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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE COMPARAÇÃO DE EFEITOS DOS EXTRATOS DE HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA CRISPA (HORTELÃ) EM DIFERENTES MODELOS EXPERIMENTAIS. SEBASTIÃO DAVID DOS SANTOS FILHO Natal, RN 2007

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Page 1: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE

COMPARAÇÃO DE EFEITOS DOS EXTRATOS DE

HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA CRISPA (HORTELÃ)

EM DIFERENTES MODELOS EXPERIMENTAIS.

SEBASTIÃO DAVID DOS SANTOS FILHO

Natal, RN

2007

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COMPARAÇÃO DE EFEITOS DOS EXTRATOS DE

HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA CRISPA (HORTELÃ) EM

DIFERENTES MODELOS EXPERIMENTAIS.

SEBASTIÃO DAVID DOS SANTOS FILHO

Tese apresentada à Universidade Federal do Rio

Grande do Norte, para a obtenção do título de

Doutor em Ciências da Saúde pelo Programa de

Pós-Graduação em Ciências da Saúde.

Orientador: Prof. Dr. Mário Bernardo Filho

Co-orientador: Prof. Dr. Aldo da Cunha Medeiros

Natal, RN

2007

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CATALOGAÇÃO NA FONTE

S237 Santos Filho, Sebastião David dos.Comparação de efeitos dos extratos de Hypericum perforatum

(Hipérico) e de Mentha crispa (Hortelã) em diferentes modelosexperiemtais. / Sebastião David dos Santos Filho. – 2007.

x, 81f. : il.

Orientador : Mario Bernardo-Filho.Co-orientador : Aldo da Cunha Medeiros.

Tese (doutorado) – Universidade Federal do Rio Grande doNorte, Centro de Ciências da Saúde.

1. Plantas medicinais - Teses. 2. Radiobiologia - Teses .3.Tecnécio - Teses. 4. Eritrócitos - Teses. 5. Plasma sangüíneo - Teses.6. Proteínas - Teses. I. Bernardo-Filho, Mario. II. Medeiros, Aldo daCunha. III. Universidade Federal do Rio Grande do Norte.Centro deCiências da Saúde. IV. Título.

CDU 633.88

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE

Prof.Dr. Aldo da Cunha Medeiros

Coordenador do Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde

Natal, RN

2007

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SEBASTIÃO DAVID DOS SANTOS FILHO

COMPARAÇÃO DE EFEITOS DOS EXTRATOS DE

HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA CRISPA (HORTELÃ) EM

DIFERENTES MODELOS EXPERIMENTAIS.

PRESIDENTE DA BANCA: Prof. Dr. Mario Bernardo Filho (UERJ)

BANCA EXAMINADORA

Prof. Dr. Mario Bernardo Filho (UERJ)

Prof. Dr. José Brandão Neto (UFRN)

Prof. Dr. Maria Teresa Jansem de Almeida Catanho (UFPE)

Prof. Dr. Eryvaldo Sócrates Tabosa do Egito (UFRN)

Prof. Dr. Adriana Augusto de Resende (UFRN)

Prof. Dr. Eveline Pipolo Milan (UFRN – suplente)

2007

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DEDICATÓRIA

In memoriam, dedico este título ao meu pai Sebastião David dos Santos que me

agraciou com seu amor, paciência e determinação, para que seu filho pudesse

alcançar objetivos que ele não alcançou.

À minha mãe Thereza Girão dos Santos, meus filhos Fabiana, Mariana, Luiz

Eduardo e Elisa que foram fonte de energia quando precisei para poder atingir este

sonho.

À minha esposa e companheira de todas as horas, alegres e tristes, Maristela

Mascarenhas Nascimento, todo o meu amor.

DEUS reconhece a dignidade de teu servo.

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AGRADECIMENTOS

Obrigado Senhor por ter me concedido a oportunidade de colaborar com mais um

conhecimento para a humanidade.

Ao Professor Mario Bernardo Filho, que como orientador e amigo, soube indicar

caminhos e sugerir soluções para que esta caminhada pudesse ter êxito, minha

amizade, respeito e admiração.

Ao Professor Aldo da Cunha Medeiros por todo incentivo e acompanhamento dos

trabalhos realizados.

Ao Professor José Brandão Neto pela acolhida no programa de Pós-Graduação em

Ciências da Saúde e por todo incentivo a que o doutorado fosse concluído.

Ao Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde. Ao auxílio dado pelo CNPq.

Aos amigos Adalgisa Ieda Maiworm, Giuseppe Antonio Presta, Severo de Paoli e

Tânia Santos Giani, meus irmãos na ciência, em todos os momentos difíceis e nos

momentos de alegria, muito obrigado.

Ao serviço de Medicina Nuclear, ao Laboratório de Endocrinologia e ao Laboratório

Central do Hospital Universitário Pedro Ernesto pelo suporte aos resultados obtidos.

A todos que direta ou indiretamente possibilitaram a realização deste trabalho.

vi

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LISTA DE ABREVIAÇÕES, SIGLAS E SÍMBOLOS.

DNA ácido desoxirribonucléico

LB Luria Broth

O-2 radical superóxido

OH radical hidroxila

H2O2 peróxido de hidrogênio

O2 oxigênio

ANOVA análise de variância

ATP adenosina trifosfato

Bq Bequerel (unidade de atividade de amostra radioativa no Sistema

Internacional, sendo que 1 Bq equivale a uma desintegração por segundo)

BC Blood Cell (célula sanguínea)

Ca++ íon cálcio

Cl- íon cloreto

FI-C fração insolúvel da célula

FS-P fração solúvel da célula

FI-P fração insolúvel do plasma

FS-P fração solúvel do plasma

radiação gama

Hb hemoglobina

HCO3- íon bicarbonato

MBq megabequerel

g micrograma

l microlitro

Mo molibdênio

NaCl cloreto de sódio

P plasma

PP proteína plasmática

% ATI porcentagem de radioatividade

rpm rotações por minuto

Sn+2 íon estanoso

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SnCl2 cloreto estanoso

99mTc tecnécio-99m

TCA ácido tricloroacético

TcO4- íon pertecnetato

Na99mTcO4 pertecnetato de sódio

UI Unidade internaciomal

IPEN Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares de São Paulo

CNEN Comissão Nacional de Energia Nuclear

RBC Célula Vermelha do Sangue

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SUMÁRIO

Lista de abreviações……………………………………….....……………………vii

Sumário...…………………………………………………………………………....ix

Resumo……………………………………………………………………………....x

1 Introdução.....................................................................................................01

2 Revisão de literatura.....................................................................................03

3 Artigos anexados..........................................................................................08

3.1 Artigo publicado.........................................................................................10

3.2 Manuscritos no prelo.................................................................................11

3.3 Manuscritos submetidos............................................................................47

4 Comentários, críticas e conclusões..............................................................64

5 Anexos.........................................................................................................68

6 Referências..................................................................................................71

7 Abstract........................................................................................................76

ix

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RESUMO

Avaliações clínicas têm sido possíveis com radiobiocomplexos marcados com

tecnécio-99mTc (99mTc). Drogas naturais ou sintéticas são capazes de interferir na

marcação de estruturas sanguíneas com 99mTc, assim como na biodistribuição de

radiobiocomplexos. Também tem sido descrita a toxicidade de vários produtos

naturais. O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha

crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum (hipérico) em diferentes modelos

experimentais. Na marcação de estruturas sangüíneas com 99mTc verificou-se que

ambos os extratos foram capazes de diminuir a radioatividade no compartimento

celular, nas proteínas plasmáticas e celulares. Na morfometria das hemácias,

apenas a hortelã foi capaz de alterar a forma e a relação perímetro/áreas das

hemácias. Na biodistribuição do radiobiocomplexo pertecnetato de sódio

(Na99mTcO4) a hortelã aumentou a captação do Na99mTcO4 no rim, no baço, no

fígado e na tireóide, enquanto que o hipérico diminuiu a captação do Na99mTcO4 no

osso, no estômago, no pulmão e na tireóide, e aumentou no pâncreas. Na

sobrevivência de culturas bacterianas o hipérico foi capaz de proteger a bactéria do

efeito danoso do cloreto estanoso (SnCl2). O hipérico não alterou a topologia nem

protegeu o DNA plasmidial da ação do SnCl2. Provavelmente os efeitos

apresentados por ambos os extratos poderiam ser explicados por substâncias

presentes nos extratos que poderiam alterar a morfologia das hemácias, o

transporte de íons pela membrana e/ou formar fitocomplexos. O estudo teve caráter

multidisciplinar com a participação das seguintes áreas do conhecimento:

Radiobiologia, Botânica, Endocrinologia, Fitoterapia e Hematologia.

Palavras-chave: hemácias; plasma; proteínas, tecnécio-99m; radiobiocomplexos;

ratos; Hypericum perforatum; Mentha crispa.

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1 INTRODUÇÃO

O uso de produtos naturais é uma prática generalizada na

medicina popular. A pesquisa acadêmica trouxe novos conhecimentos sobre as

plantas e suas propriedades terapêuticas. O crescente aumento do interesse

da comunidade acadêmica em estudar os medicamentos naturais tem

contribuído para o uso cada vez mais freqüente de produtos naturais. Existem

alguns estudos sobre o efeito de plantas medicinais na marcação de hemácias

com tecnécio-99m (99mTc) (1, 2).

Nos procedimentos em medicina nuclear, o cloreto estanoso

(SnCl2) é freqüentemente usado como um agente redutor na marcação de

moléculas e células com 99mTc para obtenção de imagens cintilográficas.

Estudos com culturas bacterianas com diferentes capacidades do reparo de

lesões no DNA revelaram que essas lesões causadas pelo SnCl2 acarretavam

um efeito letal que parece ser mediado pela geração de radicais livres (3). Foi

relatado que o efeito do SnCl2 também dependeria da presença de mecanismo

de restauração (4, 5) e que o SnCl2 também é capaz de promover a quebra de

DNA plasmidial (3, 6, 7).

O mecanismo de ação do Hypericum perforatum (erva de

São João) e da Mentha crispa (hortelã) ainda não estão bem esclarecidos, e

até hoje não há descrição na literatura de sua influência na biodistribuição dos

radiofármacos empregados na Medicina Nuclear, nem os seus efeitos na

radiomarcação de elementos sangüíneos e em nível morfológico nos diversos

tecidos do organismo animal.

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Este estudo teve como objetivo teórico e prático comparar

efeitos dos extratos de Hypericum perforatum (Hipérico) e de Mentha crispa

(Hortelã) em diferentes modelos experimentais.

Os modelos experimentais utilizados na presente pesquisa

avaliaram os efeitos biológicos da hortelã e do hipérico na marcação de

elementos sangüíneos com o tecnécio-99m, na biodistribuição do radiofármaco

(radiobiocomplexo) pertecnetato de sódio (Na99mTcO4) e na morfologia de

hemácias e em culturas bacterianas tratadas com SnCl2.

A pesquisa foi realizada no Laboratório de Radiofarmácia

Experimental do Departamento de Biofísica e Biometria, e no Departamento de

Histologia do Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes da Universidade

do Estado do Rio de Janeiro. Os experimentos foram possíveis através de

convênio firmado entre a Universidade do Estado do Rio de Janeiro e a

Universidade Federal do Rio Grande do Norte, sob a orientação do Professor

Doutor Mario Bernardo Filho, e na vigência dos auxílios concedidos pela

CAPES, FAPERJ e CNPq.

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2 REVISÃO DE LITERATURA

A descoberta das radiações ionizantes e de elementos

radioativos despertou de imediato o interesse de suas aplicações na Biologia e

nas Ciências Médicas. Como a origem do fenômeno radioativo é nuclear, os

nuclídeos que emitem radiação são chamados mais apropriadamente de

radionuclídeos (8). Alguns nuclídeos existentes na natureza já são radioativos

(naturais) enquanto outros podem ser produzidos pelo homem (artificiais) (8,9).

Em medicina nuclear os radionuclídeos podem ser utilizados como fonte de

radiação ou como traçador. No primeiro caso, o material biológico recebe

apenas as radiações emitidas pelo radionuclídeo usado. No segundo, o próprio

radioisótopo é incorporado no meio biológico que se deseja estudar (10, 11,

12).

Os radionuclídeos quando utilizados na área biomédica têm

possibilitado a elucidação de inúmeros fenômenos que ocorrem nos seres

vivos, inclusive no homem, onde os mesmos são administrados como

radiofármacos (radiobiocomplexos), que são células ou moléculas marcadas

com o radionuclídeo, amplamente utilizadas em medicina nuclear, para

diagnóstico e para terapia (10, 13, 14). A utilização em medicina nuclear é

interessante pelo fato das doses administradas em diagnóstico acarretarem

uma baixa exposição do paciente e produzirem imagens de excelentes

qualidades (15).

O processo de marcação de células e moléculas com o

radionuclídeo tecnécio-99m (99mTc) normalmente necessita da utilização de

um agente redutor. A redução do radionuclídeo pode ser obtida através de

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diferentes agentes químicos, sendo que o cloreto estanoso (SnCl2) é o agente

redutor mais freqüentemente utilizado para esta finalidade. O SnCl2 possui uma

eficiência de marcação do traçador radioativo superior a de outros agentes

redutores, justificando sua preferência, não só na medicina nuclear, mas

também na marcação de diversas estruturas de interesse biomédico (14, 16).

Estudos clínicos de diagnóstico em procedimentos estáticos

e avaliações dinâmicas têm sido possíveis com os radiofármacos marcados

com o 99mTc (8, 17, 18, 19) que é obtido como pertecnetato de sódio

(Na99mTcO4) por meio de um gerador 99Mo/99mTc.

A marcação de hemácias com 99mTc representa uma das

técnicas de relevância na medicina nuclear, e é aperfeiçoada em resposta ao

grande número de exames clínicos em que é utilizada (20,21). Hemácias

marcadas com 99mTc são utilizadas em medicina nuclear para a obtenção de

imagens do pool sangüíneo, avaliação do sistema cardiovascular, volemia e

hemorragias gastrintestinais (14,22). Além disso, novas aplicações têm sido

realizadas com este radiofármaco incluindo a determinação do fluxo sangüíneo

no miocárdio e no cérebro, de imagens do osso e para o diagnóstico da função

excretora do fígado e dos rins (21).

Estudos realizados demonstraram que na marcação de

hemácias com 99mTc, o ânion pertecnetato atravessa o espaço intracelular por

troca com os íons cloreto e/ou bicarbonato (23,24). Estes fatos indicam que o

processo de marcação ocorre em nível intracelular. Somando-se a isso, o

agente redutor, SnCl2, também parece ser transportado para o interior da

hemácia por um sistema de transporte específico, o canal de cálcio (5,25). Na

marcação de hemácias com 99mTc utilizando-se SnCl2, o 99mTc também pode

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se ligar com as proteínas plasmáticas dependendo da concentração do agente

redutor, do radiobiocomplexo utilizado e do tempo de incubação considerado,

como pode ser observado pela técnica de precipitação com ácido

tricloroacético (2). Ao administrar-se um radiofármaco a um paciente sempre

uma fração do mesmo é encontrada ligada às proteínas plasmáticas (14, 26).

Quando um radiofármaco é administrado a um paciente,

ocorre o processo de biodistribuição. Este processo consiste de: (i) absorção,

(ii) distribuição, (iii) metabolismo e (iv) excreção da substância (27). Os

radiobiocomplexos são designados a ter uma biodistribuição específica e/ou

um padrão de eliminação quando administrados a indivíduos normais. Na

presença de alterações fisiopatológicas e/ou bioquímicas este padrão normal

de biodistribuição e eliminação são alterados. A biodistribuição ou

farmacocinética dos radiobiocomplexos pode ser alterada por uma variedade

de drogas administradas aos pacientes (28) e por procedimentos cirúrgicos (12,

29).

Com administração intravenosa, o Na99mTcO4 é distribuído

no compartimento vascular, 70 a 80% dos íons pertecnetato se ligam

inicialmente às proteínas plasmáticas. A eliminação plasmática é muito rápida e

o equilíbrio entre o compartimento vascular e o fluido intersticial é completado

em um curto tempo, entre 2 a 3 minutos. A meia-vida de eliminação do plasma

é de aproximadamente 30 minutos (29). Íons pertecnetato livres difundem

através das membranas dos capilares para o líquido intersticial, de onde são

captados por diferentes órgãos como o estômago (30), intestino (31), glândulas

salivares (32), tireóide (33), plexo coróide e rins (29). A captação pela tireóide é

por transporte ativo, representando cerca de 2 a 4% da dose injetada. Nos rins

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os íons pertecnetato são filtrados nos glomérulos, mas 86% são reabsorvidos

nos tubos proximais. Apenas 30% da dose injetada são excretados na urina em

24h. O íon pertecnetato é facilmente absorvido pelo sistema digestório após

administração oral ou após injeção intramuscular por processo de difusão

simples (8, 9).

O uso de drogas sintéticas e naturais é fundamental na

obtenção de um resultado terapêutico desejado no tratamento de doenças.

Neste caso existe a possibilidade de que uma droga possa alterar a

intensidade dos efeitos farmacológicos de outra droga administrada

concomitantemente. O resultado final pode ser o aumento ou diminuição dos

efeitos de uma droga ou ainda aparecimento de um novo efeito não observável

durante a administração dos fármacos isoladamente (27). O mecanismo

sinergístico, ou não, entre drogas pode alterar todo o comportamento

farmacocinético (absorção, metabolismo e excreção) e farmacodinâmicos

(afinidade pelo mesmo sítio de ligação) da droga, por meio de diversas

possibilidades que acabam por modificar a resposta farmacológica esperada

(12,27). Os mecanismos de ação envolvendo os produtos sintéticos têm sido

de modo geral, bem estabelecidos (27). Entretanto não é o que acontece com

muitos dos produtos naturais usados na clínica médica (34).

A interação medicamentosa com radiobiocomplexos pode

ser devido à possibilidade do medicamento: (i) modificar a natureza química do

radiobiocomplexo, (ii) alterar o meio bioquímico do alvo no qual o

radiobiocomplexo se concentra, (iii) alterar o meio bioquímico do não alvo para

o radiobiocomplexo, (iv) favorecer ou dificultar a ligação do radiobiocomplexo

às proteínas plasmáticas e aos elementos sanguíneos e (v) em excesso pode,

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ainda, exercer seu efeito terapêutico mimetizando sintomas de doenças (35).

Alterando a distribuição normal dos radiotraçadores, podem-se obter

diagnósticos imprecisos podendo haver a necessidade da repetição de

exames, expondo o paciente a doses de radiação desnecessárias (12).

A hortelã (Mentha crispa) é uma planta medicinal muito

utilizada por possuir propriedades carminática, eupéptica, estimulante,

colagoga, estomáquica, anti-séptica, antiemética, antiespasmódica e

analgésica (36). Como fitoterápico, é indicado para fadiga geral, para atonia

digestiva, cólicas, flatulência, vômitos durante a gravidez, intoxicações de

origem gastrintestinal, afecções hepáticas, palpitações, enxaquecas, tremores,

asma, bronquite crônica (favorece a expectoração), sinusite, dores dentárias

(bochechos) e nevralgias faciais provocadas pelo frio (36).

A erva de São João ou hipérico (Hypericum perforatum) tem

suas ações descritas como sedativa, diurética, útil para afecções nervosas com

depressão, hemorragias, diarréia e problemas urinários crônicos. De particular

interesse para cientistas é o uso potencial para diminuir a depressão com

poucos efeitos colaterais melhorando a terapia de drogas antidepressivas (37).

Extraída da erva de São João a hipericina é o principal composto responsável

pelo efeito antidepressivo (38).

Estudos com culturas bacterianas com diferentes

capacidades de reparo de lesões no DNA, revelaram que essas lesões

causadas pelo SnCl2 acarretavam um efeito letal que parece ser mediado pela

geração de radicais livres (3,9). Foi relatado que o efeito do SnCl2 também

dependeria da presença de mecanismo de restauração (4,7). O SnCl2 também

é capaz de promover a quebra da molécula de DNA plasmidial (40).

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3 INDEXAÇÃO DE ARTIGOS

3.1 ARTIGO PUBLICADO

a- Efeito de um extrato de Hipérico (Hypericum perforatum) na marcação

in vitro de elementos sanguíneos com tecnécio-99m e na

biodisponibilidade do radiofármaco pertecnetato de sódio em ratos

Wistar, publicado em 2005, no periódico “Acta Cirúrgica Brasileira”, Qualis

Internacional C.

3.2 MANUSCRITOS NO PRELO

a- Aqueous extract of the medicinal plant Mentha crispa alters the

biodistribution of the radiopharmaceutical sodium pertechnetate in Wistar

rats. Aceito para publicação em 2007, no periódico “Medicinal Chemistry

Research”, Qualis Internacional C.

b- Influence of an aqueous extract of Hypericum perforatum (Hypericin)

on the survival of Escherichia coli AB1157 and on the electrophoretic

mobility of pBSK plasmid DNA. Aceito para publicação em 2007, no periódico

“Revista Brasileira de Farmacognosia”, Qualis Nacional A.

c- The male reproductive system and the effect of an extract of a

medicinal plant (Hypericum perforatum) on the labeling process of blood

constituents with technetium-99m. Aceito para publicação em 2007, no

periódico “Brazilian Archives of Biology and Technology”, Qualis Internacional

B.

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9

3.3 MANUSCRITOS SUBMETIDOS

a- Morphologic and morphometric in vitro evaluation of red blood cell

labeled with technetium-99m: effects of the Hypericum perforatum and

Mentha crispa extracts. Submetido ao periódico “Biological Research”, Qualis

Internacional B.

