teóricas 2013 - parte i (1)

Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 1

INTRODUÇÃO


FARMACOGNOSIA

Histórico

- “Materia Medica”

- termo referente a coleções (tratados) sobre o conhecimento médico

e farmacêutico do Ocidente

- Dioscórides (Grécia, séc. I)

- autor da compilação “De Materia Medica Libre Cinque”

- obra com aprox. 600 plantas medicinais, animais e minerais

- permanência por aproximadamente 15 séculos

- séc. XIX: “Matéria Médica” ⇒ divisão entre Farmacologia e

Farmacognosia

- séc. XIX: surge o termo “Farmacognosia” (pharmakon + gnosis)

- J. Adan Schmidt, Viena, 1811: “Lehrbuch der Materia Medica” (Livro

de Matéria Médica)

- C.A. Seydler, Alemanha, 1815: “Analectica Pharmacognostica”

- Farmacognosia: união da botânica, química e farmacologia

- final do séc. XIX

- isolamento de várias substâncias naturais de origem vegetal

- descoberta de substâncias com atividade farmacológica

- início da síntese orgânica (empirismo)

- descrição de drogas vegetais (química e botânica)


EXEMPLOS DE SUBSTÂNCIAS NATURAIS

DESCOBERTAS NO SÉCULO XIX

Ano Substância Descobridor(es)

1817 morfina Sertüner

1817 narcotina Robiquet

1818 estricnina Pelletier e Caventou

1819 brucina Pelletier e Caventou

1820 quinina Pelletier e Caventou

1820 cinchonina Pelletier e Caventou

1821 cafeína Pelletier e Caventou

1824 taurina Gmelin

1827 coniina Giesecke

1828 nicotina Posselt e Riemann

1831 atropina Hesse

1832 codeína Robiquet

1834 creatina Chevreul

1834 ácido cinâmico Dumas e Peligot

1837 amidalina Liebig e Wöhler

1839 salicina Piria

1841 borneol Pelouze

1845 cânfora Bouchardat

1846 tirosina Liebig

1848 papaverina Merck

1859 cocaína Niemann


FARMACOGNOSIA

Histórico

- do início à metade do séc. XX

- surgimento da cromatografia

- início da “Química de Produtos Naturais”

- estudo da biossíntese de substâncias naturais

- identificação de substâncias orgânicas: UV, IV, EM, RMN

- síntese de produtos naturais

- ascensão e queda de pesquisas de medicamentos à base de

produtos naturais (plantas e microrganismos)

- últimas duas décadas do século XX

- volta ao passado com “onda verde” ou “onda herbal”: preferência da

população por substâncias naturais e fitopreparados

- aquecimento da pesquisa de substâncias naturais como fonte de

novos fármacos e medicamentos: academia e indústria

- pesquisa acadêmica de substâncias naturais e de plantas

medicinais: multidisciplinaridade (química, farmacologia, botânica,

bioquímica, agronomia, genética, tecnologia farmacêutica, etc.)

- indústria farmacêutica: investimento em pesquisas de plantas

medicinais, fármacos e desenvolvimento de fitoterápicos

- legislação: regulamentação de registro e comércio de fitoterápicos

(USA, Europa, Brasil, etc.)

- elevado crescimento do comércio de fitoterápicos em nível

nacional e mundial

- pesquisas de ponta e alta tecnologia (biologia molecular,

bioensaios, enzimologia, etc.) na busca de novos fármacos


- século XXI

- investimento em metodologias analíticas, bioensaios in vitro

- inclusão de ferramentas computacionais e metodologias in silico

- conexão da farmacognosia à biologia e à química em caráter

multidisciplinar

- bibliografia recomendada

W.P. Jones, Y.-W. Chin, A.D. Kinghorn. 2006. The role of pharmacognosy

in modern medicine and pharmacy. Curr. Drug Targets, vol. 7, pp. 247-64.

L. Bohlin, U. Göransson, A. Backlund. 2007. Modern pharmacognosy:

connecting biology and chemistry. Pure Appl. Chem., Vol. 79, pp. 763–774.

S. Larson, A. Backlund, L. Bohlin. 2008. Reappraising a decade old

explanatory model for pharmacognosy. Phytochem. Lett., vol. 1, pp. 131-

134.

L. Bohlin, U. Göransson, C. Alsmark, C. Wedén, A. Backlund. 2010.

Natural products in modern life science. Phytochem. Rev., vol. 9, pp. 279-

301.


BREVE HISTÓRIA DA MEDICINA

2000 a.C. - Aqui, coma essas raízes.

1000 d.C. - Raízes são pagãs, reze.

1850 d.C. - Reza é superstição, beba essa poção.

1940 d.C. - Essa poção é óleo de cobra, tome essa pílula.

1985 d.C. - Essa pílula é inócua, tome esse antibiótico.

2000 d.C. - Antibiótico é artificial, coma essa raiz.

(http://www.humornaciencia.com.br/miscelanea/breme.htm)

Richard Gordon - A Assustadora História da Medicina


SUBSTÂNCIAS NATURAIS, PLANTAS MEDICINAIS E

FITOTERÁPICOS

Substâncias naturais

- origem animal, vegetal ou de microrganismos

- também denominadas “produtos naturais”

- são na maioria metabólitos secundários

- geralmente os princípios ativos de plantas medicinais

- pesquisa focada nas substâncias de origem vegetal

- utilizadas como medicamentos ou protótipos, como defensivos

agrícolas, corantes, aromatizantes, etc.

