble.I = Insoluble.LS = Ligeramente soluble.

CH3Cl = Cloroformo.

F = Agua Fría.C = Agua Caliente.Leyenda:S = Soluble.I = Insoluble.LS = Ligeramente soluble.

CONCLUSIONES La muestra vegetal es conocida en nuestra medicina popular como Huanarpo macho,

que por estudio taxonómico se logro caracterizar a la misma siendo de la clase Magnoliopsida, a la familia de los Euphorbiaceae, al género Jatropha (Euphorbia), especie de la Jatropha macrantha y nombre científico Jatropha macrantha Muell. Arg.

Por marcha fitoquímica preliminar del extracto metanólico de los tallos de Jatropha macrantha M. Arg. (Huanarpo macho) que permitió demostrar la presencia de taninos y/o compuestos fenólicos, flavonoides, esteroides y/o triterpenos, resinas, coumarinas/lactonas y principalmente alcaloides.

Según las reacciones específicas para alcaloides realizadas en todas las fracciones alcaloideas dio un resultado positivo y abundante con el Reactivo de Marquis el cual dio como respuesta una coloración específica (púrpura negrusco) lo cual permite dar como resultado tentativo la presencia de alcaloides derivados del grupo de las opiáceas fenantrenicas – Alcaloides derivados de la fenilalanina y tirosina (codeína, morfina, MDMA o MDA).

Teniendo en cuenta las diferencias de extracción iníciales entre los extractos metanólicos por los métodos soxhlet - reflujo, maceración y por la técnica de extracción de alcaloides totales, no hubo diferencia significativa entre los resultados de análisis de los métodos soxhlet - reflujo y maceración. Pero si hubo diferencia de los mismos con respecto a la técnica de extracción de alcaloides totales.

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“Las hierbas están en la tierra como una señal del propósito con el que se han de

utilizar”.(PARACELSO 1443 – 1541)