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10

3.1 ARTIGO PUBLICADO

Separata

Acta Cirúrgica Brasileira

v. 20, suplemento 1, pp. 76-80, 2005.

Efeito de um extrato de Hipérico (Hypericum perforatum) na marcação in

vitro de elementos sanguíneos com tecnécio-99m e na biodisponibilidade

do radiofármaco pertecnetato de sódio em ratos Wistar,

Sebastião David Santos-Filho, Mario Bernardo-Filho

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76 - Acta Cirúrgica Brasileira - Vol 20 - Supl no 1 2005

Efeito de um extrato de Hipérico (Hypericum perforatum) na marcaçãoin vitro de elementos sangüíneos com tecnécio-99m e na biodisponibilidade

do radiofármaco pertecnetato de sódio em ratos Wistar1

Sebastião David Santos-Filho2, Mario Bernardo-Filho3

Santos-Filho SD, Bernardo-Filho M. Efeito de um extrato de Hipérico (Hypericum perforatum) na marcação in vitro de elementossangüíneos com tecnécio-99m e na biodisponibilidade do radiofármaco pertecnetato de sódio em ratos Wistar. Acta Cir Bras [serialon line] Available from: URL: htt://www.scielo.br/acb.

RESUMO - Objetivo: Avaliar o efeito de um extrato de hipérico (Hypericum perforatum) na marcação de elementos sanguíneos comtecnécio-99m (99mTc) e na biodisponibilidade do radiofármaco pertecnetato de sódio em ratos Wistar. Métodos:Sangue (heparinizado)de ratos Wistar é incubado com um extrato de hipérico, com cloreto estanoso e a seguir com Tc-99m, como pertecnetato de sódio(99mTcO

4Na). Plasma (P) e células (CS) são isolados por centrifugação. Amostras de P e CS também são precipitadas com ácido

tricloroacético 5%, e separadas as frações solúveis (FS-P e FS-CS) e insolúveis (FI-P e FI-CS). Para a análise da biodistribuição, 0,3mL do radiofármaco 99mTcO

4Na foi administrada em ratos Wistar que receberam por gavagem extrato ou salina (NaCl 0,9%) por 15

dias. Após 10 minutos os animais foram sacrificados e os órgãos isolados para contagem da atividade radioativa. Resultados: Oextrato de hipérico reduziu de forma significativa (P<0,05) a %ATI ligada às células, à fração insolúvel celular e à fração insolúvel doplasma. A biodistribuição foi diminuída significativamente (P<0,01) no osso, no músculo e na tireóide. No pâncreas o percentual deradioatividade aumentou significativamente (P<0,05). Conclusão: No extrato vegetal estudado podem existir substâncias queoxidariam o íon estanoso, reduzindo a fixação do 99mTc às hemácias e proteínas plasmáticas e celulares. Da mesma forma poderiamproduzir alterações metabólicas com conseqüente influência na captação do radiofármaco pertecnetato de sódio no osso, músculo,pâncreas e tireóide.

DESCRITORES: Hipérico. Tecnécio-99m. Biodisponibilidade. Cirurgia.

Introdução

1. Laboratório de Radiofarmácia Experimental, Departamento de Biofísica e Biometria, Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes, Univer-sidade do Estado do Rio de Janeiro.

2. Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade Federal do Rio Grande do Norte.3. Professor Titular, Laboratório de Radiofarmácia Experimental, Departamento de Biofísica e Biometria, Instituto de Biologia Roberto Alcantara

Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Hemácias podem ser marcadas com tecnécio-99m (99mTc) eempregadas em diagnóstico por imagem de sangramentos in-ternos, localização de hemangiomas e de obstruções no sistemacirculatório que necessitariam de intervenção cirúrgica

1,2,3. Es-

sas hemácias marcadas também têm sido de importância emvários estudos clínicos e também experimentais de possívelinteresse para a pesquisa na medicina nuclear

4-11. Essa marca-

ção é baseada na capacidade de redução do cloreto estanoso(SnCl

2) que atua sobre o 99mTc, na forma de pertecnetato de

sódio. Tem sido descrito que vários fatores interferem na mar-cação de hemácias e proteínas plasmáticas com 99mTc, e dentreeles estão os produtos naturais

8,10,12,13.

O radiofármaco pertecnetato de sódio é distribuído atravésdos líquidos vasculares e intersticiais e apresenta normal-mente uma captação preferencial na tiróide, o estômago, tratointestinal, e glândulas salivares

14. Vários fatores, como a tera-

pia com drogas, a terapia com radiação, processos cirúrgicos,condições de dieta, além de doenças podem afetar abiodistribuição dos diferentes radiofármacos

9,16-19. Esses fa-

tores levam a uma repetição do exame, resultando numairradiação desnecessária ao paciente.

Plantas medicinais têm sido utilizadas largamente no mundono tratamento de doenças, ou mesmo visando potencializaras ações terapêuticas, diminuindo doses e efeitos adversos.Muitos dos efeitos adversos e interações potenciais destasplantas são pouco estudados, assim como grande parte dasaplicações médicas e populares é difícil de ser interpretadacientificamente

19.

A erva de São João (hipérico; Hypericum perforatum) temsuas ações descritas como sedativa, adstringente e diurética,sendo também útil para afecções nervosas com depressão,hemorragias, diarréia e problemas urinários crônicos

20. Tam-

bém tem sido sugerida para tratar danos espinhais e é usadapara contusões, feridas, tumores e ulcerações. Hypericumperforatum parece ter uma significante atividadeantidepressiva tendo sido proposto ser o melhor indicadorde estresse clínico do que estresse agudo, e pode indicaratividade adaptogênica

21.

O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito de extrato dehipérico (Hypericum perforatum) na marcação de elementossanguíneos com tecnécio-99m e na biodistribuição doradiofármaco pertecnetato de sódio em ratos Wistar.

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Métodos

Sangue foi colhido de ratos Wistar (17 animais) machos, compeso de 336±11g, após injeção intraperitoneal compentobarbital PA na dose de 50 mg/kg de peso. Amostras de3 mL de sangue foram retiradas por punção cardíaca, em se-ringas com anticoagulante (0,2 mL de heparina). Após a coletade sangue os ratos foram separados para serem novamentemanipulados passados 15 a 20 dias. Isto é importante paraprevenir infecções e reduzir o estresse e sofrimento dos ani-mais.

Para preparar o extrato, hipérico em pó (Herbarium, Brasil,lote 954661, validade: 08/2006, data de fabricação: 23/04/2002)foi misturado com salina (NaCl 0,9%) na concentração finalde 50 mg/mL e homogeneizado em agitador tipo vortex por 30segundos. Após filtração, essa solução do extrato foi deno-minada 100%, sendo diluído para as concentrações de: 6,25;12,5; 25, 50 e 100% (estudos de marcação de constituintessanguíneos) que foram usadas nos estudos in vitro e 100%no estudo in vivo (biodisponibilidade).

Os experimentos (total de 3) de marcação dos constituintessanguíneos foram realizados em triplicata, havendo a neces-sidade de um total de 9mL de sangue que foram obtidos deum pool de sangue coletado de 3 animais. Amostras de 0,5 mlde sangue foram incubadas, a temperatura ambiente, com oextrato vegetal (100 ìL) em diferentes concentrações (6,25;12,5; 25; 50 e 100%), por uma hora. Após, foi adicionado 0,5mL de solução de cloreto estanoso (SnCl

2; 1,2 mg/mL; Reagen

S.A., Brasil) e realizou-se a incubação por mais uma hora.Após, foram adicionadas 0,1 mL de 99mTc (3,7 MBq) na for-ma de pertecnetato de sódio (99mTcO

4Na), em todos os tubos,

continuando a incubação por mais 10 minutos. As amostrasforam centrifugadas (1500 rpm, 5 minutos) em centrífuga clí-nica Alpha ICA (Instrumentos Científicos Alpha Ltda.).Alíquotas de plasma (P) e células (C) foram então separadase a porcentagem de atividades (% ATI) calculada. Para avaliaro efeito na ligação do Tc-99m às proteínas plasmáticas e celu-lares, alíquotas de P e C (20 mL) foram também precipitadas

em 1ml de ácido tricloroacético (TCA 5%), sendo então,centrifugadas e isoladas a fração solúvel (FS) e insolúvel (FI)de P e C. No controle foi adicionada solução salina no lugardo extrato vegetal. A porcentagem de radioatividade incorpo-rada aos elementos sanguíneos foi calculada.

Nos experimentos de biodisponibilidade (in vivo), um extratode hipérico 100% (50mg/mL) foi administrado por gavagem emratos Wistar (5 ratos), com intervalos de 24 horas, entre cadadose por 15 dias. Nos animais controle (3 ratos), foi administra-da salina. Uma hora após a última dose (15º. dia), 0,3ml doradiofármaco pertecnetato de sódio (7,4 MBq) é injetado atra-vés do plexo venoso orbital. Após 10 minutos os animais foramsacrificados e os órgãos isolados para contagem da atividaderadioativa em cintilador sólido de NaI(Tl) (Automatic GammaCounter, modelo C 5002, Packard, Canadá). A seguir foram cal-culadas: (i) as percentagens de radioatividade total (%ATI)nos órgãos e (ii) as percentagens de radioatividade por gramade tecido (%ATI/g) em cada órgão. As %ATI/g foram determi-nadas dividindo-se as percentagens de radioatividade porgrama de tecido pela massa de cada órgão.

Os valores experimentais obtidos foram comparados com osresultados do grupo controle usando o teste ANOVA segui-do pelo teste de comparações múltiplas de Dunnett.

Resultados

Na Figura 1 é mostrada a distribuição de radioatividade noscompartimentos celular (C) e plasmático (P) e nas fraçõesinsolúvel e solúvel celular e plasmática de amostras de san-gue tratadas com diferentes concentrações de extrato aquosode hipérico (6,25, 12,5, 25, 50 e 100%). Os resultados mostramque o extrato de hipérico reduziu de forma significativa(P<0,05) a %ATI ligada às células de 95,03 ± 0,51 (controle)para 4,16 ± 0,92 (100% do extrato), à fração insolúvel celularde 87,46 ± 5,07 (controle) para 14,82 ± 0,61 (100% do extrato)e à fração insolúvel do plasma de 76,24 ± 6,15 (controle) para26,67 ± 1,70 (100% do extrato).

FIGURA 1 – Distribuição de radioatividade nas frações sangüíneas de amostras de sangue tratadascom diversas concentrações de um extrato de hipérico

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Amostras de sangue foram obtidas de ratos Wistar atravésde punção cardíaca e incubadas in vitro durante uma horacom diferentes concentrações do extrato de hortelã (macerado- folhas e caule) (100; 50; 25; 12,5; 6,25 %). No controle foiutilizada solução salina 0,9%. A seguir foi adicionado cloretoestanoso e Tc-99m. Após centrifugação, amostras de célula(C) e Plasma (P) foram isoladas e também precipitadas comTCA 5 %. As amostras foram contadas em cintilador sólido eas %ATI calculadas.

FIGURA 2 – Distribuição da radioatividade do radiofármaco pertecnetato de sódio

Na Figura 2 são mostrados os percentuais de radioatividadepor grama dos órgãos retirados de animais tratados comhipérico ou com solução salina (controle). Como pode serobservado alguns órgãos tiveram a biodistribuição diminuí-da significativamente (P<0,01): (a) no osso de 0,45 ± 0,01 para0,16 ± 0,06; (b) no músculo de 0,18 ± 0,004 para 0,10 ± 0,02; (c)na tireóide de 6,09 ± 1,66 para 1,54 ± 1,07. No pâncreas opercentual de radioatividade aumentou significativamente(P<0,05) de 0,16 ± 0,04 para 0,24 ± 0,03.

Extrato de hipérico 100% (50mg/mL) foi administrado porgavagem em ratos Wistar (n=5), com intervalos de 24 horas,entre cada dose por 15 dias. Uma hora após a última dose(15º. dia), 0,3ml do radiofármaco (7,4 MBq) foi injetado atra-vés do plexo venoso orbital. Após 30 minutos os animaisforam sacrificados, a contagem da atividade radioativa emcada órgão isolado obtida e foram calculadas as percenta-gens de radioatividade (%ATI) nos órgãos.

Discussão

A marcação de constituintes sanguíneos com 99mTc temmuitas aplicações. Tem sido descrito que extratos obtidos deplantas medicinais podem alterar a marcação de elementossanguíneos com 99mTc e também a morfologia doseritrócitos

6,7,10,13.

A distribuição, a fixação e a eliminação de radiofármacos emum organismo dependem de vários fatores, tais como o fluxosanguíneo, o metabolismo tecidual e a ligação aos elementos

sanguíneos4,15

. Vários autores têm demonstrado que abiodisponibilidade de radiofármacos pode ser modificado porprodutos naturais e sintéticos

6-13,22.

Nos resultados apresentados na figura 1, o extrato de hipéricofoi capaz de diminuir a marcação de constituintes celularescom 99mTc e nesse processo de marcação tanto os íonsestanoso e pertecnetato parecem atravessar a membranaeritrocitária

23. Seria altamente sugestivo que os produtos exis-

tentes no extrato de hipérico poderiam comprometer o trânsitodesses íons através da membrana através de proposta apre-sentada por Krishtal em outro tipo celular

24. Esses autores

descreveram que a hiperforina e outros constituintes dohipérico têm a capacidade de modular canais iônicos da mem-brana celular. Em relação aos canais de cálcio esse efeito seriadevido a interação com a calmodulina ou através das vias deativação da calmodulina. à ação da hiperforina.s e plasmáticosdo sangue.

O extrato de hipérico usado (ver figura 2) diminuiu a captaçãodo 99mTcO

4Na no osso, no músculo e na tireóide, assim como,

aumentou a fixação desse radiofármaco no pâncreas. Esses

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Acta Cirúrgica Brasileira - Vol 20 - Supl no 1 2005 - 79

resultados poderiam, em parte, serem atribuídos à capacida-de de interação dos produtos presentes no hipérico àmembranas lipídicas como descrito por Neagoe

25. Esses au-

tores têm demonstrado que os componentes de um extratoetanólico de hipérico seriam capaz de interagir com membra-nas lipídicas acarretando alterações na absorção ebiodisponibilidade, assim como efeitos farmacodinâmicos naexcitabilidade neuronal.

Na técnica de marcação dos constituintes sanguíneos com99mTc é necessário um agente redutor. Uma vez que ocor-reu redução da marcação dos constituintes sanguíneoscom 99mTc, poderia ser especulado que os produtos exis-tentes no extrato de hipérico estariam oxidando o íonestanoso impedindo sua ação. Os compostos químicospresentes nesse extrato também poderiam atuar com agen-tes quelantes levando à formação de complexos com o99mTcO

4Na e SnCl

2, sendo que esse fato também poderia

justificar a diminuição na fixação de radioatividade noselementos sanguíneos. Possíveis alterações morfológicaspromovidas pelo extrato do hipérico, à semelhança às ob-servadas nos estudos com a hortelã

13 poderiam também

justificar a não captação pelas células vermelhas do san-gue.

A evidência que um extrato de hipérico pode alterar a marca-ção de células vermelhas do sangue, assim como abiodisponibilidade de radiofármaco pode ser de grande rele-vância no momento da interpretação de imagenscintilográficas. Por outro lado, deve-se considerar que osachados experimentais obtidos nesse trabalho foram em con-dições experimentais controladas e realizadas com ratos.

Conclusão

De acordo com os resultados obtidos nesse estudo pode-seespecular que o extrato de hipérico seria capaz de alterar invitro a marcação de elementos sanguíneos com 99mTc, assimcomo também a biodistribuição do radiofármaco 99mTcO

4Na.

A ação biológica desse extrato poderia estar relacionada a (i)propriedades redox do extrato, (ii) efeitos quelantes, (iii) alte-rações na morfologia das hemácias, (iii) modificação notransporte de íons através da membrana eritrocitária, (iv)metabolização no organismo e (v) atuação em órgãos especí-ficos. Embora os resultados tenham sido obtidos com animais,sugere-se precaução com os exames em medicina nuclear empacientes que utilizem Hypericum perforatum como medica-mento.

Referências

1- Shih WJ, Bognar B. Early appearance of the inferior vena cava ina Tc-99m red blood cell first-pass study: a sign of superior venacava obstruction. Clin Nucl Méd 2000; 25:679-81.

2- Milhara Y, Kubota K, Nagata N, Takagi K, Morie T, Oda N,Ogura R, Watanabe Y, Terano A, Honma K. Total intraoperative

enteroscopy using a colonoscope for detecting the bleeding point.Hepatogastroenterology, 2004; 51:1401-3.

3- Tsai CC, Yen TC, Tzen KY. The value of Tc-99m red blood cellSPECT in differentiating giant cavernous hemangioma of the liverfrom other liver solid masses. Clin Nucl Med 2002; 27: 578-81.

4- Sampson CB. Complications and difficulties in radiolabellingblood cells: a review. Nucl Med Commun, 1996; 17:648-58.

5- Reineger IW, Oliveira JF, Caldeira-De-Araújo A, Bernardo-FilhoM. Effect of Peumus boldus on the labeling of red blood cells andplasma proteins with technetium-99m. Appl Radiat Isot, 1999;51:145-9.

6- Oliveira JF, Braga ACS, Ávila ASR, Araújo AC, Cardoso VN,Bezerra RJAC, Bernardo-Filho M. Assessment of the effect ofMaytenus ilicifolia (espinheira santa) extract on the labeling of redblood cells and plasma proteins with technetium-99m. JEthnopharmacol 2000; 72:179-84.

7- Oliveira JF, Avila AS, Braga ACS, Oliveira MBN, BoasquevisqueEM, Jales RL, Cardoso VN, Bernardo-Filho M. Effect of extract ofmedicinal plants on the labeling of blood elements with techentium-99m and on the morphology of red bool cells: I – a study withPaullinia cupana. Fitoterapia 2002; 73:305-12.

8- Oliveira JF, Santos-Filho SD, Catanho MTJ, Srivastava SC, Lima-Filho GL Bernardo-Filho M. Effect of extract of medicinal plant onthe labeling of blood elements with technetium-99m and on themorphology of red blood cells (RBC): Toxicological action of roastcoffee beans (Coffea arabica). Indian J Nucl Med 2003; 18:52-6.

9- Diré G, Lima E, Mattos D, Oliveira MB, Pereira MJ, Moreno S,Freitas R, Gomes ML, Bernardo-Filho M. Effect of chayotte(Sechium edule) extract on the biodistribution of technetium-99mand on the morphometry of red blood cells. J Labelled CompRadiopharm 2001; 44:648-50.

10- Lima EA, Dire G, Mattos DM, Freitas RS, Gomes ML, Olivei-ra MB, Faria MV, Jales RL, Bernardo-Filho M. Effect of an extractof cauliflower (leaf) on the labeling of blood elements withtechnetium-99m and on the survival of Escherichia coli AB1157submitted to the treatment with stannous chloride. Food ChemToxicol 2002; 40: 9149-53.

11- Moreno SRF, Diré G, Freitas RS, Farah MB, Lima-Filho GL,Rocha EK, Jales RLC Bernardo-Filho M. Effect of Ginkgo bilobaon the labeling of blood elements with technetium-99m: in vitrostudy. Rev Bras Farmacogn 2002; 12:62-3.

12- Moreno S, Rocha EK, Pereira M, Mandarim-Lacerda C, FreitasRS, Nascimento ALR, Carvalho JJ, Lima-Filho GL, Diré G, LimaEAC, Bernardo-Filho M. Ginkgo Biloba: Experimental model toevaluate it’s action on the labeling of blood elements withtechnetium-99m and on the morphometry of red blood cells. PakistanJ Nut 2004; 3:68-71.

13- Santos-Filho SD, Diré GL, Lima E, Oliveira MN, Bernardo-Filho M. Effect of Mentha crispa (mint) extract on the labeling ofblood elements with technetium-99m: A possible evaluation of freeradicals. J Biol Sci 2004; 4: 266-70.

14- Early P J, Sodee DB. Principles and Practice of NuclearMedicine. London: Mosby, 1995.

Page 26: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

80 - Acta Cirúrgica Brasileira - Vol 20 - Supl no 1 2005

15- Hladik III WB, Saha GB, Study KT. Essentials of NuclearMedicine Science. Baltimore-London; Willians & Wilkings, 1987.

16- Britto DMM, Gomes ML, Rodrigues PC, Paula EF, GutfilenB, Bernardo-Filho M. Effect of a chemotherapeutic drug on thebiodistribution of 99mTc-DTPA in Balb/c mice. J Exp Clin CancerRes 1998; 17:313-6.

17- Spicer JA, Hladick WB, Mulberry WE. The effects of selectedantineoplastic agents on the labeling of erythrocytes with technetium-99m using the Ultra Tag RBC kit. J Nucl Med Technol 1999; 27:132-5.

18- Mattos DMM, Gomes ML, Freitas RS, Rodrigues PC, Nasci-mento VD, Boasquevisque EM, Paula EF, Bernardo-Filho M.Assessment of the vincristine on the biodistribution of 99mTc-labelled glucoheptonic acid in female Balb/c mice. Nucl Med Commun2000; 21:117-21.

19- Gomes ML, Oliveira MBN, Bernardo-Filho M. Drug Interactionwith radiopharmaceuticals: Effect on the labeling of red blood cellswith technetium-99m and on the bioavailability ofradiopharmaceuticals. Braz Arch Biol Technol 2002; 45:143-9.

