Wang et al. 2019 [5] estudió la actividad antibacteriana de siete terpenos. Estas actividades se probaron contra bacterias patógenas típicas transmitidas por los alimentos (Escherichia coli, Salmonella enterica y Staphylococcus aureus). La Tabla 1 muestra la concentración bactericida mínima (CBM) en mg/mL para los 7 compuestos estudiados para cada cepa bacteriana. En un rango mínimo de concentración bactericida de 0.673 - 1.682 mg/mL, el limoneno mostró la actividad antibacteriana más fuerte entre los tres terpenos sin un grupo hidroxilo: α-pineno, limoneno y mirceno.

Como se observa en la Figura 1, se encontró que el limoneno tiene la mayor actividad antibacteriana contra las bacterias Gram-positivas y Gram-negativas patógenas transmitidas por los alimentos. Este efecto corresponde al uso de limoneno a una concentración inhibitoria mínima (CIM) de 0,421 mg/mL.

Tabla 1. Concentración bactericida mínima (CBM) de siete terpenos contra bacterias patógenas transmitidas por los alimentos. Adaptado de Wang et al. 2019 [5].

Mecanismos de acción de los terpenos

El efecto antimicrobiano en un terpeno seleccionado, el timol, se probó en un estudio sobre la bacteria S. Typhimurium [7]. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido confirmaron que el principal mecanismo de acción del timol es la disfunción de la membrana y sugiere que el timol puede usarse como un fármaco natural contra esta cepa bacteriana en lugar de fármacos sintéticos. Este mismo resultado se verificó para eugenol y terpineol para S. Typhimurium [6]. Los grupos hidroxilo (que se sabe que son altamente reactivos), como los que se encuentran en el timol, el eugenol y el terpineol, forman enlaces de hidrógeno con sitios activos de enzimas seleccionadas en la célula de la membrana, inactivándolos y, en consecuencia, creando una disfunción en la membrana, matando a las células bacterianas.

Cristani et al. 2007 [8] propuso que para monoterpenos seleccionados, su efecto antimicrobiano puede resultar de una perturbación grave de la fracción lipídica de la membrana plasmática de los microorganismos.

Los estudios de Di Pasqua et al. 2007 [9] evaluaron el mecanismo de acción de los compuestos antimicrobianos de aceites esenciales (timol, carvacrol, limoneno, eugenol y cinamaldehído). Encontraron que los compuestos analizados ejercieron rápidamente sus actividades antimicrobianas en la envoltura celular microbiana, determinando alteraciones estructurales de la envoltura celular, que están de acuerdo con los resultados presentados por Guimarães et al. 2019 [6] y por Chauhan et al. 2014 [7].

Terpenos contra virus

Actualmente, se ha estudiado la actividad antiviral de los terpenos, pero aún no se comprende completamente. Por lo tanto, hay mucha investigación dirigida a descubrir agentes, también de fuentes naturales, que podrían tener una potente actividad antiviral [4].

Se ha demostrado que el isoborneol, un monoterpeno natural, exhibe una acción contra el virus del herpes simple-1 (anti-HSV-1) relativamente fuerte. El mecanismo de la actividad isoborneol se basa en las interacciones de sus grupos hidroxilo con los lípidos de la envoltura del virus. Como resultado, HSV-1 pierde su efectividad [10]. También se han reportado actividades anti-HSV-1 potentes para monoterpenos como el cineol y borneol, un estereoisómero de isoborneol.

Los investigadores también han estudiado los efectos inhibitorios de varios aceites esenciales contra la infección por el virus del herpes simple, comparando el potencial antiviral de sus principales compuestos monoterpénicos. Todos los aceites esenciales probados y la mayoría de los monoterpenos exhibieron altos niveles de actividad antiviral contra HSV-1 en las pruebas de suspensión viral [11].

Un estudio de Wen et al. 2007 [12] encontró que los sesquiterpenos, como por ejemplo la triptofordina C-2 y las cumarinas sesquiterpénicas (diterpenoides de tipo abietano) inhiben el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV).

Existen numerosos estudios que exploran las propiedades antibacterianas de los terpenos naturales, con una conclusión positiva amplia y consentida para su uso para inhibir la actividad bacteriana. En términos de actividad antiviral, el número de estudios encontrados en la literatura todavía es reducido, pero la comunidad científica parece estar de acuerdo en la urgente necesidad de profundizar esta investigación presentada.

En la actualidad, existen diferentes mecanismos de actividad antimicrobiana y antiviral para diferentes terpenos y aceites esenciales estudiados. Esta serie de mecanismos involucrados respalda la idea propuesta por muchos investigadores de que una combinación de terpenos naturales podría ser una mejor opción comparado con el uso de uno solo en particular.

Referencias 

[1] Chen, J.; Jiang, Q.; Chai, Y.; Zhang, H.; Peng, P.; Yang, X. Natural Terpenes as Penetration Enhancers for Transdermal Drug Delivery. Molecules. 2016, 21(12),1709; DOI:10.3390/molecules21121709

[2] Aqil, M.; Ahad, A.; Sultana, Y.; Ali, A. Status of terpenes as skin penetration enhancers. Drug Discov. Today. 2007, 12, 1061–1067. DOI:10.1016/j.drudis.2007.09.001

[3] Sapra, B.; Jain, S.; Tiwary, A.K. Percutaneous permeation enhancement of terpenes: Mechanistic view. AAPS J. 2008, 10, 120–132. DOI:10.1208/s12248-008-9012-0

[4] Paduch, R.; Kandefer-Szerszeń, M.; Trytek, M.; Fiedurek, J. Terpenes: substances useful in human healthcare. Arch Immunol Ther Exp (Warsz). 2007, 55 (5) : 315‐327. DOI:10.1007/s00005-007-0039-1

[5] Wang C.Y.; Chen Y.; Hou C. Antioxidant and antibacterial activity of seven predominant terpenoids, International Journal of Food Properties. 2019, 22:1, 230-238. DOI:10.1080/10942912.2019.1582541

[6] Guimarães, A.C.; Meireles, L.M.; Lemos, M.F.; Guimarães, M.C.C.; Endringer, D.C.; Fronza, M.; Scherer, R. Antibacterial Activity of Terpenes and Terpenoids Present in Essential Oils. Molecules. 2019, 24, 2471. DOI: 10.3390/molecules24132471

[7] Chauhan, A.K.; Kang, S.C. Thymol disrupts the membrane integrity of Salmonella ser. Typhimurium in vitro and recovers infected macrophages from oxidative stress in an ex vivo model. Res. Microbiol. 2014, 165, 559–565. DOI: 10.1016/j.resmic.2014.07.001

[9] Di Pasqua, R.; Betts, G.; Hoskins, N.; Edwards, M.; Ercolini, D.; Mauriello, G. Membrane Toxicity of Antimicrobial Compounds from Essential Oils. J. Agric. Food Chem. 2007, 55 (12), 4863-4870. DOI: 10.1021/jf0636465

[10] Armaka, M.; Papanikolaou, E.; Sivropoulou, A.; Arsenakis, M. Antiviral properties of isoborneol, a potent inhibitor of herpes simplex virus type 1. Antiviral Res. 1999, 43 (2) : 79‐92. DOI:10.1016/s0166-3542(99)00036-4

[12] Wen C.C.; Kuo Y.H.; Jan J.T. Specific plant terpenoids and lignoids possess potent antiviral activities against severe acute respiratory syndrome coronavirus. J Med Chem. 2007, 50 : 4087–4095. DOI:10.1021/jm070295s