20- Ferreira SH, Barata LES, Salles SLM, Queiróz SRR, Neto NEH,Corazza R, Farias, RC Medicamentos a partir de plantas medici-nais no Brasil. Rio de Janeiro: Academia Brasileira de Ciências,1998.

21- Kumar V, Singh PN, Bhattacharya SK. Anti-stress activity ofIndian Hypericum perforatum. Indian J Exp Biol 2001; 39:344-9.

22- Hesslewood S, Leung E. Drug interaction withradiopharmaceuticals. Eur J Nucl Med 1994; 21:348-56.

23- Gutfilen B, Boasquevisque EM, Bernardo-Filho M. Calciumchannel blockers: interference on red blood cells and plasma proteinslabeling with Tc-99m. Rev Esp Med Nucl 1992; 11:195-9.

24- Krishtal O, Lozovaya N, Fisunov A, Tsintsadze T, PankratovY, Kopanitsa M, Chatterjee SS. Modulation of ion channels in ratneurons by the constituents of Hypericum perforatum.Pharmacopsychiatry 2001;34:S74-82.

25- Neagoe I, Macri BM, Flonta ML. Hyperici herba extractinteraction with artificial lipid bilayers. J Pharm Pharmacol 2004;56:1283-9.

Santos-Filho SD, Bernardo-Filho M. Effect of Hypericum perforatum extract on in vitro labelling of blood elements with technetium-99mand on biodisponibility of sodium pertecnetate in Wistar rats. Acta Cir Bras [serial on line] Available from: URL: htt://www.scielo.br/acb.

ABSTRACT – Purpose: To evaluate the effect of a hiperico extract (Hypericum perforatum) on the labeling of blood elements withtechnetium-99m (99mTc) and in the bioavailability of the radiopharmaceutical sodium pertechnetate in Wistar rats. Methods: Blood(heparinized) withdrawn from Wistar rats is incubated with a hiperico extract, with a stannous cloride and with 99mTc, as sodiumpertechnetate (99mTcO

4Na). Plasma (P) and cells (C) are isolated by centrifugation. Samples of P and C are also precipitated with

trichloroacetic acid (TCA 5%) and soluble (FS-P; FS-C) and isoluble (FI-P; FI-C) fractions are separated. In the bioavailabilityanalysis, the extract or NaCl 0.9% solution is administrated into Wistar rats (gavage) during 15 days. Sodium pertechnetate wasadministered and after 10 min, the animals are sacrificed, the organs were isolated, the radioactivity determined in a well counter, andthe percentages of radioactivity per gram (%ATI/g) in the organs are calculated. Results: The hiperico extract decreased significantly(P<0.05) the %ATI in the cells, cellular insoluble fraction and plasma insoluble fraction. The biodistribution was significantly (P<0.01)decreased in bone, muscle and thyroid and significantly (P<0.05) increased in pancreas. Conclusion: The analysis of the resultsindicates that in studied extract should have substances that should oxidize the stannous ion, reducing the fixation of the 99mTc onthe erythrocytes and plasma and cellular proteins. Moreover, it could produce metabolic alterations with influence in the uptake ofthe radiopharmaceutical 99mTcO4Na in bone, muscle, pancreas and thyroid.

KEYWORDS:Hiperico. Technetium-99m. Bioavailability. Surgery.

Correspondência:Sebastião David Santos-FilhoUniversidade do Estado do Rio de JaneiroInstituto de Biologia Roberto Alcantara GomesDepartamento de Biofísica e BiometriaLaboratório de Radiofarmácia ExperimentalAv. 28 de Setembro, 8720551-030. Rio de Janeiro – RJTel.: [email protected] de interesse: nenhumFonte de financiamento: CNPq, FAPERJ, UFRN, UERJ

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11

3.2 MANUSCRITO NO PRELO

a- Medicinal Chemistry Research, Qualis Internacional C.

Aqueous extract of the medicinal plant Mentha crispa alters the biodistribution of

the radiopharmaceutical sodium pertechnetate in Wistar rats.

Sebastião David Santos-Filho1, 2, 3, Adalgisa Ieda Maiworm1, 3, Giuseppe Antonio

Presta1,3, Severo de Paoli1,3, Tânia Santos Giani1,3, Mario Bernardo-Filho1,4.

1Departamento de Biofísica e Biometria, Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes,

Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 20551030, Rio de Janeiro, RJ, Brasil

2Ciências Biomédicas, Centro Universitário de Volta Redonda, 27251970, Volta

Redonda, RJ, Brasil

3Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio

Grande do Norte, 59010180, Natal, RN, Brasil

4Coordenadoria de Pesquisa, Instituto Nacional do Câncer, 20230130, Rio de Janeiro,

RJ, Brasil.

Corresponding author:

Sebastião David Santos-Filho

Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes

Departamento de Biofísica e Biometria

Laboratório de Radiofarmácia Experimental

Av 28 de setembro, 87, 20551030

Vila Isabel, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.

Phone/Fax: 55-021-21-2587-6432

[email protected] or [email protected]

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Running Title: Mint and radiopharmaceutical biodistribution

Financial support: CAPES, CNPq and UERJ

Abstract

Mentha crispa extract or NaCl 0.9% were daily (15 days) administered by gavage into

Wistar rats. After that, animals have received by ocular plexus via, the Na99mTcO4 and

they were sacrificed. Organs were isolated, the radioactivity determined, the

percentages of radioactivity in each organs calculated and statistical analysis

performed. Significant (p=0.0061) increase of the radioactivity was observed in kidney,

spleen, and thyroid, that could be justified by effects of the extract and/or by generation

of active metabolites.

Key-words: Mentha crispa, biodistribution, sodium pertechnetate, radiobiocomplex.

Introduction:

The relevance of the techniques used in the nuclear medicine is mainly related

with their ability to provide suitable information on physiology rather than on anatomy1.

Several radiopharmaceutical or radiobiocomplex2 have been used to obtain single

photon emission computed tomography (SPECT) and positron emission tomography

(PET) images3,4.

Sodium pertechnetate (Na99mTcO4) is a radiobiocomplex that has a long and

successful history of use in several clinical applications involving SPECT, such as, (i)

labeling of various 99mTc-radiobiocomplexes, (ii) imaging of the thyroid, (iii) imaging of

the gastric mucosa to diagnose Meckel´s diverticulum, (iv) labeling (in vivo) of red blood

cells for blood pool imaging and first-pass cardiac angiography, (v) evaluating of the

nasolacrimal drainage, (vi) studying of the parathyroid adenoma in conjunction with

201Tl+, (vii) evaluating of the testicular torsion and infection, (viii) imaging of the salivary

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gland and (ix) imaging of the brain to investigate possible damage to the blood-brain

barrier4-7.

Some physiological and/or pharmacological properties related with the

radiobiocomplex Na99mTcO4 have been reported. After intravenous injection, it is weakly

bound to serum proteins (70-80%). Unbound pertechnetate ion (99mTcO4-) diffuses

slowly through the capillary membranes to the interstitial fluids, from where it is cleared

by various organs such as stomach wall, intestines, salivary glands, thyroid, choroid

plexus, sweat glands, kidneys and mucous membrane. The thyroid uptake of 99mTcO4-

is by active transport, as a sodium-iodide symporter, and its uptake is 2-4%. In the

kidneys, 99mTcO4- is filtered in the glomeruli, but 86% are reabsorved in the proximal

tubes. Only 30% of the injected dose is excreted in urine in 24 h. Lactating women

secrete 10% of 99mTcO4- in milk. 99mTcO4

- is easily absorbed by the digestive system

after oral administration or after intramuscular injection by simple diffusion1,6,8.

Many factors, as drug therapy, radiation therapy, dietary conditions, besides

pathological process could affect the biodistribution of the different

radiobiocomplexes2,9-14 or the labeling of blood constituents15-18. These factors may lead

to (i) a poor visualization of the organs and to induce inadequate interpretation of the

examination and misdiagnosis or (ii) the repetition of the examination procedure

resulting in unnecessary irradiation to the patient and the staff1,2,19.

It is well established that medicinal plants contain mixtures of various

pharmacologically active compounds, and thus they may have the potentiality to

interfere with the labeling of radiobiocomplexes10,20-28 and/or with their

biodistribution2,10,11,24,29.

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Mentha crispa (mint; M.crispa) is utilized in herbal medicine due to various

pharmacological actions. Mint is part of a genus of the Labiatae family, which

comprises a wide number of species, varieties and hybrids. Mint flowers and leaves are

used for tea infusions, which have digestive, calming, antiseptic and anti-asthmatic

properties30. The extract and leaves of the Mentha species are described as biological

additives31. Rosmarinic acid, a natural phenolic compound contained in many

Lamiaceae herbs such as mint, inhibits complement-dependent inflammatory processes

and may have therapeutic potential32. Mint was also capable of iron(III) reduction, 1,1-

diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging, and to inhibit iron(III)-ascorbate-catalyzed

hydroxyl radical-mediated brain phospholipid peroxidation33. Santos-Filho28 have

described that an extract of mint was capable to interfere on the labeling of blood cells

with the Tc-99m, as well as, the fixation of this radionuclide on the plasma and blood

cells proteins. The main pharmacodynamic effect of mint oil is a dose-related

antispasmodic effect on the smooth musculature due to the interference of menthol with

the movement of calcium across the cell membrane, relevant to the gastrointestinal

tract34.

As the extract of mint is commonly used in the world, the aim of this work

was to evaluate the effects of a mint extract on the biodistribution of the

radiobiocomplex sodium pertechnetate in Wistar rats.

Materials and methods:

All the experimental procedures have followed the Ethical Guidelines of the

Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes, Universidade do Estado do Rio de

Janeiro with the protocol number CEA/113/2006.B

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15

The experiments were performed without sacrificing the animals. The animals

were maintained under controlled conditions (22±5°C, 12h of light/dark cycle). Food and

water were available ad libitum.

Wistar rats (male, 3 months, 11 animals, 293±13g) were separated in 2 groups:

mint group (n=5) and control group (n=6).

The mint group was treated with an extract of mint prepared with 4g of crushed

leaves of Mentha crispa (Mãe Terra Produtos Naturais – http://www.maeterra.com.br -,

Brazil, lot 05FEV2002) in 100mL of 0.9% NaCl solution (saline). The preparation was

centrifuged (clinical centrifuge, 3000 rpm, 10 min), filtered through paper (quality filter

paper) and the filtered solution was considered to be 40mg/mL. The control group

received only saline.

The extracts and saline were daily administered by intragastric via during 15 days

with 24 hours intervals. After that, the animals received by ocular plexus via 0.3mL of

the Na99mTcO4 (3.7MBq) and were rapidly sacrificed after 10 min following the criteria of

the Ethical Committee of the Institution.

The organs (pancreas, testis, stomach, kidney, spleen, duodenum, heart, lung,

liver, thyroid, bone, muscle and brain) were isolated and the mass of each organ was

determined in an analytical balance. The radioactivity in each organ was determined in

a well counter (mod C5002, Packard, USA).

The activity in each organ was divided by the total activity administered to

determine the percentage of radioactivity (%ATI) in each organ. The %ATI was divided

by the mass of each tissue to determine the percentage of radioactivity per gram

(%ATI/g).

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16

Statistical analysis was performed by Wilcoxon test. P< 0.05 was considered

significant. All data are expressed as mean standard deviation (SD).

Results:

The results of the biodistribution of the radiobiocomplex sodium pertechnetate in

different organs isolated from male rats are shown in the Table 1. The comparison of

the %ATI/g of these tissues isolated from the control group and from the mint group has

revealed that the mint extract increased the fixation of this radiobiocomplex in the

pancreas, kidney, spleen, liver and thyroid (P = 0.0061). The results also show that the

mint extract did not modify the fixation of the radiobiocomplex sodium pertechnetate in

other organs.

Discussion:

In nuclear medicine the clinical procedures to obtain image, normally, are

associated with a low radiation dose level to the patient and to the staff when compared

with other similar procedures using X rays. Moreover, the environmental impact is

negligible due to the half-life and the energy of the radiation emitted in the decay of the

main radionuclides used in the nuclear medicine procedures. In addition, the high

quality of the scintigraphic images in the SPECT and in the positron emission

tomography (PET) has helped in a rapid and efficient elucidation of the diagnosis of

various diseases35-38.

The radiobiocomplexes can be utilized to study the blood flow, the metabolism,

the morphology of an organ3,36, and to evaluate the drug formulation and drug delivery

systems37.

Unexpected patterns of the biodistribution of a radiobiocomplex have normally

been associated with a disease and this fact aid in the clinical diagnosis1. However,

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17

some authors have reported that many factors, besides the disease, can interfere in the

bioavailibility of a radiobiocomplex. When these factors are unknown, it is undesirable

and the consequences are (i) the possibility of misdiagnosis (misleading information that

can either mask or mimic certain disease symptoms) and/or (ii) the repetition of the

examination with an increase of radiation dose to the patient and staff1,39.

The drug therapy, radiation therapy besides and surgical interventions could also

affect the biodistribution of the radiobiocomplexes1,12,40. The drug interaction with

radiobiocomplexes has been studied and it can be know or unknown6. Passos41 and

Passos42 have also demonstrated that the dietary conditions can also interfere with the

biodistribution of radiobiocomplex. Several authors have also reported that some

chemical compounds due to their pharmacological properties can alter the

biodistribution of various radiobiocomplexes9,11,12,29,34,40,46,47,48,49.

Some authors have described that synthetic or natural products in the blood, as

well as, the labeling conditions can have an effect on the labeling of red blood cells with

technetium-99m (99mTc)11,25-28,43-45.

The mint extract (Table 1) increased the fixation of the studied radiobiocomplex

in the pancreas, kidney, spleen, liver and thyroid, and did not modify the fixation in the

other organs. Szentmihalyi and collaborators50 have reported that some components of

the mint extracts could interfere with the movement of calcium ions across the cell

membrane51. It is possible to speculate that, as the radiobiocomplex studied is an ion,

the effect of the components of the mint extract would act also in the transport6,8 of the

pertechnetate ion through the cellular membrane of determined organs. Moreover, the

extract of mint seems to produce damage on the red blood cell membrane with

morphological changes28 that could be related with physiological/pharmacological

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18

modifications in determined organs and could interfere in the uptake of ions, as the

pertechnetate.

In conclusion, these results can be justified by the presence of determined

chemical compounds in the extract and/or by the generation of active metabolites

capable to interfere with the biodistribution of the studied radiobiocomplex. As the use of

extracts is increasing in the world, the knowledge about the drugs and the other factors

capable to interfere on the biodistribution of the radiobiocomplexes is highly worthwhile

to permit secure diagnosis of diseases. In addition, the development of biological

models to study this phenomenon is relevant and desired. Although results described in

this work have been obtained with rats, it is suggested to consider the possibility of an

unexpected effect of the mint in the uptake of the radiobiocomplex sodium

pertechnetate in several organs in the examinations in nuclear medicine.

References:

1. Hladik III, W.B.; Saha, G.B.; Study, K.T. Essentials of Nuclear Medicine Science.

William and Wilkins, London, 1987.

2. Bernardo-Filho, M.; Santos-Filho, S.D.; Moura, E.G.; Maiworm, A.I.; Orlando, M.M.C.;

Penas, M.E.; Cardoso, V.N.; Bernardo, L.C.; Brito, L.C. Drug Interaction with

Radiopharmaceuticals: a Review. Braz. Arch. Biol. Technol. 2005, 48, 13-28.

3. Chandra R. Nuclear Medicine Physics the Basics, 5th ed. Williams & Wilkins: New

York, 1998.

4. Harbert, J.C.; Eckelman, W.C.; Neumann, R.D. Nuclear Medicine Diagnosis and

therapy. Thieme Medical Publishers, New York, 1996.

Page 35: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

19

5. Malpica, O.; Eblen-Zajjur, A. Autoradiography of experimental blood brain barrier

breakdown areas in the rat using pertechnetate as radiotracer. Rev Neurol. 2001, 33,

7-16.

6. Owunwanne, A.; Patel, M.; Sadek, S. Preparation of radiopharmaceuticals. The

handbook of radiopharmaceuticals. Chapman & Hall: London, 1995.

7. Staudenherz, A.; Fazeny, B.; Marosi, C.; Nasel, C.; Hoffmann, M.; Puig, S.; Killer, M.;

Leitha, T. Does (99m)Tc-Sestamibi in high-grade malignant brain tumors reflect blood-

brain barrier damage only? Neuroimage, 2000, 12, 109-111.

8. Zuckier, L.S.; Dohan, O.; Li, Y.; Chang, C.J.; Carrasco, N.; Dadachova, E. Kinetics of

perrhenate uptake and comparative biodistribution of perrhenate, pertechnetate, and

iodide by NaI symporter-expressing tissues in vivo. J. Nucl. Med. 2004, 45, 500-507.

9. Brito, D.M.M.; Gomes, M.L.; Rodrigues, P.C.; Paula, E.F.; Gutfilen, B.; Bernardo-

Filho, M. Effect of the chemotherapeutic drugs on the biodistribution of 99mTc-DTPA in

Balb/c mice. J. Exp. Clin. Cancer Res. 1998, 17, 313-316.

10. Capriles, P.V.; Dias, A.P.; Costa, T.E.; Oliveira, M.B.; Faria, M.V.; Moura, E.G.;

Abreu B.A.; Bernardo-Filho, M. Effect of eggplant (Solanum melongena) extract on the

in vitro labeling of blood elements with technetium-99m and on the biodistribution of

sodium pertechnetate in rats. Cell Mol Biol. 2000, 48, 771-776.

11. Diré, G.; Lima, E; Gomes, M; Bernardo-Filho, M. The effect of a chayotte (Sechium

edule) extracts (decoct and macerated) on the labeling of blood elements with

Technetium-99m and on the biodistribution of the radiopharmaceutical sodium

pertechnetate in mice: an in vitro and in vivo analysis. Pakistan J Nutr. 2003, 2, 221-

227.

Page 36: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

20

12. Gomes, M. L.; Braga, A. C.; Mattos, D. M.; Freitas, R. S.; Paula, E. F.; Bezerra, R.

J. A. C.; Bernardo-Filho, M. Effect of the mitomycin-C on the biodistribution of the

radiopharmaceutical 99mTechnetium-phytic acid in mice: a model to evaluate the toxic

effect of a chemical drug. J. Appl. Toxicol. 2002, 22, 85-87.

13. Mattos, D.M.M.; Gomes, M.L.; Freitas, R.S.; Rodrigues, P.C.; Nascimento, V.D.;

Boasquevisque, E.M.; Paula, E.F.; Bernardo-Filho, M. Assessment of the vincristine on

the biodistribution of 99mTc-labelled glucoheptonic acid in female Balb/c mice. Nucl.

Med. Commun. 2000, 21, 117-121.

14. Valença, S.S.; Lima, E.A.; Dire, G.F.; Bernardo-Filho, M.; Porto, L.C. Sodium

pertechnetate (Na99mTcO4) biodistribution in mice exposed to cigarette smoke. BMC

Nucl. Med. 2005, 5, 1.

15. Fonseca, A.S.; Frydman, J.N.; Santos, R.; Bernardo-Filho, M. Influence of

antipyretic drugs on the labeling of blood elements with technetium-99m. Acta Biol.

Hung. 2005, 56, 275-282

16. Holanda, C.M.C.X.; Leite, R.C.H.; Catanho, M.T.J.; Souza, G.M.; Bernardo-Filho, M.

The effect of glucantime™ on the labeling of blood constituents with technetium-99m.

Acta Cir. Bras. 2005, 20, 81-85.

17. Lima-Filho, G.L.; Lima, G.M.; Freitas, R.S.; Aleixo, L.C.; Moreno, S.R.; Catanho,

M.T.; Bernardo-Filho, M. Evaluation of the phytic acid effect on the labeling of blood

elements with technetium-99m and on the survival of a strain of Escherichia coli treated

with stannous fluoride. Mol Cell Biochem. 2003, 247, 121-126.

18. Nigri, F.; Oliveira, .M.B.; Bernardo-Filho, M. Assessment of the effect of antiseizure

drugs on the labeling process of red blood cells and plasma proteins with technetium-

99m. Cell. Mol. Biol. 2002, 48, 793-801.

Page 37: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

21

19. Hart, D.; Wall, B.F. UK nuclear medicine survey 2003-2004. Nucl Med Commun.

2005, 26, 937-946.

20. Amorim, L.F.; Catanho, M.T.; Terra, D.A.; Brandão, K.C.; Holanda, C.M.; Jales-

Junior, L.H.; Brito, L.M.; Gomes, M.L.; De Melo, V.G.; Bernardo-Filho, M.; Cavalcanti

Jales, R.L. Assessment of the effect of Punica granatum (pomegranata) on the

biodistribution of the radiopharmaceutical sodium pertechnetate (99mTc) in Wistar rats.

Cell Mol Biol. 2003, 49, 501-507.

21. Diré, G.; Gomes, M.L.; Lima, E.A.C.; Jales, R.L.; Faria, M.C.; Bernardo-Filho, M.

Assessment of a fruit extract (Sechium edule) on the labeling of blood elements with

technetium-99m. Afr. J. Biotechnol. 2004, 3, 484-488.

22. Lima, E.A.C.; Diré, G.; Mattos, D.M.M.; Freiras, R.S.; Gomes, M.L.; Oliveira, M.B.N.;

Faria, M.V.C.; Jales, R.L.; Bernardo-Filho, M. Effect of an extract of cauliflower (leaf) on

the labeling of blood elements with technetium-99m and on the survival of Escherichia

coli AB1157 submitted to the treatment with stannous chloride. Food Chem Toxicol.

2002, 40, 919-923.

23. Moreno, S.R.F.; Diré, G.; Freitas, R.S.; Farah, M.B.; Lima-Filho, G.L.; Rocha, E.K.;

Jales, R.L.C.; Bernardo-Filho, M. Effect of Ginkgo biloba on the labeling of blood

elements with technetium-99m: in vitro study. Rev. Bras. Farmacogn. 2002, 12, 62-63.

24. Moreno, S.R.F.; Carvalho, J.J.; Nascimento, A.L.; Pereira, M.; Rocha, E.K.; Diré, G.;

Arnobio, A.; Caldas, L.Q.A.; Bernardo-Filho, M. (2005). Biodistribution of the sodium

pertechnetate and morphometry of organs isolated from Wistar rats: study of possible

pharmacokinetic interactions of a Ginkgo biloba extract. Braz. Arch. Biol. Technol. 2005,

48, 73-78.

Page 38: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

22

25. Oliveira, J. F.; Avila, A. S.; Braga, A. C. S.; Oliveira, M. B. N.; Boasquevisque, E. M.;

Jales, R. L.; Cardoso, V. N.; Bernardo-Filho, M. Effect of extract of medicinal plants on

the labeling of blood elements with technetium-99m and on the morphology of red blood

cells: I – a study with Paullinia cupana. Fitoterapia 2002, 73, 305-312.

26. Oliveira, J.F.; Oliveira, M.B.; Ávila, A.S.; Braga, A.C.S.; Catanho, M.T.J.A.; Jales,

R.L.C.; Cardoso, V.N.; Bernardo-Filho, M. Assessment of the effects of Fucus

Vesiculosos extract on the labeling of blood constituents with technetium-99m and the

histological modifications on the shape of the red blood cells. Food Chem toxicol 2003,

41, 15-20.

27. Santos-Filho, S.D.; Ribeiro, C.K.; Diré, G.F.; Lima, E.; Pereira, M.; Bernardo-Filho,

M. Morphological alterations on red blood cells labeled with technetium-99m: the effect

of Mentha crispa (hortelã) and Piper mthysticum (Kava Kava) extracts. Technetium,

Rhenium and Other Metals in Chemistry and Nuclear Medicine. SGEditoriali, Padova,

6:503-505, 2002.

28. Santos-Filho, S.D.; Diré, G.L.; Lima, E.; Oliveira, M.N.; Bernardo-Filho M. Effect of

Mentha crispa (mint) extract on the labeling of blood elements with technetium-99m: A

possible evaluation of free radicals. J. Biol. Sci., 2004, 4, 266-270.

29. Diré, G.; Lima, E.; Mattos, D.; Oliveira, M.B.; Pereira, M.J.; Moreno, S.; Freitas, R.;

Gomes, M.L.; Bernardo-Filho, M. Effect of chayotte (Sechium edule) extract on the

biodistribution of technetium-99m and on the morphometry of red blood cells. J Labelled

Comp Radiopharm. 2001, 44, 648-650.

30. Park, K.J.; Vohnikova, Z.; Brod, F.P.R. Evaluation of drying parameters and

desorption Isotherms of garden mint leaves (Mentha crispa L.). J. Food. Eng. 2002, 51,

193-199.

Page 39: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

23

31. Davis, E.M.; Ringer, K.L; McConkey, M.E.; Croteau, R. Monoterpene metabolism.

Cloning, expression, and characterization of menthone reductases from peppermint.

Plant Physiol. 2005, 137, 873-881.

32. Renzulli, C; Galvano, F; Pierdomenico, L; Speroni, E; Guerra, M.C. Effects of

rosmarinic acid against aflatoxin B1 and ochratoxin-A-induced cell damage in a human

hepatoma cell line (Hep G2). J. Appl. Toxicol. 2004, 24, 289-296.

33. Dorman, H.J.; Kosar, M.; Kahlos, K.; Holm, Y.; Hiltunen, R. Antioxidant properties

and composition of aqueous extracts from Mentha species, hybrids, varieties, and

cultivars. J Agric Food Chem. 2003, 51, 4563-4569

34. Grigoleit, H.G.; Grigoleit, P. Pharmacology and preclinical pharmacokinetics of

peppermint oil. Phytomedicine. 2005, 12, 612-616.

35. Bacher, K.; Thierens, H.M. Accurate dosimetry: an essential step towards good

clinical practice in nuclear medicine. Nucl Med Commun. 2005, 26, 581-586.

36. Carlsson, S. A glance at the history of nuclear medicine. Acta. Oncol. 1995, 34,

1095-1102.

37. Perkins, A.; Frier, M. Nuclear Medicine in Pharmaceutical Research. Taylor &

Francis, London, 1999.

38. Saha, G.B. Fundamentals in Nuclear Pharmacy. Springer-Verlag, New York, 2004.

39. Sampson, C.B. Textbook of radiopharmacy theory and practice. Gordon and

Breach , Amsterdam, 1999.

40. Hesslewood, S.; Leung, E. Drug interactions with radiopharmaceuticals. Eur. J.

Nucl. Med. 1994, 21, 348-356.

Page 40: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

24

41. Passos, M.CF.; Ramos, C.F.; Bernardo-Filho, M.; Mattos, D.M.; Moura, E.G. The

effect of protein or energy restriction on the biodistribution of Na99mTcO4in Wistar rats.

Nucl. Med. Comm. 2000, 21, 1059-1062.

42. Passos, M.C.F.; Ramos, C.F.; Dutra, S.C.P.; Bernardo-Filho, M.; Moura, E.G.

Biodistribution of Na99mTcO4changes in adult rats whose mothers were malnourished

during lactation. J. Nucl. Med. 2002, 43, 89-91.

43. Braga, A. C. S.; Oliveira, M. B. N.; Feliciano, G. D.; Reiniger, I. W.; Oliveira, J. F.;

Silva, C. R.; Bernardo-Filho, M. The effect of drugs on the labeling of blood elements

with technetium-99m. Curr. Pharm. Design. 2000, 6, 1179-1191.

44. Sampson, C.B. Adverse reactions and drug interactions with radiopharmaceuticals.

Drug Saf. 2003, 8, 280-294.

45. Sampson, C.B. Complications and difficulties in radiolabelling blood cells: A review.

Nucl. Med. Comm. 1996, 17, 648-658.

46. Aguiar, R.O.; Kwee, J.K.; De Paula, E.F.; Gomes, M.L.; Bernardo-Filho M. The

effect of murine B16F10 melanoma on the biodistribution of 99mTc-MDP in male

C57BL/6J mice. Cell. Mol. Biol. 2002, 48, 747-750.

47. Gomes, M.L.; Mattos, D.M.M.; Freitas, R.S.; Bezerra, J.R.A.C.; Bernardo-Filho, M.

Study of the toxicological effect of mitomycin C in mice: alteration on the biodistribution

of radiopharmaceuticals used for renal evaluations. Hum. Exp. Toxicol. 2001, 20, 193-

197.

48. Mattos, D.M.M.; Gomes, M.L.; Freitas, R.S.; Bernardo-Filho, M. Effect of the

chemotherapeutic drugs on the biodistribution of the radiopharmaceutical 99mTc-phytate

in Balb/c mice. In-: Nicolini, M, Mazzi U. (eds.) Technetium, Rhenium and Other Metals

Page 41: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

25

in Chemistry and Nuclear Medicine. Podova: Servizi Grafici Editoriali. pp. 465-472.

1999.

49. Mattos, D.M.M.; Gomes, M.L.; Freitas, R.S.; Cardoso, V.N.; Bernardo-Filho, M. Drug

interaction with radiopharmaceuticals and the importance for the radiation dose to the

patient. In: IAEA (eds.) Radiological protection of patients in diagnostic and

interventional radiology, nuclear medicine and radiotherapy. Vienna, Áustria, 2001.

50. Szentmihalyi, K.; Forgacs, E.; Hajdu, M.; Then, M. In vitro study on the transfer of

volatile oil components. J. Pharm. Biomed. Anal. 2001, 24, 1073-1080.

51. Newall, C.A.; Anderson, L.A.; Phillipson, J.D. Herbal medicines: a guide for health-

care professionals. Pharmaceutical Press: London, 1996.

Page 42: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

26

TABLE

Table 1: The effect of a Mentha crispa extract on the biodistribution of sodium

pertechnetate in Wistar rats.

Percentage of radioactivity per gram of tissue

(%ATI/g) (MEAN±SD) Organs

Control Treated

Pancreas (*) 0.15±0.03 0.28±0.07

Testis 0.14±0.02 0.23±0.10

Stomach 3.51±0.03 3.17±0.23

Kidney (*) 0.55±0.01 0.90±0.08

Spleen (*) 0.42±0.05 0.69±0.09

Duodenum 0.88±0.18 1.06±0.21

Heart 0.31±0.02 0.33±0.09

Lung 0.84±0.05 0.92±0.17

Liver (*) 0.61±0.03 0.72±0.02

Thyroid (*) 6.09±0.09 12.83±0.82

Bone 0.45±0.01 0.41±0.11

Muscle 0.18±0.01 0.19±0.08

Brain 0.09±0.04 0.06±0.01

(*) P=0.0061. An extract of mint (40g/L) was administered (ig) in rats for 15

days. Na99mTcO4 (0.3mL, 3.7Mbq) was administered for ocular plexus way.

After 10 min the animals were sacrificed and the organs were isolated. The

radioactivity in each organ (%ATI/g) was determined in a well counter and the

total percent of radioactivity was calculated.

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27

b- Revista Brasileira de Farmacognosia, Qualis Nacional A.

Influence of an aqueous extract of Hypericum perforatum (Hypericin) on the

survival of Escherichia coli AB1157 and on the electrophoretic mobility of pBSK

plasmid DNA

Sebastião D. Santos-Filho1, 2, 3 *, Raquel M. Bernardo3, Kelly C.M. Santos3,

Adenilson S. Fonseca1, 3, Mario Bernardo-Filho3

1- Centro de Ciências da Saúde, Centro Universitário de Volta Redonda, Fundação

Oswaldo Aranha, Av Paulo Erlei Alves Abrantes, 1325, Três Poços, 27240-560,

Volta Redonda, RJ, Brazil,

2- Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio

Grande do Norte, Av. Gen. Gustavo Cordeiro de Farias, s/n, 59010-180, Natal, RN,

Brazil

3- Departamento de Biofísica e Biometria, Instituto de Biologia Roberto Alcantara

Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Av. 28 de setembro, 87, Vila Isabel,

20551-030,

Rio de Janeiro, RJ, Brazil

Abstract

Hiperico (Hypericum perforatum or St John’s worth) has been widely used as an herbal

medicine to treat depression. Hypericin is the main chemical compound of the hiperico.

Stannous chloride (SnCl2) is the most used reducing agent in nuclear medicine. The aim

of this work was to verify the effect of a hiperico extract on the survival of Escherichia

coli AB1157 and on the plasmid DNA topology. Exponentially E. coli AB1157 cultures

were incubated with SnCl2 in presence or absence of hypericin. Aliquots were spread

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28

onto Petri dishes containing solidified rich medium; the colonies units were counted

after overnight and the survival fraction was calculated. Plasmid DNA samples were

incubated with SnCl2 in presence or absence of hypericin extract during 40 minutes;

0.8% agarose gel electrophoresis was performed, the gel was stained with ethidium

bromide and the plasmid topological forms (bands) were visualized. The results reveal

that hiperico extract is neither capable of altering the survival of E. coli cells nor the

plasmid DNA topology but it may have protected these cells against the SnCl2 action.

The data suggest absence of cytotoxic and genotoxic effects of the aqueous hiperico

extract and a protective effect on E. coli cells against the action of SnCl2.

Keywords: Escherichia coli, DNA, Electrophoresis, Hypericum perforatum, Stannous

chloride

Introduction

The use of natural products, as medicinal plants, is very frequent worldwide.

Hiperico (Hypericum perforatum or St John’s wort) has been widely used as an herbal

medicine. Hypericin is the main chemical compound of the hiperico (McGarry et al,

2007). Authors have reported several pharmacologic actions of this chemical compound

(hypericin)(Wurglics and Schubert-Zsilavecz, 2006). Several studies have demonstrated

the efficacy of St John's wort as an antidepressant agent in human beings, besides of

its testing in animal behavioral models of depression (Hunt et al, 2001; Werneke et al,

2004; Linde et al, 2005; McGarry et al, 2007) and dysthymia (Rotblatt and Ziment,

2002). This natural product has been also used in folk medicine to treat hemorrhoids

and bruises, as well as to induce vasodilatation (Hunt et al, 2001; Siepmann et al, 2004;

Jaric et al, 2007). St John's wort reduces the effects of several drugs including

immunosuppressants, oral contraceptives, oral anticoagulants and HIV protease

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inhibitors (Mannel, 2004; Busti et al, 2004; Bobrov et al, 2007). Pharmacodynamic

effects on neuronal excitability also were reported (Neagoe et al, 2004). Recently, a

anti-inflammatory action was demonstrated in an experimental model (Sosa et al.,

2007).

Free radicals (an unpaired electron in their outer valence shell) are highly

reactive species of molecules that could be produced by some oxidative cellular

mechanisms (Infanger et al, 2006). If these molecules are produced in excess, they can

induce tissue damage. There are internal mechanisms in the living organisms

constituted by enzymes and other molecules to protect the cells of these free radicals

(Hsieh et al, 2005; Kinoshita et al, 2005; Bao and Lou, 2006; Marcus et al, 2006). In

addition to these defense mechanisms, certain medicinal compounds, including

vitamins and other nutrition products could inhibit the production of free radicals

(Infanger et al, 2006).

Stannous chloride (SnCl2) is the most used reducing agent in nuclear medicine to

label cellular and molecular structures with biological interest with technetium-99m to be

used as radiobiocomplexes. Some authors have performed studies about the

citotoxic/genotoxic potentials of SnCl2 (Pungartnik et al, 2005; Almeida et al, 2007).

Using bacterial cultures and plasmid DNA has been suggested that stannous chloride

appears to induce damages in the deoxyribonucleic acid (DNA) by oxidative

mechanisms related to free radicals generation (Dantas et al., 2002; El-Demerdash et

al, 2005). Data from assays with Escherichia coli (E. coli) deficient in DNA repair

mechanisms suggested that this chemical agent could induce different lesions in DNA

(El-Demerdash et al, 2005; Almeida et al, 2007). Thus, the aim of this work was to verify

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the effect of the hiperico aqueous extract on the survival of E. coli AB1157 and on the

electrophoretic mobility of pBSK plasmid DNA.

Materials and methods

Preparation of the extract The extract of hiperico was prepared with 5g of a purified dust of Hypericum

perforatum (Herbarium Laboratório Botânico LTDA, Brazil, lot 954661) in 100ml of 0.9%

NaCl (saline). The quality controls of this hiperico preparation performed by the

Herbarium Laboratório Botânico LTDA revealed that the major chemical compound is

hypericin (95%). The preparation was homogenized in a vortex mixer and filtered

through paper (quality filter paper) and 1ml was considered to contain 50mg of the

hypericin extract and regarded as 100% of the filtered solution. The quality control of

this extract was evaluated with the analysis of the absorption spectrum of a hypericin

recorded in the range from 400 up to 700nm with intervals of 20nm using a

spectrophotometer (Analyser 800M, Analyser Comércio e Indústria LTDA, São Paulo,

Brazil), using a cuvette of 1cm pathlength. All spectrophotometric measurements were

performed on the same spectrophotometer and the value of the absorbance

(0.414±0.016) at 580 nm was used as marker and the quality control of each prepared

hypericin in the all experiments.

Bacteria inactivation The E. coli AB1157, a wild-type strain, proficient to repair damage in the DNA,

was used in this work. From stock (in glycerol 50% v/v) a sample (50µl) of the culture

was grown on liquid LB medium (5ml, Luria and Burrous, 1957) at 37°C overnight on a

shaking water bath (reciprocal water bath shaker, model R76, New Brunswick, USA) up

to the stationary growth phase. A sample (200µl) was taken from this culture and further

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incubated (20ml; liquid LB medium) under the same conditions to exponential growth

(108 cells/ml). The cells were collected by centrifugation, washed twice in 10ml of saline

and suspended again in the same solution until they reached 108 cells/ml. Samples (1.0

ml) of these washed cultures (108 cells/ml) were incubated on the shaking water bath

with (i) 0.5ml of SnCl2 (75 µg/ml) and 0.1ml of saline, or (ii) 0.1ml of hiperico extract (50

mg/ml) and 0.5ml of saline, or (iii) 0.1ml of hiperico extract (50 mg/ml) and 0.5ml of

SnCl2 (75 µg/ml), or (iv) 0.6ml of saline as a control, on initial time and after 60min , at

37°C. During the assay, at 0 and 60 min, aliquots (100µl) were diluted with saline and

spread onto Petri dishes containing solidified LB medium (1.5% agar). Colonies units

formed after overnight incubation at 37°C were determined. The survival fraction was

calculated dividing the number of viable cells obtained per ml in each time of the

treatment (N) by the number of viable cells obtained per ml in zero time (N0).

Analysis of DNA mobility alterations Preparation of plasmids was performed using alkaline method, described by

Sambroock et al (1989). Experiments were done with plasmid DNA (200ng) exposed to

hiperico extract (50 mg/ml). Aliquots were also incubated with 200µg/ml of SnCl2 in

order to evaluate the influence of hiperico extract in the DNA lesions induced by

stannous ion. The experiments were carried out at room temperature for 40min.

Aliquots of each sample (10µl) were mixed to 2µl of 6x concentrated loading buffer

(0.25% xylene cyanol FF, 0.25% bromophenol blue, 30% glycerol in water), applied in a

horizontal gel electrophoresis chamber in Tris-acetate-EDTA buffer at pH 8.0 and the

electrophoresis were performed. Following, the gel was stained with ethidium bromide

(0.5µg/ml), the DNA bands were visualized by fluorescence in an ultraviolet

transilluminator system and the gel was recorded using a Polaroid system.

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Results

Figure 1 shows the survival fractions of E. coli AB1157 cultures treated with

SnCl2 in presence or absence of hiperico extract during 60 minutes. The data show no

alteration on the survival fraction of E. coli incubated with hiperico extract at the used

concentration (50mg/ml). The results reveal inactivation of E. coli cells induced by

SnCl2. The data also show a protective effect induced by the extract of hiperico against

the inactivation produced by the treatment with the SnCl2.

<Figure 1>

The electrophoretic profile of pBSK plasmid DNA in different experimental

conditions is shown in figure 2. In lane 1, the plasmid DNA alone is found mostly as a

supercoil form (form I). In lane 2 is shown the efficient cleavage of the plasmid DNA by

SnCl2 evidenced by formation of open circular (form II). Lanes 3 to 5 show the

electrophoretic profile of plasmid DNA incubated with hiperico at different

concentrations (50, 5, 0.5mg/ml) suggesting no modifications in plasmid topology when

compared with control (lane 1). In lanes 6 to 8 is shown that hiperico extract was not

capable of protect the plasmid DNA against the stannous chloride action.

<Figure 2>

Discussion

Free radicals (FR) have been related to the primary destructive intermediates

molecules in a wide range of environmental conditions, as well as these species are

involved in various biological phenomena, as mutagenesis, apoptosis and aging

(Ozben, 2007).

Although cytotoxic and genotoxic effects of SnCl2 have been demonstrated in

different experimental models and these appeared to be mediated by free radicals (El-

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Demerdash et al, 2005; Almeida et al, 2007). Moreno et al. (2004) related that an

extract of Ginkgo biloba protected the plasmid DNA from the lesions induced by SnCl2.

The results herein obtained revealed absence of cytotoxic effect of hiperico

extract on E. coli wild type in the concentration tested (figure 1). The data also show

that the aqueous hiperico extract protected these bacterial cells against the lethal action

of SnCl2. This result may well be explained by: (i) its antioxidant properties; (ii) its free

radicals scavenger action; or (iii) its metal ions chelating action related to this hiperico

extract.

Some authors have reported an antioxidant action to the hiperico extract (Breyer

et al, 2007; Gioti et al, 2007). Hunt et al (2001) have found that hiperico could be a

potent inhibitor of the superoxide radical in a cell-free, as well as in the human vascular

system. In addition, hiperico extract, standardized to both hypericin and hyperforin,

appears to have significant free radical scavenging properties in cell-free and human

vascular systems (Hunt et al, 2001; Wahlman et al, 2003). Our results indicated no

protective action of the aqueous hiperico extract in plasmid DNA treated with SnCl2

(figure 2). Moreover, hiperico was not also capable to induce modifications in the DNA

mobility in agarose gel.

In conclusion, our experimental data suggest absence of cytotoxic and genotoxic effects

of the aqueous hiperico extract and a protective effect on E. coli cells against the lethal

action of SnCl2. However, additional studies should be performed to try to elucidate the

action mechanisms involved in the effects of hiperico extract obtained in this work.

Acknowledgments: CNPq, CAPES and UERJ supported this work.

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34

References

- Almeida MC, Soares SF, Abreu PR, Jesus LM, Brito LC, Bernardo-Filho M 2007.

Protective effect of an aqueous extract OF Harpagophytum procumbens upon

Escherichia coli strains submitted to the lethal action of stannous chloride. Cell Mol Biol

(Noisy-le-grand) 53 Suppl: OL923-927.

- Bao M, Lou Y 2006. Flavonoids from seabuckthorn protect endothelial cells

(EA.hy926) from oxidized low-density lipoprotein induced injuries via regulation of LOX-

1 and eNOS expression. J Cardiovasc Pharmacol. 48, 834-841.

- Bobrov N, Cavarga I, Longauer F, Rybarova S, Fedorocko P, Brezani P, Miskovsky P,

Mirossay L, Stubna J 2007. Histomorphological changes in murine fibrosarcoma after

hypericin-based photodynamic therapy. Phytomedicine 14: 172-178

- Breyer A, Elstner M, Gillessen T, Weiser D, Elstner E 2007. Glutamate-induced cell

death in neuronal HT22 cells is attenuated by extracts from St. John's wort (Hypericum

perforatum L.). Phytomedicine 14: 250-255.

- Busti AJ, Hall RG, Margolis DM 2004. Atazanavir for the treatment of human

immunodeficiency virus infection. Pharmacotherapy 24:1732-1747.

- Dantas FJ, de Mattos JC, Moraes MO, Viana ME, Lage CA, Cabral-Neto JB, Leitão

AC, Bernardo-Filho M, Bezerraa RJ, Carvalho JJ, Caldeira-de-Araujo A 2002.

Genotoxic effects of stannous chloride (SnCl2) in K562 cell line. Food Chem Toxicol.

40, 1493-8.

- Dantas FJ, Moraes MO, Carvalho EF, Valsa JO, Bernardo-Filho M, Caldeira-de-Araujo

A 1996. Lethality induced by stannous chloride on Escherichia coli AB1157:

participation of reactive oxygen species. Food Chem Toxicol 34: 959-962.

Page 51: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

35

- El-Demerdash FM, Yousef MI, Zoheir MA 2005. Stannous chloride induces alterations

in enzyme activities, lipid peroxidation and histopathology in male rabbit: antioxidant

role of vitamin C. Food Chem Toxicol 43: 1743-1752.

- Ferreira-Machado SC, Rodrigues MP, Nunes AP, Dantas FJ, De Mattos JC, Silva CR,

Moura EG, Bezerra RJ, Caldeira-de-Araujo A 2004. Genotoxic potentiality of aqueous

extract prepared from Chrysobalanus icaco L. leaves. Toxicol Lett 151: 481-487

- Gioti EM, Fiamegos YC, Skalkos DC, Stalikas CD 2007. Improved method for the in

vitro assessment of antioxidant activity of plant extracts by headspace solid-phase

microextraction and gas chromatography-electron capture detection. J Chromatogr A

1152: 150-155.

- Hsieh CL, Chen CL, Tang NY, Chuang CM, Hsieh CT, Chiang SY, Lin JG, Hsu SF

2005. Gastrodia elata BL mediates the suppression of nNOS and microglia activation to

protect against neuronal damage in kainic acid-treated rats. Am J Chin Med. 33, 599-

611.

- Hunt EJ, Lester CE, Lester EA, Tackett RL 2001. Effect of St. John’s wort on free

radical production. Life Sci 69: 181-190.

- Infanger DW, Sharma RV, Davisson RL 2006. NADPH oxidases of the brain:

distribution, regulation, and function. Antioxid Redox Signal 8: 1583-1596.

- Jaric S, Popovic Z, Macukanovic-Jocic M, Djurdjevic L, Mijatovic M, Karadzic B,

Mitrovic M, Pavlovic P 2007. An ethnobotanical study on the usage of wild medicinal

herbs from Kopaonik Mountain (Central Serbia). J Ethnopharmacol 111: 160-175.

- Kinoshita N, Hashimoto K, Yamamura T, Teranuma H, Koizumi T, Satoh K, Katayama

T, Sakagami H 2005. Protection by antioxidants of copper-induced decline of

proliferation and SOD

Page 52: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

36

activity. Anticancer Res. 25, 283-289.

- Linde K, Mulrow CD, Berner M, Egger M 2005. St John's wort for depression.

Cochrane Database Syst Rev 18: CD000448

- Lúria SE, Burrous JW 1957. Hybridization between E.coli and Shigella. J Bacteriol 74,

461-476.

- Marcus DL, Strafaci JA, Freedman ML 2006. Differential neuronal expression of

manganese superoxide dismutase in Alzheimer's disease. Med Sci Monit. 12, BR8-14.

- McGarry H, Pirotta M, Hegarty K, Gunn J 2007. General practitioners and St. John's

wort: A question of regulation or knowledge? Complement Ther Med 15: 142-148.

- Mannel M 2004. Drug interactions with St John's wort: mechanisms and clinical

implications. Drug Saf 27: 773-797.

- Moreno SRF, Diré G, Freitas RS, Farah MB, Lima-Filho GL, Rocha EK, Jales RLC,

Bernardo-Filho M 2002. Effect of Ginkgo biloba on the labeling of blood elements with

technetium-99m: in vitro study. Rev Bras Farmacogn 12: 62-63.

- Moreno SR, Freitas RS, Rocha EK, Lima-Filho GL, Bernardo-Filho M 2004. Protection

of plasmid DNA by a Ginkgo biloba extract from the effects of stannous chloride and the

action on the labeling of blood elements with technetium-99m. Braz J Med Biol Res 37:

267-271.

- Neagoe I, Macri BM, Flonta ML 2004. Hyperici herba extract interaction with artificial

lipid bilayers. J Pharm Pharmacol 56: 1283-1289.

- Oliveira JF, Santos-Filho SD, Catanho MTJA, Srivastava SC, Lima-Filho GL,

Bernardo-Filho M 2003. Effect of extract of medicinal plants on the labeling of blood

elements with technetium-99m and on the morphology of red blood cells (RBC):

Page 53: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

37

Toxicological actions of roast coffee beans (coffea arabica). Indian J Nucl Med 18: 52-

56.

- Ozben T 2007. Oxidative stress and apoptosis: Impact on cancer therapy. J Pharm Sci

[Epub ahead of print]

- Pungartnik C, Viau C, Picada J, Caldeira-de-Araujo A, Henriques JA, Brendel M 2005.

Genotoxicity of stannous chloride in yeast and bacteria. Mutat Res. 583: 146-157

- Rotblatt M., Ziment I 2002. Evidence-Based Herbal Medicine. Philadelphia: Hanley &

Belfus.

- Sambroock J, Fritsch EF, Maniatis T 1989. Extraction and purification of plasmid DNA.

In: Molecular cloning. A laboratory manual. New York: Cold Spring Harbour Laboratory

Press.

- Santos-Filho SD, Bernardo-Filho M 2005. Effect of Hypericum perforatum extract on in

vitro labeling of blood elements with technetium-99m and on biodisponibility of sodium

pertechnetate in Wistar rats. Acta Cir Bras 20: 121-125.

- Siepmann M, Kirch W, Krause S, Joraschky P, Mueck-Weymann M 2004. The effects

of St. John's wort extract and amitriptyline on autonomic responses of blood vessels

and sweat glands in healthy volunteers. J Clin Psychopharmacol 24: 79-82.

- Sosa S, Pace R, Bornancin A, Morazzoni P, Riva A, Tubaro A, Della Loggia R 2007.

Topical anti-inflammatory activity of extracts and compounds from Hypericum

perforatum L. J Pharm Pharmacol. 59, 703-709.

- Wahlman J, Hirst M, Roberts JE, Prickett CD, trevithick JR 2003. Focal length

variability and protein leakage as tools for measuring photooxidative damage to the

lens. Photochem Photobiol. 78: 88-92.

- Werneke U, Horn O, Taylor DM 2004. How effective is St John's wort? The evidence

Page 54: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

38

revisited. J Clin Psychiatry 65: 611-617.

- Wurglics M, Schubert-Zsilavecz M 2006. Hypericum perforatum: A “modern” herbal

antidepressant. Pharmacokinetics of active ingredients. Clin Pharmacokinet 45: 449-

468.

Figure 1

0,00001

0,0001

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Tempo (min)

Fraç

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(N/N

0)

ControlSnCl2SnCl2 + ExtratExtrat

Figure 2

1 2 3 4 5 6 7 8

Form II

Form I

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Figures Legends

Figure 1: Effect of the hiperico extract on the inactivation induced by stannous chloride

on E. coli AB1157. Exponential growth of E.coli suspended in saline and treated with

stannous chloride for different incubation times (min) related with the presence or

absence of the extract and with the extract alone.

Figure 2: Agarose gel electrophoresis of pBSK Plasmid DNA (100ng) treated with

different concentrations of hiperico, alone or associated with stannous chloride

(100µg/ml). Lane 1: control; Lane 2: stannous chloride (100µg/ml); Lane 3: hiperico

(50mg/ml); Lane 4: hiperico (5mg/ml); Lane 5: hiperico (0.5mg/ml); Lane 6: hiperico

(50mg/ml) and stannous chloride (100µg/ml); Lane 7: hiperico (5mg/ml) and stannous

chloride (100µg/ml); Lane 8: hiperico (0.5mg/ml) and stannous chloride (100µg/ml);

Form I: DNA supercoil (white band); Form II: open circular and/or linear.

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c- Brazilian Archives of Biology and Technology, Qualis Internacional B.

The male reproductive system and the effect of an extract of a medicinal plant (Hypericum perforatum) on the labeling process of blood constituents with technetium-99m Sebastião David Santos-Filho1,2*, Adenilson de Souza da Fonseca1 and Mario Bernardo-Filho1,3

1- Laboratório de Radiofarmácia Experimental, Departamento de Biofísica e Biometria, Instituto de BiologiaRoberto Alcantara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Av. 28 de setembro, 87, 20551-030, Rio deJaneiro, RJ, Brasil, [email protected] Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do RioGrande do Norte, A. Gal. Gustavo Cordeiro de Farias, s/n, 59010-180, Natal, RN, Brasil3- Coordenadoria de Pesquisa, Instituto Nacional do Câncer, Praça Cruz Vermelha, 23, 20230-130Rio de Janeiro,RJ, Brasil

ABSTRACT

Hypericum perforatum (hiperico) is a plant that has been used to treat diseases and also inhibits rat andhuman vas deferens contractility. In nuclear medicine, stannous chloride (SnCl2) is used as a reducing agent to obtain radiopharmaceuticals labeling with technetium-99m. As the SnCl2 seems to have adverseeffects related with the reproductive performance of male rabbits as well as the human consumption ofhiperico might affect sexual function. In the present work, consistent results show significant changes on the blood constituents labeled by technetium-99m obtained from young rats under the effect of anhiperico extract as opposed to blood samples equally treated taken from elderly rat.. Supposedly, this extract could protect the male reproductive system against action of SnCl2 at least in young rats. Thefindings described in this work allow introducing a simple assay to evaluate the action of products that could interfere with the male reproductive system. Key words: stannous chloride, young animals, elderly animals, sexual function, Technetium-99m,Hypericum perforatum.

INTRODUCTION

Sexual dysfunctions are common amongthe general population and can affect the malereproductive system, as the sperm production andthe ejaculation. Several authors (Wu et al 1996;Naha and Chowdhury 2006; Kumar et al, 2006)have reported that metal ions such as iron, lead,chromium, manganese, tin and cadmium adversely affect the male reproductive. Agarwal et al (2006)have published a review about the role of free radicals and oxidative stress in the pathophysiology of human reproduction and theysuggest that the oxidative stress and sperm DNAdamage have been implicated in male infertility.Elevated levels of oxygen reactive species arecorrelated to the poor fertility outcomes seen in the assisted reproductive technology setting and it is indicated that an accurate evaluation of seminaloxidative stress by standardized assays may help in the diagnosis and management of male

infertility. There is evidence in the literature on thebeneficial effects of oral antioxidantsupplementation of vitamins in male infertility(Agarwal et al, 2006; Menezo et al, 2007).

Tin is a heavy metal, which has long beenregarded as a contaminant of the environment(Wood, 1974). One of its inorganic salts, stannous chloride (SnCl2), has been widely used in dailyhuman life, to conserve preserve soft drinks, in food manufacturing, as a result of processing and packaging and in biocidal preparations (de Mattos et al, 2000). In nuclear medicine, SnCl2 is used asa reducing agent of technetium-99m (99mTc), as sodium pertechnetate, the most used radionuclide to obtain several radiopharmaceuticals which are also used in the single photon emission computedtomography (SPECT). In addition, it has been alsoused as a radiotracer to label different cells andmolecules of interest to scientific research (Saha,2004). It was demonstrated that tin, as SnCl2, can

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facilitate the neuromuscular transmission by accelerating the transmitter release from the nerveterminals in the mouse (Hattori et al, 1989). Whenthis salt is injected into laboratory animals, it canproduce stimulation or depression of the centralnervous system. Because calcium (Ca2+) influx into the cytoplasm is indispensable to release thetransmitter, it would be possible that SnCl2increases the Ca2+ influx at the nerve terminalsbut not by blocking the K+ channels (Hattori et al,1994). SnCl2 is known to (i) inhibit the immuneresponse in rodents (Hayashi et al, 1984), (ii) alter the gene expression (Helvig et al, 1998) and (iii)induce tumor generation in thyroid gland (Babar et al, 1991). There is no general agreement regardingits genotoxicity and it was discussed that the effects of this salt might depend on thephysicochemical conditions and the route of its administration. This salt is directly administered to human beings, intravenously, when it is used as areducing agent to prepare 99mTc-radiopharmaceuticals (Saha, 2004). Stannous chloride is capable of inducing the generation of free radicals that seem to be implicated with theoxidative stress (Caldeira-de-Araujo et al, 1996;Dantas et al, 1996; Dantas et al, 1999; Yousef etal, 2007).

Yousef (2005) has studied the protective role of ascorbic acid on reproductive performanceof male rabbits given sublethal dose of tin, asstannous chloride. The results showed that treatment with SnCl2 caused a statistical decreasein the libido, ejaculate volume, spermconcentration, total sperm output, percentage of the sperm motility, total motile sperm per ejaculate, packed sperm volume, total functional sperm fraction, normal and live sperm and semeninitial fructose. Dead sperm and initial hydrogenion concentration were increased. While, relative weights of testes and epididymis were decreased.The results obtained suggest that assessment of reproductive toxicity of SnCl2 needs to be addressed, and may presently be underestimated.Also, the beneficial influence of ascorbic acid in counteracting the toxic effects of SnCl2 and improved the reproductive performance of malerabbit was demonstrated.

Due to the high relevance of the stannoussalts, several authors have reported different experimental models in various levels of organization to try to study its redox properties, as well as to try to identify products (natural and synthetic) that could reduce or abolish the effect of

the stannous salts. Melo et al (2001) have reportedstudies with Escherichia coli cultures evaluating the influence of crude extracts on the survival of the strain submitted to SnCl2. Fonseca et al (2005)have described evaluation of the effect ofAcetylsalicylic acid on the labeling of blood constituents with 99mTc. Yousef (2005) has reported studies with the protective effect of theascorbic acid to enhance reproductive performanceof male rabbits treated with stannous chloride.

As natural products are also increasinglyavailable in most industrialized countries of theworld, the use of the techniques allows to evaluate their biological and chemical properties becomehighly relevant. The labeling of blood constituents with 99mTc is a simple technique that has beenused to investigate redoxi properties of different natural products, as Paullinia cupana (Oliveira etal, 2002), propolis (Jesus et al, 2006), Fucusvesiculosus (Oliveira et al, 2003). In this technique is used a reducing agent, the stannous chloride. The compounds present in the natural extract withoxidant property will oxidize the stannous ion and the labeling of blood constituents will decrease.

Hypericum perforatum (St John's wort orhiperico) is an herbal medicine that has been widelyused to treat several diseases. Several studies have beenperformed to try to identify properties of thisphytotherapeutic agent. Meta-analytical studies show that St John's wort extracts are more effective than placebo in patients with mild and moderate depression (Newall et al, 1996; Werneke et al, 2004) anddysthymia (Rotblatt and Ziment, 2002). This plant alsohas been used as antiviral and diuretic, and to treatdiarrhea, dyspepsia, parasites, neuralgia, sciatica and rheumatism (Rotblatt and Ziment, 2002). Wang et al(2001) have reported that some components of St John'swort interfere with CYP3A4, one of the maincytochrome P450 isoenzymes. CYP3A4 is involved in the metabolism of many commonly used drugs. StJohn’s wort can interact with medicines that can resultin serious toxicological effects (Cordeiro et al, 2005).Mannel (2004) and Wada et al (2002) have describedthat the St John's wort reduces the efficacy of severalpharmacological compounds including,immunosuppressants (risk of graft rejection), oralcontraceptives (risk of pregnancy), oral anticoagulants(risk of thrombosis), and HIV protease inhibitors. It haspharmacodynamic effects on neuronal excitability(Neagoe et al, 2004). Sosa et al (2007) suggested thatdifferent constituents of St John’s wort have beeninvolved in anti-inflammatory activity. Capasso et al(2005) have reported that the St John’s wort directlyinhibits rat and human vas deferens contractility.Moreover, it is supposed that, if confirmed in vivo,these results might affect sexual function in humans

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and, moreover, these results might explain the delayedejaculation described in patients receiving St John’swort. Also, the SnCl2 seems to generate free radicalsthat may be related to undesirable effects in thereproductive performance of male rabbits as well as theHypericum perforatum might affect sexual function inhumans.

The aim of this work is to present results aboutthe effect of an extract of this medicinal plant(Hypericum perforatum) on the labeling process of blood constituents with 99mTc, in which is usedstannous chloride as reducing agent to further correlatewith other physiological changes.

MATERIAL AND METHODS

The protocols of the experiments were performed without sacrificing the animals and was approved (CEA/113/2006) by the Ethical Committee of the Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes, Universidade do Estado do Riode Janeiro.

Heparinized whole blood was withdrawnby cardiac puncture from male Wistar rats, 9animals, 3 months of age (young animals) and 293±13g of weight, and from male Wistar rats, 9animals, 6 months of age (elderly animals),359±22g of weight.

The extract of St John’s wort was preparedwith 5g of dust of Hypericum perforatum(Herbarium Laboratório Botânico LTDA, Brazil, lot 954661) in 100ml of 0.9% NaCl. The preparation was homogenized in a vortex mixerand filtered through paper (quality filter paper) and1ml of the filtered solution was considered to have50mg of the extract and it was denoted as 100%.The quality control of this extract was evaluatedwith the analysis of the absorption spectra of aHypericum perforatum extract recorded in the range from 400 up to 700nm with intervals of 20nm using a spectrophotometer (Analyser 800M,Analyser Comércio e Indústria LTDA, São Paulo,Brazil), using a cuvette of 1cm pathlength. Allspectrophotometric measurements were performedon the same spectrophotometer and the value of the absorbance at 580 nm (0.414±0.016) was usedas a marker and the quality control of eachprepared hiperico extract in the all experiments.

The tubes used in these experiments werepreviously closed with a rubber cap and a syringewas used to reduce the air atmosphere (vacuum)inside the vials.

Blood samples (0.5ml) either from youngor elderly animals were incubated with 100 l of St John’s wort extract (50mg/ml) for 1 hour at roomtemperature. Samples of heparinized whole blood were incubated with saline solution (0.9% NaCl) as control. Then, 0.5ml of a freshly prepared stannous chloride solution (1.2 g/ml), as SnCl2(Sigma, USA) was added and the incubationcontinued for another 1 hour. After this period of time, 99mTc (0.1ml), as sodium pertechnetate, recently milked from a 99Mo/99mTc generator(Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares,Comissão Nacional de Energia Nuclear, Brazil),was added and the incubation continued foranother 10 min. These samples were centrifuged and plasma (P) and BC cells were separated.Samples (20 l) of P and BC were also precipitatedwith 1 ml of trichloroacetic acid (TCA) 5% and soluble (SF) and insoluble fractions (IF) were separated. The radioactivity in P, BC, IF-P, SF-P, IF-BC and SF-BC were determined in a wellcounter (Automatic Gamma Counter, Packard Instrument Co, Illinois, USA). After that, the percentage of radioactivity (%ATI) was calculatedas described elsewhere (Bernardo-Filho et al,1990; Bernardo-Filho et al, 1994; Lima-Filho etal, 2003).

Statistical analysis involved one-wayANOVA, followed by the Turkey-KramerMultiple Comparisons Test, with the significance level being P<0.05. InStat Graphpad software was used to perform statistical analysis (GraphPad InStat version 3.01 for Windows 95/NT, GraphPad Software, San Diego Ca, USA).

RESULTS

Figure 1 shows the distribution of theradioactivity in the cellular and plasmacompartments isolated from whole blood fromyoung or elderly animals treated with the St John’swort extract and saline solution. The resultsindicates that there is a significant decrease(P<0.05) in radioactivity distribution of the 99mTcin the cellular compartment in presence of St John’s wort extract from 95.02±0.51 to 4.15±0.91when blood from young rats was used. However, when the blood from elderly rats was used, the St John’s wort extract was not capable to interfere inthe distribution of radioactivity in the cellular and plasma compartments.

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0

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40

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80

90

100

young eldery young eldery

Control Treated

%A

TI CellPlasma

Figure 1 – Assessment of the effects of Hypericumperforatum extract on the distribution of theradioactivity in the cellular (cel) and plasmatic(plasma) compartments on blood of young andelderly animals.

The results in Figure 2 indicate that thereis a significant (P<0.05) decrease in theradionuclide fixation by the plasma proteins (IF-P) isolated from whole blood (young animals) treated with St John’s wort extract from 76.24±6.15 to26.67±1.70. However, when the blood from

Figure 2 – Assessment of the effects ofHypericum perforatum extract in the labeling with 99mTc of soluble (SF) and insoluble (IF) fractions of the plasma (P) on young and elderly animals.

elderly rats was used, the St John’s wort extract was not capable to interfere in the fixation of radioactivity in the plasma proteins (IF-P).

The results shown in Figure 3 indicate that there is a significant (P<0.05) decrease in theradioactivity fixation in the cellular proteins (IF-BC) isolated from whole blood (young animals)treated with St John’s wort extract from95.73±0.33 to 14.82±0.61. The fixation of radioactivity in the cellular proteins (IF-BC) obtained form elderly animals has also diminished,

and although this decrease would be significant(P<0.05), it was only a small alteration (from90.75±1.25 to 82.12±5.05).

Figure 3 – Assessment of the effects of Hypericum perforatum extract in the labeling with 99mTc of soluble (SF) and insoluble (IF) fractions of the BC of young and elderlyanimals.

DISCUSSION

The physiology of the ejaculation includesemission of sperm with the accessory gland fluid into the urethra, simultaneous closure of the urethral sphincters, and forceful ejaculation ofsemen through the urethra. The quality of thissperm can be affected in several conditions. Due tothe industrialization processes, the human beings have an important direct or indirect exposition to some metals that can adversely affect the malereproductive system by directly acting on the sperm plasma membrane or by catalyzing thegeneration of free radicals (Wu et al 1996; Naha and Chowdhury 2006; Kumar et al, 2006). Metal chelators control lipid peroxidation of the spermplasma membrane and protect the integrity of thespermatozoon, and also prevent DNA damage(Guthrie and Welch, 2007). Albumin,ceruloplasmin, and metallothionein are proteins that interact with iron and cooper and decrease the free radicals formation (Yousef; 2005; Agarwal etal, 2006).

The development of experimental modelsto try to verify the capability of a product to avoid the oxidation of the metals or to be a metalchelator is worthwhile. A model using a reducingagent could be useful due to it would be possible to study the oxidant property of some chemical

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products, as the medicinal plants. The oxidation ofa reducing agent, as the stannous chloride, it mightbe convenient to prevent about their biologicaleffects as the generation of free radicals. Freeradicals generated due to the presence of stannous chloride could cause deterioration in the semen quality and could be undesirable to the malerabbits reproductive performance (Yousef, 2005).

The extract of hiperico was capable to interfere on the fixation of the Tc-99m on the blood constituents when blood withdrawn from young rats was used (Figure 1, 2 and 3). This extract could have an action similar to the vitamin C, as reported by Agarwal et al (2006) that hassuggested that vitamin C would neutralize hydroxyl, superoxide, and hydrogen peroxide radicals. In addition, it would also help recyclevitamin E, which would neutralize H2O2 and wouldprotect the plasma membrane from lipid peroxidation. It is also possible to argue thathiperico extract could act directly or indirectly(generation of free radicals), leading to the oxidation of the stannous salt. In this case, it would be possible to speculate that the stannouschloride could have a similar action to the vitamin C in the experimental model used by Yousef (2005). Moreover, Capasso et al (2005) havereported that the St John’s wort directly inhibits rat and human vas deferens contractility.Moreover, it is supposed that, if confirmed in vivo,these results might affect sexual function in humans and, these results might explain thedelayed ejaculation described in patients receivingSt John’s wort.

Some authors have reported that the free radical hypothesis states that aging results fromrandom deleterious events, and that self-inflicted oxidative damage is the primary contributor tosuch a stochastic degeneration of organisms. The hypothesis has been supported by experimentaldata that demonstrate that steady-state levels ofoxidation-damaged macromolecules increase with age (Orr and Sohal, 1994; Parkes et al, 1998; Sunet al, 2002). Some attempts have been made tocorrelate oxidation with a reduced activity of theoxidative defense systems. However, theseattempts have generated conflicting results and catalases have been demonstrated either increaseor decrease with the age, depending on the tissuesor organisms analyzed. Other studies have demonstrated that the abundance of someantioxidant defense proteins may actually increasewith age in some tissues. Similarly, in a

reproductively arrested population of E. coli cells,the levels of oxidative defense proteins increase and the population becomes increasingly resistant to external oxidative stresses (Matin, 1991; Hengge-Aronis, 2000). These findings could aid tounderstand that the extract of hiperico was not capable to interfere on the fixation of the Tc-99mon the blood constituents when blood withdrawn from elderly rats was used (Figures 1 and 2).

In conclusion, the findings described hereallow to set the bounds for a new assay to evaluate the action of products that could interfere with the male reproductive system. Moreover, the hipericoseems to alter the labeling of blood constituentswith 99mTc isolated from whole blood of younganimals. Then, it is supposed that this hiperico extract could protect the male reproductive systemagainst action of metals, as the stannous chloride, at least in young rats.

ACKNOWLEDGMENTS:We are gratefulness to Mr. Carlos Brown Scavarda (University of Michigan) for the English language revision. Financial support: CNPq,CAPES and UERJ.

RESUMO

Hypericum perforatum (hiperico) tem sidoutilizado para tratar diferentes distúrbios e tambéminibir a contractilidade do ducto deferente em ratose em humanos. Na medicina nuclear, o cloreto estanoso (SnCl2) é usado como um agente redutorpara obter radiofármacos marcados com tecnécio-99m. Como o SnCl2 parece acarretar efeitosindesejáveis relacionados com o desempenhoreprodutivo de coelhos machos e o hiperico pode afetar a função sexual em humanos, o objetivodesse trabalho é apresentar resultados sobre oefeito de um extrato de hiperico na marcação de constituintes sangüíneos com o tecnécio-99m retirados de ratos jovens e idosos. O hipericoparece alterar a marcação de constituintessangüíneos com tecnécio-99m isolados de sangue de animais jovens. Embora, esse resultado não seja observado em ratos idosos. Provavelmente, oextrato poderia apresentar uma ação protetora para o sistema reprodutivo contra a ação do SnCl2, pelo menos em ratos jovens. Os resultados descritosnesse trabalho permitem introduzir um ensaiosimples para avaliar a ação de produtos que

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poderiam interferir com o sistema reprodutormasculino.

REFERENCES

Agarwal, A.; Gupta, S. and Sikka, S. (2006). The roleof free radicals and antioxidants in reproduction.Curr Opin Obstet Gynecol. 18, 325-332.

Agarwal, A.; Said, T. M.; Bedaiwy, M. A.; Banerjee, J.and Alvarez, J. G. (2006). Oxidative stress in anassisted reproductive techniques setting. Fertil Steril.(epud ahead of print).

Babbar, A., Kashyap, R. and Chauhan, U. P. (1991). Aconvenient method for the preparation of 99mTc-labelled pentavalent DMSA and its evaluation as atumour imaging agent. J Nucl Biol Med. 35, 100-104.

Beckmann, S. E.; Roger, W. S. and Switzer, J. (2000).Consumer use of St. John’s wort: a survey ofeffectiveness, safety and tolerability.Pharmacotherapy. 20, 568-574.

Bernardo-Filho, M.; Gutfilen, B. and De Souza Maciel, O. (1994). Effect of different anticoagulants on thelabeling of red blood cells and plasma proteins with99mTc. Nucl Med Commun. 15, 730-734.

Bernardo-Filho, M.; Nogueira, J. F.; Sturm, J. A. and Boasquevisque, E. M. (1990). Plasma proteinslabeling with 99mTechnetium. Arq Biol Technol. 33,811-817.

Caldeira-de-Araujo, A.; Dantas, F. J. S.; Moraes, M. O.; Felzenszwalb, I. and Bernardo-Filho, M. (1996).Stannous chloride participates in the generation ofreactive oxygen species. J Braz Assoc Adv Sci. 48,109–113.

Capasso, R.; Borrelli, F.; Montanaro, V.; Albieri, V.;Capasso, F. and Izzo, A. A. (2005). Effects of theantidepressant St. John’s wort (Hypericumperforatum) on rat and human vas deferenscontractility. J Urol. 173, 2194-2197.

Cordeiro, C. H. G.; Chung, M. C. and Sacramento, L. V. S. (2005). Interações medicamentosas defitoterápicos e fármacos: Hypericum perforatum andPiper methysticum. Rev Bras Farmacogn. 15, 272-278.

Dantas, F. J. S.; Moraes, M. O.; Carvalho, E. F.; Valsa, J. O.; Bernardo-Filho, M. and Caldeira-de-Araujo, A.(1996). Lethality induced by stannous chloride onEscherichia coli AB1157: Participation of reactiveoxygen species. Food Chem Toxicol. 34, 959–962.

Dantas, F. J. S.; Moraes, M. O.; de Mattos, J. C. P.;Bezerra, R. J. A. C.; Carvalho, E. F.; Bernardo-Filho,M. and Caldeira-de-Araujo, A. (1999). Stannouschloride mediates single strand breaks in plasmidDNA through reactive oxygen species formation.Toxicol Lett. 110, 129–136.

de Mattos, J. C. P.; Dantas, F. J. S.; Bezerra, R. J. A. C.; Bernardo-Filho, M.; Cabral-Neto, J. B.; Lage, C.;

Leitao, A. C.; Caldeira-de-Araujo, A. (2000).Damage induced by stannous chloride in plasmidDNA. Toxicol Lett. 116, 159–163.

Fonseca, A. S.; Frydman, J. N. G.; Rocha, V. C. and Bernardo-Filho, M. (2005). Acetylsalicylic acid and labeling of blood constituents with technetium-99m.Braz Arch Biol Technol. 48 (Special), 163-168.

Guthrie, H. D. and Welch, G. R. (2007). Use offluorescence-activated flow cytometry to determinemembrane lipid peroxidation during hypothermicliquid storage and freeze-thawing of viable boar sperm loaded with 4, 4-difluoro-5-(4-phenyl-1,3-butadienyl)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene-3-undecanoic acid. J Anim Sci. 85, 1402-1411.

Hattori, T. and Maehashi, H. (1989). Stannous chlorideinduced increase in calcium entry into motor nerveterminals of the frog. Eur J Pharmacol. 166, 527 –530.

Hattori, T. and Maehashi, H. (1994). Augmentation of calcium influx by stannous chloride at mouse nerveterminals. Res Commun Chem Pathol Pharmacol. 84,253–256.

Hayashi, O., Chiba, M., Kikuchi, M. (1984). The effectsof stannous chloride on the humoral immuneresponse of mice. Toxicol Lett. 21, 279-285.

Helvig C, Dishman E, Capdevila JH. (1998).Molecular, enzymatic, and regulatorycharacterization of rat kidney cytochromes P450 4A2 and 4A3. Biochemistry. 37, 12546-12558.

Hengge-Aronis, R. (2000). The general stress responsein Escherichia coli. In Bacterial Stress Responses.Edited by Storz G, Hengge-Aronis R. AmericanSociety of Microbiology Press, Washington DC,pp.161-179.

Jannini, E. A.; Simonelli, C. and Lenzi, A. (2002).Disorders of ejaculation. J Endocrinol Invest. 25,1006-1019.

Jesus, L. M.; Abreu, P.R.; Almeida, M. C.; Brito, L. C.;Soares, S. F.; de Souza, D. E.; Bernardo, L. C.;Fonseca, A. S. and Bernardo-Filho, M. (2006). A propolis extract and the labeling of blood constituentswith technetium-99m. Acta Biol Hung. 57, 191-200.

Kumar, S., Sathwara, N. G., Gautam, A. K., Agarwal,K., Shah, B., Kulkarni, P. K., Patel, K., Pael, A.,Dave, L. M., Parikh, D. J. and Saiyed, H. N. (2005).Semen quality of industrial workers occupationallyexposed to chromium. J Occup Health. 47, 424-430.

Lambreva, E.; Klaghofer, R. and Buddeberg, C. (2006).Psychosocial aspects of patients with sexual dysfunction. Schweig Rundsch Med Prax. 95, 226-231.

Lima-Filho, G. L.;Lima, G. M. T.; Freitas, R. S.;Aleixo, L. C. M.; Moreno, S. R. F.; Catanho, M. T. J.A. and Bernardo-Filho, M. (2003). Evaluation of thephytic acid effect on the labeling of elements withtechnetium-99m and on the survival of a strain ofEscherichia coli treated with stannous fluoride. MolCell Biochem. 247, 121-126.

Page 62: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

46

Mannel, M. (2004). Drug interactions with St John'swort: mechanisms and clinical implications. DrugSaf. 27, 773-797.

Matin, A. (1991). The molecular basis of carbon-starvation-induced general resistance in Escherichiacoli. Mol Microbiol 5, 3-10.

Melo, S. F.; Soares, S. F.; da Costa, R. F.; da Silva, C. R.; de Oliveira, M. B.; Bezerra, R. J.; Caldeira-de-Araujo, A. and Bernardo-Filho M. (2001). Effect ofthe Cymbopogon citratus, Maytenus ilicifolia andBaccharis genistelloides extracts against the stannouschloride oxidative damage in Escherichia coli. MutatRes. 496, 33-38.

Menezo, Y. J.; Hazout, A.; Panteix, G.; Robert, F.;Rollet, J.; Cohen-Bacrie, P.; Chapuis, F.; Clement, P. and Benkchalifa, M. (2007). Antioxidants to reducesperm DNA fragmentation: an unexpected adverseeffect. Reprod Biomed Online. 14, 418-421.

Naha, N. and Chowdhury, A. R. (2006). Inorganic leadexposure in battery and paint factory: effect onhuman sperm structure and functional activity. JUOEH. 28, 157-171.

Neagoe, I.; Macri, B. M. and Flonta, M. L. (2004).Hyperici herba extract interaction with artificial lipidbilayers. J Pharm Pharmacol. 56, 1283-1289.

Newall, C.A.; Anderson, L.A. and Phillipson, J.D. (1996). Herbal medicines: a guide for health-careprofessionals. Pharmaceutical Press: London.

Oliveira, J. F.; Avila, A. S.; Braga, A. C. S.; Oliveira,M. B. N.; Boasquevisque, E. M.; Jales, R. L.;Cardoso, V. N. and Bernardo-Filho, M. (2002). Effectof extract of medicinal plants on the labeling of bloodelements with technetium-99m and on themorphology of red blood cells: I– a study withPaullinia cupana. Fitoterapia. 73, 305-312.

Oliveira, J. F.; Oliveira, M. B.; Ávila, A. S.; Braga, A. C. S.; Catanho, M. T. J. A.; Jales, R. L. C.; Cardoso,V. N. and Bernardo-Filho, M. (2003). Assessment ofthe effects of Fucus Vesiculosus extract on the labeling of blood constituents with technetium-99mand the histological modifications on the shape of thered blood cells. Food Chem Toxicol. 41, 15-20.

Orr, W.C. and Sohal, R.S. (1994). Extension of life-span by overexpression of superoxide dismutase and catalase in Drosophila melanogaster. Science 263,1128-1130.

Parkes, T. L.; Elia, A. J.; Dickinson , D.; Hilliker, A. J.;Phillips, J. P. and Boulianne, G. L. (1998).Extension of Drosophila lifespan by overexpressionof human SOD1 in motorneurons. Nat Genet 19, 171-174.

Rotblatt, M. and Ziment, I. (2002). Evidence-BasedHerbal Medicine. Hanley & Belfus, Philadelphia.

Saha, G. B. (2004). Fundamentals of NuclearPharmacy. Springer, New York.

Sosa, S.; Pace, R.; Bornacin, A.; Morazzoni, P.; Riva,A.; Tubaro, A. and Della Loggia, R. (2007). Topical

anti-inflammatory activity of extracts and compoundsfrom Hypericum perforatum L. J Pharm Pharmacol.59, 703-709.

Sun, J.; Folk, D.; Bradley, T.J. and Tower. J. (2002).Induced overexpression of mitochondrial Mn Superoxide dismutase extends the life span of adultDrosophila melanogaster. Genetics 161, 661-672.

Yousef, M. I. (2005). Protective role of ascorbic acid toenhance reproductive performance of male rabbitstreated with stannous chloride. Toxicology. 207, 81-89.

Yousef, M. I.; Awad, T. I.; Elhag, F. A. and Khaled, F.A. (2007). Study of the protective effect of ascorbicacid against the toxicity of stannous chloride onoxidative damage, antioxidant enzymes andbiochemical parameters in rabbits. Toxicology 235,194-202.

Wada. A.; Sakaeda, T.; Takara, K.; Hirai, M.; Kimura,T.; Ohmoto, N.; Zhou, J.; Nakamura, T.; Kobayashi,H.; Okamura, N.; Yagami, T. and Okumura, K.(2002). Effects of St John’s wort and hypericin oncitotoxicity of anticancer drugs. Drug MetabPharmacokinet. 17, 467-474.

Wang, Z.; Gorski, J. C.; Hamman, M. A.; Huang, S. M.;Lesko, L. J. and Hall, S.D. (2001). The effects of StJohn's wort (Hypericum perforatum) on humancytochrome P450 activity. Clin Pharmacol Ther. 70,317-326.

Werneke, U.; Horn, O. and Taylor, D. M. (2004). Howeffective is St John's wort? The evidence revisited. JClin Psychiatry. 65, 611-617.

Woelk, H. (2000). Comparison of St John's wort andimipramine for treating depression: randomizedcontrolled trial. Br Med J. 321, 536-539.

Wood, J. M. (1974). Biological cycles for toxicelements in the environment. Science 183, 1049–1052.

Wu, W., Zhang, Y. and Zhang, F. (1996). Studies of semen quality in workers exposed to manganese and electric wedding. Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi.30, 266-268.

Page 63: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

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3.3 MANUSCRITO SUBMETIDO

a- Biological Research, Qualis Internacional B

Morphologic and morphometric in vitro evaluation of red blood cell labeled with

technetium-99m: effects of the Hypericum perforatum and Mentha crispa extracts

Sebastião David Santos-Filho1,2, Adalgisa Ieda Maiworm1,2, Severo de Paoli1,2, Tânia

Giani1,2, Giuseppe Antonio Presta1,2 and Mario Bernardo-Filho1,3

1Departamento de Biofísica e Biometria, Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes,

Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 20551030, Rio de Janeiro, RJ, Brasil

2Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio

Grande do Norte, 59010180, Natal, RN, Brasil

3Coordenadoria de Pesquisa, Instituto Nacional do Câncer, 20230130, Rio de Janeiro,

RJ, Brasil.

Running Title: Morphologic and morphometric in vitro evaluation of erythrocyte

Abstract

Morphologic and the morphometric analysis of red blood cells (RBC) have permitted to

evaluate alterations of area, shape and volume of the RBC. Technetium-99m(99mTc)-

labeled RBC are widely used in nuclear medicine. Hypericum perforatum(hiperico) and

Mentha crispa(mint) are utilized in herbal medicine. The aim of this work is to evaluate

possible morphologic and morphometric alterations on 99mTc-labeled RBC due to the

treatments with the hiperico or mint extract. Blood withdrawn from Wistar rats was

incubated with different concentrations of hiperico or mint extract. Stannous chloride

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and sodium pertechnetate were added. In control, NaCl 0.9%(saline) was used. After

the incubation, one drop of each sample was smeared, stained and analyzed by optical

microscopy(morphologic and the morphometric evaluations). Statistical analysis was

performed. The qualitative comparison of the shape of the RBC(no treated and treated)

revealed only significant(p<0.05) alterations with the treatment with 6.5 and 25%

Mentha crispa extract. Perimeter/area of the RBC treated with mint extract showed

significant(p<0.05) alterations on 12.5%(0.77±0.03), 25%(0.73±0.04) and

50%(0.76±0.04) of mint extract when compared with control cells (0.67±0.05). Hiperico

extract has not altered the perimeter/area ratio and the shape of the RBC. The effects

may be due to the specific products of the mint extract that would be action on the RBC

membrane.

Key words: Red blood cell, Hypericum perforatum, Mentha crispa, Morphology,

Morphometric, Technetium-99m.

Corresponding author:

Sebastião David Santos-Filho

Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes

Departamento de Biofísica e Biometria

Laboratório de Radiofarmácia Experimental

Av 28 de setembro, 87,

20551-030 – Rio de Janeiro – RJ – Brasil

E-mail: [email protected]

Introduction:

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The morphologic and the morphometric analysis of red blood cell (RBC) is an

important field of the clinical and laboratory investigations and have permitted to

evaluate possible alterations in the area, shape, volume and perimeter/area ratio of the

RBC. These findings are relevant in study of different pathological disorders (1-4).

Moreover, some authors have used these analyses to study the effect of plant extracts

on the morphology and the morphometry of the RBC (5-7).

Red blood cell labeled with technetium-99m (99mTc) scan is a nuclear study best

suited for identifying slow-bleeding sources as gastrointestinal bleeding (8, 9). Other

applications of this radiopharmaceutical (radiobiocomplex) (10) are (i) in the

determination of the left ventricular function by measuring the ejection fractions (11) and

(ii) in the evaluation of wall motion abnormalities (12, 13).

The RBC has been labeled with 99mTc for in vitro, in vivo or in vivo/ in vitro

techniques. The labeled process with 99mTc depends on a reducing agent and

stannous ion (Sn+2) is usually used for this purpose (13, 14). When whole blood is

employed on the labeling of RBC with 99mTc, radioactivity is mainly found on RBC (13),

however it is also bound on plasma proteins (15).

The labeling of blood constituents with 99mTc has been successfully used as an

experimental model to assess some important biological properties of natural products

extracts (5, 17-22).

Hypericum perforatum (hiperico) and Mentha crispa (mint; M.crispa) are utilized

in herbal medicine due to various pharmacological actions (23-26). Furthermore, the

extracts of these natural products have some chemical compounds that are common to

both, as phenylpropanoids (27) and flavonoids (28). Authors have reported that the

crude extracts of hiperico and mint are capable to interfere on the fixation of a

radionuclide on blood constituents (21, 22).

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Mint flowers and leaves are used for tea infusions, which have digestive, calming,

antiseptic and anti-asthmatic properties (29). The extract and leaves of the Mentha

species are indicated as biological additives (30). Mint inhibits complement-dependent

inflammatory processes and may have therapeutic potential (25). Santos-Filho et al (21)

have described that an extract of mint was capable to interfere on the labeling of blood

cells with the Tc-99m, as well as, the fixation of this radionuclide on the plasma and

blood cells proteins. The main pharmacodynamic effect of mint oil is a dose-related

antispasmodic effect on the smooth musculature due to the interference of menthol with

the movement of calcium across the cell membrane, relevant to the gastrointestinal tract

(26).

Published meta-analyses show that hiperico extracts are more effective than

placebo in patients with mild and moderate depression (31). Trials show that hiperico is

effective as tricyclic and serotonin reuptake inhibitor antidepressants (24, 32). Hiperico

reduces the efficacy of several pharmacological groups including: immunosuppressant,

oral contraceptives, oral anticoagulants and HIV protease inhibitors (23). It has

pharmacodynamic effects on neuronal excitability (33). Santos-Filho et al (22) have

reported that an extract of hiperico leads to a significant (p<0.05) alteration on the

labeling of blood cells with 99mTc and in the fixation of the radioactivity on the plasma

and cells proteins.

As the morphologic alterations of the RBC could be related with some

undesirable effects, the aim of this work is to evaluate if hiperico or mint extract could

induce to morphologic and morphometric alterations on RBC labeled with 99mTc.

Material and methods:

The hiperico extract was prepared with 5g of dust of Hypericum perforatum

(Herbarium – http://www.herbarium.com.br -, Brazil, lot 954661, validity 06/08/06) in

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100mL of 0.9% NaCl. The preparation was homogenized in vortex mixer, filtered

through paper (quality filter paper) and the filtered solution was considered to be

50mg/mL and 100%.

The mint extract was prepared with 4g of crushed leaves of Mentha crispa (Mãe

Terra Produtos Naturais – http://www.maeterra.com.br -, Brazil, lot 05FEV002, validity

06/05/2006) in 100mL of 0.9% NaCl. The preparation was centrifuged (clinical

centrifuge, 3000 rpm, 10 min), filtered through paper (quality filter paper) and the filtered

solution was considered to be 40mg/mL and 100%. The experiments with these lots of

these products were finished in the end of March 2006.

The protocols of the experiments were performed without sacrificing the animals

and was approved by the Ethical Committee of the Instituto de Biologia Roberto

Alcantara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (CEA/113/06).

Heparinized whole blood was withdrawn by cardiac puncture from adult male Wistar

rats, 3 animals, 3 months of age, 293±13g of weight following the Ethical guidelines of

the Institution.

The tubes used in these experiments were previously closed with a rubber cap

and a syringe was used to reduce the air atmosphere (vacuum) inside the vials.

Samples of 0.5 ml were incubated with 100 l of different concentrations of diluted

aqueous (0.9% NaCl) hiperico or mint extract (6.25, 12.5, 25, 50 and 100 %) for 1 hour

at room temperature. A sample of heparinized whole blood was incubated with saline

solution (NaCl 0.9%) as control. Then, 0.5 ml of a freshly prepared stannous chloride

solution (1.2 g/ml), as SnCl2 (Sigma, USA) was added and the incubation continued for

another 1 hour. After this period of time, 99mTc (0.1 ml), as sodium pertechnetate,

recently milked from a 99Mo/99mTc generator (Instituto de Pesquisas Energéticas e

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Nucleares, Comissão Nacional de Energia Nuclear, Brasil), was added and the

incubation continued for another 10 min.

After the incubation with 99mTc, one drop of each sample was smeared in slides

(5 slides for each sample) and the May-Grünwald-Giemsa (MGG) method was

performed. The smear blood was fixed with methanol (Vetec, Brazil) for 5 min, then

stained with Giemsa (azure eosin methylene blue solution, Isofar, Brazil) for 10 min and

washed in methanol to remove excess of stain. The slides were stayed at room

temperature to dry. The stained slides with MGG were analyzed by optical microscopy

and for morphometric measurements a total five fields per each slide were evaluated. A

spherical shape and normal size distribution were assumed to RBC on control samples.

The following morphometric parameters were calculated: area ( m2); diameter ( m);

perimeter ( m) and sphericity (adimensional-[/]). A perimeter/area ratio was also

calculated (“Software” image pro plus, media Cibernetics, USA).

Statistical analyses involved one-way ANOVA, followed by the Turkey-Kramer

Multiple Comparisons Test, with the significance level being p<0.05. InStat Graphpad

software was used to perform statistical analysis (GraphPad InStat version 3.01 for

Windows 95/NT, GraphPad Software, USA).

Results:

The comparison of the shape of the RBC (no treated and treated with natural

extracts) under optical microscopy has revealed only morphological significant (p<0.05)

alterations due to the treatment of blood with 6.5 and 25% Mentha crispa extract

(Figures 1, 2 and 3).

Morphometric values of perimeter/area of the RBC treated with mint extract

showed significant (p<0.05) alterations on 12.5% (0.77 ± 0.03), 25% (0.73 ± 0.04) and

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50% (0.76 ± 0.04) concentrations of mint extract when compared with control cells (0.67

± 0.05) (Figure 4).

The hiperico extract has not significantly altered the morphology (Figure 5) and

the perimeter/area ratio (Fig 6) of the RBC.

Discussion:

In the clinical and in the laboratory investigations, the morphologic and the

morphometric analysis of the RBC are worthwhile and can aid to understand deviations

of the physiological conditions. The shape of a normal RBC is well known: under resting

conditions it is that of a biconcave discocyte. However, RBC can easily undergo

transformation to other shapes with stomatocytes and echinocytes as extremes. Various

anticancer agents, generally reactive and labile substances as the oxazaphosphorines

and the fluoropyrimidines, can induce severe deformation of shape. Shape changes in

RBC can induce rheological disturbances, which occasionally have pathophysiological

consequences. (4, 34).

The morphometric parameters, as area, shape and volume have used for several

authors. Engstrom and Lofvenberg (1) have described that after hydroxyurea treatment,

the RBC membrane area increased 24% and the cell volume increased 39% (P <.005)

with a 12% increase in the minimum cylindrical diameter of the RBC. Berezina et al (2)

showed RBC shape alterations appear within the first hours after trauma and persist for

at least 7 to 10 days. These changes are more severe in patients with secondary septic

complications. Panis and Souza (3) compared methods of analyzing changes in RBC

volume when exposed to osmotic challenge. The results reveal that hematocrit ratio,

mean corpuscular volume, optical density and mean cellular hemoglobin yield

significant volume changes and that hematocrit ratio is the most sensitive assay. Vaya

et al (4) showed a statistically significant correlation between RBC elongation indices

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(EI) at 12, 30, and 60 Pa and the hematimetric indices, suggesting that the alteration in

shape which characterizes the iron deficiency anaemia, accounts in part for the

decreased EI. Concerning to other important approach related with the analysis of

morphologic and morphometric parameters, Oliveira et al (5) demonstrated that roast

coffee beans (Coffea arabica) extract altered the shape of RBC. Lima-Filho et al (6)

established that the phytic acid and the stannous fluoride solution, in different

concentrations, were capable of to alter the morphological properties of RBC. Oliveira et

al (7) evaluated that an aqueous extract of Pfaffia sp. did not alter the morphology of the

RBC.

The labeling of blood constituents with 99mTc has been successfully used as an

experimental model to assess some important biological properties of natural products

extracts. Extracts of Maytenus ilicifolia (16), Ginkgo biloba (17), Paullinia cupana (19),

Coffea arabica (5), Mentha crispa (21) and Hypericum perforatum (22) can alter the

labeling of RBC with 99mTc.However, extracts of Brassica olerace (18) and Sechium

edule (20) have not promoted alterations on the labeling of RBC with 99mTc.

The analysis of data presented in Figures 1, 2 and 3 shows that in the

concentrations of 6.25% (2.5mg/ml) and 12.5% (5mg/ml) the mint extract produced

significant (p<0.05) alterations on the shape of RBC. The hiperico extract did not induce

modifications on this morphological parameter (Figure 5).

The membrane bilayer and the network of membrane-associated proteins

together regulate the characteristic shape and elastic properties of RBC (35). The

primary cellular defect is loss of membrane surface area relative to intracellular volume,

leading to spheroidal shape and decreased deformability (36). Membrane loss is due to

defects in one of several membrane proteins, including ankyrin, band 3, spectrin and

protein 4.2 (37). The analysis of Figures 4 and 6 suggest that RBC have significant

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(p<0.05) morphometric alterations in the perimeter/area ratio on the presence of the

mint extract in the concentrations of 12.5% (5mg/ml), 25% (10mg/ml) and 50%

(20mg/ml). The mint extract could have components that act in the RBC membrane

structure, probably with an interaction with the membrane proteins, inducing

deformation in RBC shape. In addition, RBC inflates at a rate proportional to their

surface area, in agreement with a constant flux model, and lyse after attaining a

spherical morphology. Spherical RBC display increased alkaline hemolysis fragility

(shorter lifetimes), providing an explanation for the increased osmotic fragility of the

RBC from patients who have spherocytosis (38). It should justify the perimeter/area

ratio of the 100% of mint extract be almost similar to control data.

The hiperico extract did not alter the perimeter/area of the RBC (Figure 6).

Although Hypericum perforatum and Mentha crispa have common chemical

compounds, as phenylpropanoids (27) and flavonoids (28) and these crude extracts

have some similar effects on the labeling of the blood constituents with Tc-99m, the

action on the morphology and on the morphometry of the RBC seems to be different.

The effects observed with the mint may be due to the specific products presents

in this extract that may (i) alter the morphology of RBC possibly with an action in the

erythrocyte membrane structure (membrane proteins) and/or (ii) change the

permeability of the RBC membrane showed with the perimeter/area ratio alteration.

Moreover, probably the method used to obtain the extracts could isolate different

chemical components of each tested natural products, independently on the chemical

agents present in each extract.

In conclusion, although these experiments were carried out with blood withdrawn

from rats and in vitro assays have been used, we suggest precaution on the

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morphologic and morphometric analysis of blood obtained from patients that are using

Mentha crispa extracts.

References:

1- Engstrom KG, Lofvenberg E. Treatment of myeloproliferative disorders with

hydroxyurea: effects on red blood cell geometry and deformability. Blood. 1998; 91:

3986-3991.

2- Berezina TL, Zaets SB, Machiedo GW. Alterations of red blood cell shape in patients

with severe trauma. J Trauma. 2004; 57: 82-87.

3- Panis C, Souza MM. Methods of measuring volume changes in erythrocytes under

hypoosmotic stress: a comparison. Anal Quant Cytol Histol. 2005; 27: 95-100.

4- Vaya A, Simo M, Santaolaria M, Todoli J, Aznar J. Red blood cell deformability in iron

deficiency anaemia. Clin Hemorheol Microcirc. 2005; 33:75-80.

5- Oliveira, J F, Santos-Filho S.D., Catanho M T J A, Srivastava S C, Lima-Filho V,

Bernardo Filho M. Effect of extract of medicinal plants on the labeling of blood elements

with technetium-99m and on the morphology of red blood cells (RBC): Toxicological

actions of roast coffee beans (Coffea arabica). Indian J Nucl Med. 2003; 18:52-56.

6- Lima-Filho GL, Lima GM, Moreno SR, Aleixo LC, Santos-Filho SD, Freitas RS,

Melo VG, Bernardo-Filho M. Physiological (osmotic fragility) and morphological effects

on red blood cells: action of phytic acid and stannous fluoride. Can J Physiol

Pharmacol. 2004; 82:1091-1095.

7- Oliveira JFF, Brito LC, Frydman JNG, Santos-Filho SD, Bernardo-Filho M. An

aqueous extract of Pfaffia sp. does not alter the labeling of blood constituents with

technetium-99m and the morphology of the red blood cells. Braz J Pharmacog 2005;

15:126-132.

Page 73: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

57

8- Manning-Dimmitt LL, Dimmitt SG, Wilson GR. Diagnosis of gastrointestinal bleeding

in adults. Am Farm Physician. 2005; 71: 1339-1346.

9- Karacalioglu O, Ilgan S, Arslan N, Ozguven M. Uterine doughnut in early proliferating

phase: potential pitfall in gastrointestinal bleeding studies. Ann Nucl Med 2003; 17: 685-

687.

10- Bernardo-Filho M., Santos-Filho S.D., Moura E.G., Maiworm A.I., Orlando M.M.C.,

Penas M.E., Cardoso V.N., Bernardo L.C. and Brito L.C. Drug Interaction with

Radiopharmaceuticals: a Review. Braz. Arch. Biol. Technol. 2005; 48(special issue):13-

28.

11- Leitha T, Gwechenberger M, Pruckmayer M, Staudenherz A, Bailer H, Kronik G.

Does motion analysis in postexercise gated sestamibi SPECT reflect rest left ventricular

motion even in severe coronary artery disease? Clin Nucl Med. 2001; 26:694-700.

12- Sampson CB. Textbook of radiopharmacy theory and practice. Gordon and

Breach , Amsterdam. 1999.

13- Saha GB. Fundamentals in Nuclear Pharmacy. Springer-Verlag, New York. 2004.

14- Harbert J.C., Eckelman W.C., Neumann R.D. Nuclear Medicine Diagnosis and

therapy. Thieme Medical Publishers, New York. 1996.

15- Bernardo-Filho M, Nogueira J, Sturm J, Boasquevisque E. Plasma proteins labelling

with 99m Technetium. Braz. Arch. Biol. Technol. 1990; 33: 811-817.

16- Oliveira JF, Braga AC, de Oliveira MB, Avila AS, Caldeira-de-Araujo A, Cardoso VN,

Bezerra RJ, Bernardo-Filho M. Assessment of the effect of Maytenus ilicifolia

(espinheira santa) extract on the labeling of red blood cells and plasma proteins with

technetium-99m. J Ethnopharmacol. 2000; 72: 179-184.

Page 74: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

58

17- Moreno SRF, Rocha EK, Feliciano GD, Bernardo-Filho M, Farah MB, Freitas RS,

Gomes ML. Effect of Ginkgo biloba on the in vitro labeling of red blood cells and plasma

proteins with technetium-99m. J Labelled Comp Radiopharm 2001; 44: 639-641.

18- Lima E.A.C., Diré G., Mattos D.M.M., Freiras R.S., Gomes M.L., Oliveira M.B.N.,

Faria M.V.C., Jales R.L., Bernardo-Filho M. Effect of an extract of cauliflower (leaf) on

the labeling of blood elements with technetium-99m and on the survival of Escherichia

coli AB1157 submitted to the treatment with stannous chloride. Food Chem Toxicol

2002; 40:919-23.

19- Oliveira, J. F.; Avila, A. S.; Braga, A. C. S.; Oliveira, M. B. N.; Boasquevisque, E. M.;

Jales, R. L.; Cardoso, V. N. and Bernardo-Filho, M. Effect of extract of medicinal plants

on the labeling of blood elements with technetium-99m and on the morphology of red

blood cells: I – a study with Paullinia cupana. Fitoterapia 2002; 73: 305-312.

20- Diré G, Gomes ML, Lima EAC, Jales RL, Faria MC, Bernardo-Filho M. Assessment

of a fruit extract (Sechium edule) on the labeling of blood elements with technetium-

99m. African J Biotechnol 2004; 3: 484-488.

21- Santos-Filho SD, Diré GL, Lima E, Oliveira MN, Bernardo-Filho M. (2004) Effect of

Mentha crispa (mint) extract on the labeling of blood elements with technetium-99m: A

possible evaluation of free radicals. J Biol Sci 4: 266-270.

22- Santos-Filho, S. D., Bernardo-Filho, M. Efeito de um extrato de Hipérico (Hypericum

perforatum) na marcação in vitro de elementos sanguíneos com tecnécio-99m e na

biodisponibilidade do radiofármaco pertecnetato de sódio em ratos Wistar. Acta Cir

Bras 20: 121-125, 2005.

23- Wada A, Sakaeda T, Takara K, et al. Effects of St John’s wort and hypericin on

citotoxicity of anticancer drugs. Drug Metab Pharmacokin 2002; 17: 467-474.

Page 75: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

59

24- Mannel M. Drug interactions with St John's wort : mechanisms and clinical

implications. Drug Saf. 2004; 27: 773-797.

25- Renzulli C, Galvano F, Pierdomenico L, Speroni E, Guerra MC. Effects of

rosmarinic acid against aflatoxin B1 and ochratoxin-A-induced cell damage in a human

hepatoma cell line (Hep G2). J Appl Toxicol. 2004; 24: 289-296.

26- Grigoleit HG, Grigoleit P. Pharmacology and preclinical pharmacokinetics of

peppermint oil. Phytomedicine. 2005; 12: 612-616.

27- Tognolini M, Barocelli E, Ballabeni V, Bruni R, Bianchi A, Chiavarini M, Impicciatore

M. Comparative screening of plant essential oils: phenylpropanoid moiety as basic core

for antiplatelet activity. Life Sci 2006; 78: 1419-1432.

28- Fiamegos YC, Nanos CG, Vervoort J, Stalikas CD. Analytical procedure for the in-

vial derivatization extraction of phenolic acids and flavonoids in methanolic and aqueous

plant extracts followed by gas chromatography with mass-selective detection. J

Chromatogr A. 2004; 1041: 11-18.

29- Park KJ, Vohnikova Z, Brod FPR. Evaluation of drying parameters and desorption

Isotherms of garden mint leaves (Mentha crispa L.). J Food Eng. 2002; 51: 193-199.

30- Davis EM, Ringer KL, McConkey ME, Croteau R. Monoterpene metabolism.

Cloning, expression, and characterization of menthone reductases from peppermint.

Plant Physiol. 2005; 137: 873-881.

31- Newall CA, Anderson LA, Phillipson JD. Herbal medicines: a guide for health-care

professionals. London: Pharmaceutical Press, 1996.

32- Beckmann SE, Roger WS, Switzer J. Consumer use of St. John’s wort: a survey of

effectiveness, safety and tolerability. Pharmacotherapy 2000; 20: 568-574.

33- Neagoe I, Macri BM, Flonta ML. Hyperici herba extract interaction with artificial lipid

bilayers. J Pharm Pharmacol. 2004; 56: 1283-1289.

Page 76: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

60

34- Dumez H, Guetens G, De Boeck G, Highley MS, Maes RA, van Oosterom AT, de

Bruijn EA. The relevance of therapeutic drug monitoring in plasma and erythrocytes in

anti-cancer drug treatment. Clin Chem Lab Med. 2004; 42: 1219-1227.

35- Khanna R, Chang SH, Andrabi S, Azam M, Kim A, Rivera A, Brugnara C, Low PS,

Liu SC, Chishti AH. Headpiece domain of dematin is required for the stability of the

erythrocyte membrane. PNAS 2002; 99: 6637-6642.

36- Eber S, Lux SE. Hereditary spherocytosis – defects in proteins that connect the

membrane skeleton to the lipid bilayer. Semin Hematol. 2004; 41:118-141.

37- Gallagher PG. Update on the clinical spectrum and genetics of red blood cell

membrane disorders. Curr Hematol Resp. 2004; 3:85-91.

38- Ionescu-Zanetti C, Wang LP, Di Carlo D, Hung P, Di Blas A, Hughey R, Lee LP.

Alkaline hemolysis fragility is dependent on cell shape: results from a morphology

tracker. Cytometry A. 2005; 65:116-123.

FIGURES

Figure 1: Samples of whole blood were incubated with NaCl 0.9% solution for 60 min.

After that, stannous chloride solution was added and the incubation continued for 60

min. Then, 99mTc, as sodium pertechnetate was added. Blood smears were prepared,

dried, fixed and staining with the May-Grünwald-Giemsa method. After that, the

morphology of the red blood cells was evaluated under optical microscope (x 1000).

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Figure 2: Samples of whole blood were incubated with mint extract (6.25%) for 60 min.

After that, stannous chloride solution was added and the incubation continued for 60

min. Then, 99mTc, as sodium pertechnetate was added. Blood smears were prepared,

dried, fixed and staining with the May-Grünwald-Giemsa method. After that, the

morphology of the red blood cells was evaluated under optical microscope (x 1000).

Arrows indicate some erythrocytes with morphological alterations.

Figure 3: Samples of whole blood were incubated with mint extract (25%) for 60 min.

After that, stannous chloride solution was added and the incubation continued for 60

min. Then, 99mTc, as sodium pertechnetate was added. Blood smears were prepared,

dried, fixed and staining with the May-Grünwald-Giemsa method. After that, the

morphology of the red blood cells was evaluated under optical microscope (x 1000).

Arrows indicate some erythrocytes with morphological alterations.

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Figure 4: Samples of whole blood were incubated with different concentrations of mint

extract for 60 min. After that, stannous chloride solution was added and the incubation

continued for 60 min. Then, 99mTc, as sodium pertechnetate was added. Blood smears

were prepared, dried, fixed and staining with the May-Grünwald-Giemsa method. The

MGG glass blades were analyzed by optical microscopy and for morphometric

measurements a total five fields/blade were evaluated. A spherical shape and normal

size distribution were assumed to erythrocyte on control blades. The following

morphometric parameters were calculated: area ( m2); diameter ( m); perimeter ( m)

and sphericity (adimensional-[/]). A perimeter/area ratio was calculated (“Software”

image pro plus, média Cibernetics, USA).

Figure 5: Samples of whole blood were incubated with hiperico extract (100%) for 60

min. After that, stannous chloride solution was added and the incubation continued for

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63

60 min. Then, 99mTc, as sodium pertechnetate was added. Blood smears were

prepared, dried, fixed and staining with the May-Grünwald-Giemsa method. After that,

the morphology of the red blood cells was evaluated under optical microscope (x 1000).

Figure 6: Samples of whole blood were incubated with different concentrations of

hiperico extract for 60 min. After that, stannous chloride solution was added and the

incubation continued for 60 min. Then, 99mTc, as sodium pertechnetate was added.

Blood smears were prepared, dried, fixed and staining with the May-Grünwald-Giemsa

method. The MGG glass blades were analyzed by optical microscopy and for

morphometric measurements a total five fields/blade were evaluated. A spherical shape

and normal size distribution were assumed to RBC on control blades. The following

morphometric parameters were calculated: area ( m2); diameter ( m); perimeter ( m)

and sphericity (adimensional-[/]). A perimeter/area ratio was calculated (“Software”

image pro plus, média Cibernetics, USA).

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64

4 COMENTÁRIOS, CRÍTICAS E CONCLUSÕES.

A experiência como Professor de Biofísica no ensino superior no

Centro Universitário de Volta Redonda, na cidade de Volta Redonda, Rio de Janeiro,

despertou o interesse do autor desse estudo na busca por uma maior qualificação

profissional, primeiramente no curso de mestrado, em seguida no curso de doutorado.

Na tentativa de aprofundar os conhecimentos referentes aos efeitos

produzidos por produtos naturais, apresentamos junto ao Programa de Pós-Graduação

em Ciências da Saúde o projeto de tese intitulado “Comparação de efeitos dos extratos

de Hypericum perforatum (Hipérico) e Mentha crispa (Hortelã) em diferentes modelos

experimentais”.

O desenvolvimento desse trabalho teve como base estudos de

marcação com tecnécio-99m e de biodistribuição do pertecnetato de sódio como bons

indicadores dos efeitos produzidos pela hortelã e pelo hipérico. O aprendizado das

técnicas não foi difícil pois são simples e de fácil execução, e as condições laboratoriais

favoráveis. Obtive resultados preliminares, que apresentei no projeto de doutorado

encaminhado ao programa de pós-graduação em Ciências da Saúde. Posteriormente

conclui cada um dos experimentos satisfatoriamente de acordo com cronograma pré-

estabelecido e constante do projeto.

Modelos experimentais em níveis molecular e celular foram

utilizados para avaliar os efeitos biológicos produzidos pelos extratos estudados.

Com parte dos resultados obtidos com os estudos com o hipérico

elaboramos um artigo, intitulado “Efeito de um extrato de hipérico (Hypericum

perforatum) na marcação in vitro de elementos sangüíneos com tecnécio-99m e na

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biodisponibilidade do radiofármaco pertecnetado de sódio em ratos Wistar”, que foi

publicado no periódico “Acta Cirúrgica Brasileira”, indexado no Medline, Qualis

Internacional C.

Como parte dos resultados obtidos nos estudos sobre a hortelã

elaboramos um outro manuscrito, intitulado “Aqueous extract of the medicinal plant

Mentha crispa alter the biodistribution of the radiopharmaceutical sodium pertechnetate

in Wistar rats”, que foi aceito para publicação no periódico “Medicinal Chemistry

Research”, indexado no Medline, Qualis Internacional C.

Os estudos feitos com o hipérico sobre sobrevivência bacteriana e

mobilidade eletroforética de DNA plasmidial originou um outro manuscrito intitulado

“Influence of an aqueous extract of Hypericum perforatum (Hypericin) on the survival of

Escherichia coli AB1157 and on the electrophoretic mobility of pBSK plasmid DNA” que

foi aceito para publicação no periódico “Revista Brasileira de Farmacognosia”, indexado

no Scielo, Qualis Nacional A.

Os estudos feitos com o hipérico sobre diferenças no processo de

marcação de constituintes sanguíneos com tecnécio-99m, entre animais com 3 e 6

meses de idade, originou o manuscrito intitulado “The male reproductive system and

the effect of an extract of a medicinal plant (Hypericum perforatum) on the labeling

process of blood constituents with technetium-99m”, que foi aceito para publicação no

periódico “Brazilian Archives of Biology and Technology”, indexado no Scielo, Qualis

Internacional B.

Com os resultados encontrados na elaboração dos manuscritos

anteriores ficamos motivados a realizar novos estudos e conhecer melhor o efeito dos

extratos na marcação com tecnécio-99m, na morfologia e morfometria das hemácias.

Estudos feitos com esfregaços sanguíneos seguidos de captura de imagens em

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microscopia de luz e análise dos resultados através da determinação da relação

perímetro/área originaram mais um manuscrito intitulado “Morphologic and

morphometric in vitro evaluation of red blood cell labeled with technetium-99m: effects

of the Hypericum perforatum and Mentha crispa extracts” submetido ao periódico

“Biological Research”, indexado no Medline, Qualis Internacional B.

Ao concluirmos nosso estudo, verificamos que compostos químicos

existentes nos extratos estudados são os responsáveis pelos efeitos produzidos e que

caracterizam o mecanismo de ação da planta medicinal nos diferentes níveis de

organização estrutural, da molécula a célula e ao tecido biológico.

A alteração da distribuição normal dos radiotraçadores devido a

interação medicamentosa pode comprometer o diagnóstico e/ou levar a necessidade

de repetição de exames, expondo o paciente a doses de radiação desnecessárias.

Esta interação medicamentosa é de importância para profissionais

de saúde que utilizam os exames da medicina nuclear para tratamento e diagnóstico de

diversas doenças como os médicos e os fisioterapeutas. O fisioterapeuta é profissional

de nível superior que prescreve, ministra e supervisiona terapia física com o objetivo de

presenciar, manter, desenvolver ou restaurar a integridade de um órgão, sistema ou

função do corpo humano, através de terapias físicas e terapias cinéticas. Para um bom

êxito do tratamento utilizado o fisioterapeuta necessita de exames complementares que

forneçam informações precisas para diagnóstico e acompanhamento da evolução do

tratamento de um paciente como os exames da medicina nuclear utilizados na

avaliação por imagem.

Através deste estudo acreditamos haver contribuído para que os

profissionais da área da saúde, e entre eles o fisioterapeuta, tenham novos parâmetros

sobre os efeitos das plantas medicinais estudadas sobre o organismo humano.

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Deseja-se também que as informações levantadas por esta pesquisa

sirvam de ponto de partida para novos estudos sobre a avaliação de outros

mecanismos de ação no organismo vivo, favorecendo modos de ação em pacientes

que estejam utilizando produtos naturais e venham realizar exames de medicina

nuclear.

Além disso, a vivência e experiência adquirida nesses anos do

Curso de Doutorado propiciaram amadurecimento científico e profissional, e como

educador, principalmente na busca do conhecimento comprovado cientificamente e

digno de crédito. Entretanto, a experiência vivenciada no Curso de Doutorado e a

aquisição de novos conhecimentos poderão ser relevantes para ações em projetos

futuros junto a grupos de pesquisa da Universidade do Estado do Rio de Janeiro e/ou

do Centro Universitário de Volta Redonda, e na orientação de novos alunos nos

programas de pós-graduação.

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5 ANEXOS

ANEXO 1

Carta de aceite do manuscrito I

----- Original Message -----From: "Medicinal Chemistry Research" <[email protected]>To: <[email protected]>; <[email protected]>Sent: Thursday, July 12, 2007 4:01 PMSubject: Decision on your manuscript #MCRE-51R1

Dear Santos-Filho:

I am pleased to inform you that your manuscript, "Aqueous extract of the medicinal plant Mentha crispa alters the

biodistribution of the radiopharmaceutical sodium pertechnetate in Wistar rats." has been accepted for publication in

Medicinal Chemistry Research.

If you haven't already sent the signed Copyright Transfer Form, we will need to receive it. You can locate the form

on the journal's Welcome Page at:

http://mcre.edmgr.com/

Please print the form, sign it, and return it to us by fax at 781-878-0449. Thank you. Your manuscript cannot be

published until we receive the signed form.

Sincerely yours,

Stephen Cutler

Editor-in-Chief, Medicinal Chemistry Research

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ANEXO 2

Carta de aceite do manuscrito 2

De: “José Maria Barbosa Filho” <[email protected]>

Para: <[email protected]>

Cc: <[email protected]>

Enviada em: terça-feira, 17 de julho de 2007 18:04

Assunto: Revista Brasileira de Farmacognosia - CARTA DE ACEITAÇAO

Prezado Prof. Sebastião Santos-Filho,

Informo que o manuscrito intitulado “Influence ofan aqueous extract ofHypericum perforatum (Hypericin)

on the survival of Eicherichia coli ABI 157 and on the electro phoretic mobility ofpBSK plasmid DNA”, de

autoria de Sebastião D. Santos-Filho, Raquel M. Bernardo, kelly C.M. Santos, Adenilson 5. Fonseca e

Mário Bernardo-Filho, foi aceito para publicação na REVISTA BRASILEIRA DE FARMACOGNOSIA

Atenciosamente,

José Maria Barbosa Filho

Editor Chefe

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ANEXO 3

Carta de aceite do manuscrito 3

Brazilian Archives of Biology and Technology

DECLARAÇÃO

Declaramos para os devidos fins que o artigo: “The male reproductive system and the effect of an extract of a medicinal plant (Hypericumperforatum) on the labeling process of blood constituents with technetium-99m”, de autoria de Sebastião David Santos-Filho, Adenilson

de Souza da Fonseca and Mario Bernardo-Filho, foi aceito e será

publicado no Brazilian Archives of Biology and Technology.

Curitiba, 19 de julho de 2007

Prof. Dr. Carlos Ricardo Soccol Editor

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71

6 REFERÊNCIAS

1. Abreu PR, Almeida MC, Bernardo RM, Bernardo LC, Brito LC, Garcia EA, Fonseca

AS, Bernardo-Filho M. Guava extract (Psidium guajava) alters the labeling of blood

constituents with technetium-99m. Journal of Zhejiang University of Science B. 2006; 7:

429-435.

2. Freitas RS, Moreno SR, Lima-Filho GL, Fonseca AS, Bernardo-Filho M. Effect of a

commercial extract of Paullinia cupana (guarana) on the binding of 99mTc-DMSA on

blood constituents: An in vivo study. Applied Radiation and Isotopes. 2007; 65:528-533.

3. Dantas FJS, Moraes MO, Carvalho EF, Valsa JO, Bernardo-Filho M, Caldeira-de-

Araújo A. Lethality induced by stannous chloride on Escherichia coli AB1157:

Participation of reactive oxygen species. Food and Chemical Toxicology 1996; 34:959-

962.

4. Bernardo-Filho M, Cunha MC, Valsa JO, Araújo AC, Silva FCP, Fonseca AS.

Evaluation of potential genotoxicity of stannous choride: inactivation, filamentation and

lysogenic induction of Escherichia coli. Food and Chemical Toxicology 1994; 32:477-

479.

5. Bernardo-Filho M. Parâmetros físicos, químicos e biológicos associados à marcação

de radiotraçadores com Tecnécio-99m. Tese (Professor Titular), Instituto de Biologia

Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Brasil, 1999.

6. Mattos JCP, Dantas FJS, Bezerra RJAC, Bernardo-Filho M, Cabral-Neto JB, Lage C,

Leitão AC, Caldeira-de-Araujo A. Damage induced by stannous chloride in plasmid

DNA. Toxicology Letters 2000; 116:159-163.

7. Almeida MC, Soares SF, Abreu PR, Jesus LM, Brito LC, Bernardo-Filho M.

Protective effect of an aqueous extract of Harpagophytum procumbens upon

Page 88: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

72

Escherichia coli strains submitted to the lethal action of stannous chloride. Cellular and

Molecular Biology (Noisy-le-grand) 2007; 53: 923-927.

8. Early PJ, Sodee DB. Principles and Practice of Nuclear Medicine. Mosby, London.

1995.

9. Owunwanne A, Patel M, Sadek S. The Handbook of Radiopharmaceuticals.

Chapman and Hall, London. 1995.

10. Perkins A, Frier M. Nuclear Medicine Pharmaceutical Research. Taylor & Francis,

London. 1999.

11. Bushong SC. Radiological Science for Technologists: Physics, Biology and

Protection. Mosby, Missouri. 2001.

12. Bernardo-Filho M, Santos-Filho SD, Moura EG, Maiworm AI, Orlando MMC, Penas

ME, Cardoso VN, Bernardo LC, Brito LC. Drug interaction with radiopharmaceuticals: a

review. Brazilian Archives of Biology and Technology 2005; 48: 13-28.

13. Van de Wiele C, Lahorte C, Oyen W, Boerman O, Goethals I, Slegers G, Dierckx

RA. Nuclear medicine imaging to predict response to radiotherapy: a review.

International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics 2003; 551: 5-15.

14. Saha GB. Fundamentals of Nuclear Pharmacy. Springer-Verlag, New York. 2004.

15. Propper DJ, de Bono J, Saleem A, Ellard S, Flanagan E, Paul J, Genesan TS,

Taibot DC, Aboagye EO, Price P, Harris A, Twelves C. 2003. Use of positron emission

tomography in pharmacokinetic studies to investigate therapeutic advantage in a phase

I study of 120-hour intravenous infusion XR5000. Journal of Clinical Oncology 21: 203-

210.

16. Guedes AP, Cardoso VN, De Mattos JC, Dantas FJ, Matos VC, Silva JC, Bezerra

RJ, Caldeira-de-Araujo A. Cytotoxic and genotoxic effects induced by stannous chloride

associated to nuclear medicine kits. Nuclear Medicine and Biology 2006; 33:915-21.

Page 89: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

73

17. Decristoforo C, Mather S.J. The influence of chelator on the pharmacokinetics of

99mTc-labelled peptides. The Quarterly Journal of Nuclear Medicine 2002; 46: 195-

205.

18. Suzuki A, Togashi H, Haga H, Saito K, Saito T, Takahashi K, Sugai Y, Kawata S.

Characteristics of three cases of hepatocellular carcinoma showing enhanced

technetium-99m-diethylenetriaminepentaacetic acid-galactosyl human serum albumin

accumulation by single photon emission computed tomography analysis. Hepatology

Research 2007; 37: 628-636.

19. Peix A, Garcia EJ, Valiente J, Tornes F, Cabrera LO, Cabale B, Carrillo R, Garcia-

Barreto D. Ischemia in women with angina and normal coronary angiograms. Coronary

Artery Disease 2007; 18: 361-366.

20. Sampson CB. Textbook of Radiopharmacy: Theory and Pratice. Gordon and Breach

Science Publishers. Amsterdam 1999.

21. Arano Y. Recent advances in 99mTc radiopharmaceuticals. Annals of Nuclear

Medicine 2002; 16: 79-93.

22. Karacalioglu O, Ilgan S, Arslan N, Ozguven M. Uterine doughnut in early

proliferating phase: potential pitfall in gastrointestinal bleeding studies. Annals of

Nuclear Medicine 2003; 17: 685-687.

23. Callahan RJ, Rabito AC. Radiolabeling of erythrocytes with technetium-99m: role of

band-3 protein in the transport of pertechnetate across the cell membrane. Journal of

Nuclear Medicine 1990; 31: 2004-2010.

24. Ballinger JR. The influence of carrier on 99mTc radiopharmaceuticals. The

Quarterly Journal of Nuclear Medicine 2002; 46: 224-232.

Page 90: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

74

25. Gutfilen B, Boasquevisque EM, Bernardo-Filho M. Calcium channel blockers:

interference on red blood cells and plasma proteins labeling with Tc-99m. Revista

Espanhola de Medicina Nuclear 1992; 11: 195-199.

26. Harbert JC, Eckelman WC, Neumann RD. Nuclear Medicine Diagnosis and

Therapy. New York, Thieme, 1996, p.195-265.

27. Hardman JG, Limbird LE, Molinoff PB. Goodman & Gilman’s: The Pharmacological

Basis of therapeutic. Mc Graw Hill, New York. 2005.

28. Moreno SRF, Diré G, Silva ALC, Carvalho JJ, Honeycut H, Nascimento AL, Rocha

EK, Pereira MJ, Oliveira-Timóteo M, Arnobio A, Bernardo-Filho M, Olej M, Caldas LQA.

Effect of an oral ingestion of an extract of the herb Uncaria tormentosa on the

biodistribution of sodium pertechnetate in rats. Brazilian Journal of Medical and

Biological Research 2007; 40: 77-80.

29. Hladik III WB, Saha GB, Study KT. Essentials of Nuclear Medicine Science.

Williams & Wilkins, Baltimore 1987.

30. Bennink RJ, van den Elzen BD, Kuiken SD, Boeckxstaens GE. Noninvasive

easurement of gastric accommodation by means of pertechnetate SPECT: limiting

radiation dose without losing image quality. Journal of Nuclear Medicine 2004; 45:147-

152.

31. Mehmet R, Mehmet A, Fuat AY, Nebil BA. Jejunoileal duplication diagnosed by Tc-

99m pertechnetate abdominal scintigraphy. Journal of Postgraduate Medicine 2005;

51:245-246.

32. Leibovitch I, Hoyama E, Limawararut V, Crompton J, Selva D. Novel technique to

control hypersecretion from a transplanted autologous submandibular salivary gland for

keratoconjunctivitis sicca. Cornea 2006; 25: 1251-1253.

Page 91: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

75

33. Goethals I, Mervillie K, De Winter O, Delrue L, Mekeirele K, Ham H. Mismatch of F-

18 fluorodeoxyglucose (FDG) positron emission tomography (PET) and Tc-99m

pertechnetate single photon emission computed tomography (SPECT) in a euthyroid

multinodular goiter. Clinical Nuclear Medicine 2007; 32: 6-8.

34. Rotblatt M, Ziment I. Herbal Medicine. Hanley & Belfus, Philadeiphia 2002.

35. Gomes ML, Mattos DM, Freitas R, Diré GF, Lima EAC, Souza SMS, Bernardo-Filho

M. Evaluation of the effect of mitomycin-C on the bioavaliability of technetium-99m-

labeled sodium pyrophosphate in mice. Cellular and Molecular Biology 2002; 48: 757-

759.

36. Lahlou S, Carneiro-Leão RF, Leal-Cardoso JH. Cardiovascular effects of the

essential oil of Mentha x villosa in DOCA-salt-hypertensive rats. Phytomedicine 2002;

9: 715-720.

37. Hunt EJ, Lester CE, Lester EA, Tackett RL 2001. Effect of St. John’s wort on free

radical production. Life Science 2001; 69: 181-190.

38. McGarry H, Pirotta M, Hegarty K, Gunn J. General practitioners and St. John's wort:

A question of regulation or knowledge? Complementary Therapies in Medicine 2007;

15: 142-148.

39. Silva CR, Valsa JO, Caniné MS, Caldeira-de Araújo A, Bernardo-Filho M.

Evaluation of technetium-99m decay on Escherichia coli inactivation: effects of physical

or chemical agents. The Yale Journal of Biology and Medicine 1998, 71: 7-14.

40. Bernardo LC, Oliveira MBN, Da Silva CR, Dantas FJS, Mattos JCP, Caldeira-de

Araújo A, Moura RS, Bernardo-Filho M. Biological Effects of Rutin on the survival of

Escherichia coli AB1157 and on the Electrophoretic mobility of Plasmid pUc 9.1 DNA.

Cellular and Molecular Biology 2002; 48: 517-520.

Page 92: HYPERICUM PERFORATUM (HIPÉRICO) E DE MENTHA … · O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortelã) e de Hypericum perfloratum(hipérico) em

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7 ABSTRACT

Several clinic evaluations have been possible with radiobiocomplexes labeled with

technetium-99m (99mTc). Some natural and synthetic drugs are capable of to interfere

on the labeling of blood constituents with 99mTc, as well as on the biodistribution of

radiobiocomplexes. Authors have also reported about the toxicity of several natural

products. The aim of this study was to compare the effects of the Mentha crispa

(hortelã) and of the Hypericum perforatum (hipérico) in different experimental models.

On the labeling of red blood cells (RBC) and plasma and cellular proteins with 99mTc,

both extracts were capable of to decrease the radioactivity percentage on the cellular

compartment and on the fixation on plasma and cellular proteins. On the morphometry

of the RBC, only the hortelã was capable to alter the shape and the perimeter/area ratio

of the RBC. On the biodistribution of the radiobiocomplex sodium pertechnetate

(Na99mTcO4), the hortelã increased the Na99mTcO4 distribution in the kidney, spleen,

liver and thyroid, meanwhile the hipérico decreased the Na99mTcO4 distribution in the

bone, stomach, lungs and thyroid, and increased the Na99mTcO4 distribution in the

pancreas. On the bacterial cultures survival, the hipérico was capable of to protect the

bacteria against the stannous chloride (SnCl2) effect. The hipérico did not alter the

topology of plasmidial DNA and did not protect the plasmidial DNA against the SnCl2

action. Probably, the effects presented by both extracts could be due to chemical

compounds of the extracts that could alter the morphology of the RBC and the plasma

membrane ions transport, and/or by phytocomplexes that could be formed with different

effects dependent on the biological system considered.

Key-words: red blood cells; plasma proteins, technetium-99m; radiobiocomplexes; rats;

Hypericum perforatum; Mentha crispa.