Plantas medicinais

- possuem substâncias (na maioria metabólitos secundários) com

ação farmacológica

- utilizadas para cura/controle de enfermidades agudas

- livre acesso e uso para a população ⇒ patrimônio popular

- populares no mundo todo desde a antigüidade

- saúde primária da maioria da população do 3º mundo

Fitoterápicos

- obtidos de plantas medicinais

- processado por indústrias

- são medicamentos ⇒ eficácia, segurança e qualidade

- há legislação para sua produção, registro e comércio

- venda sob prescrição médica (recomendável)

- populares em países desenvolvidos, em especial na U.E.

- mercado mundial promissor

- desenvolvimento crescente no Brasil


PLANTAS MEDICINAIS E FITOTERÁPICOS

Remédio ≠≠≠≠ medicamento

- remédio: qualquer substância ou recurso utilizado para obter cura

ou alívio

- medicamento: possui eficácia, segurança, qualidade

“Planta” ≠≠≠≠ planta medicinal

- planta: qualquer planta (alimentícia, ornamental, tóxica, etc.)

- planta medicinal: propriedades terapêuticas; tem livre acesso e uso;

é um patrimônio popular; espécie vegetal, cultivada ou não, utilizada

com propósitos terapêuticos;

Matéria-prima vegetal

- compreende a planta medicinal, a droga vegetal ou o derivado

vegetal

Droga vegetal

- planta medicinal, ou suas partes, que contenham as substâncias,

ou classes de substâncias, responsáveis pela ação terapêutica,

após processos de coleta, estabilização, quando aplicável, e

secagem, podendo estar na forma íntegra, rasurada, triturada ou

pulverizada

Derivados vegetal

- produto da extração da planta medicinal in natura ou da droga

vegetal, podendo ocorrer na forma de extrato, tintura, alcoolatura,

óleo fixo e volátil, cera, exsudato e outros


FITOTERÁPICOS

Fitoterápico = medicamento

- legislação que dispõe sobre o registro de medicamentos

fitoterápicos no Brasil: ANVISA - Resolução - RDC nº 14, 31/03/2010

- § 1º São considerados medicamentos fitoterápicos os obtidos com

emprego exclusivo de matérias-primas ativas vegetais, cuja eficácia

e segurança são validadas por meio de levantamentos

etnofarmacológicos, de utilização, documentações tecnocientíficas

ou evidências clínicas

§ 2º Os medicamentos fitoterápicos são caracterizados pelo

conhecimento da eficácia e dos riscos de seu uso, assim como pela

reprodutibilidade e constância de sua qualidade

§ 3º Não se considera medicamento fitoterápico aquele que inclui na

sua composição substâncias ativas isoladas, sintéticas ou naturais,

nem as associações dessas com extratos vegetais


FITOTERÁPICOS – DEFINIÇÕES (RDC 14/10)

Fitocomplexo

- substâncias originadas no metabolismo primário e/ou secundário

responsáveis, em conjunto, pelos efeitos biológicos de uma planta

medicinal ou de seus derivados

Marcador

- composto ou classe de compostos químicos (ex: alcalóides,

flavonóides, ácidos graxos, etc.) presentes na matéria prima

vegetal, preferencialmente tendo correlação com o efeito

terapêutico, que é utilizado como referência no controle da

qualidade da matéria-prima vegetal e do medicamento fitoterápico

Perfil cromatográfico

- padrão cromatográfico de constituintes característicos, obtido em

condições definidas, que possibilite a identificação da espécie

vegetal em estudo e a diferenciação de outras espécies

Prospecção fitoquímica

- testes de triagem, qualitativos ou semiquantitativos, que utilizam

reagentes de detecção específicos para evidenciar a presença de

grupos funcionais característicos na matéria-prima vegetal e que

auxiliam na identificação da espécie vegetal e a diferenciação de

outras espécies


MERCADO MUNDIAL DE FITOTERÁPICOS

País US$ Milhões (2002) Europa 6,790 Ásia 5,044 Japão 2,134 América do Norte 4,074 Total US$ 19,4 bilhões Comunidade Européia

- Mercado

- 39% na Alemanha e 29% na França: vendas no varejo

- Principais enfermidades

- resfriados, tosses, fadiga muscular, varizes e problemas

circulatórios, problemas da vesícula biliar, do pâncreas e do fígado

- uso como digestivos, calmantes e laxantes

- Outras características

- automedicação elevada

- emprego como suplemento alimentar

- manufatura de cosméticos, perfumes e outros produtos

- eficácia, segurança, qualidade: Diretiva Européia 2001/83 CE


MERCADO NACIONAL DE FITOTERÁPICOS

Brasil

- mercado ainda pequeno, porém em grande ascensão

- parque industrial: 142 empresas (58 em SP, 22 no RJ, 17 no RS e

10 em MG)

- evolução de vendas em reais e quantidades de unidades vendidas

MERCADO

(Rr$ 1000) Unidades (Rr$ 1000) Unidades (Rr$ 1000) Unidades

TOTAL 19.228.537 1.390.526 21.684.868 1.468.714 23.528.081 1.503.228

FITOTERÁPICOS 504.178 33.783 559.015 34.380 660.542 37.302

2005 2006 2007

- vendas (unidades) no Brasil em 2006 (aprox. 70% das vendas

totais de fitoterápicos): laxantes (21%), hipnotizantes e sedativos

(17,5%), vasoterapêuticos (13%), coleréticos/colecinéticos (10%) e

laxantes de incremento de bolo fecal (8,5%)

- das 11 espécies vegetais com maior número de derivados

registrados como fitoterápicos até 2008, apenas duas são nativas

da América do Sul

- flora rica e pesquisas científicas em crescimento: fitoquímica e

ensaios farmacológicos

- necessidade de investimento em toxicologia, estudos clínicos,

tecnologia fitofarmacêutica e maior integração das pesquisas

- controle de qualidade e padronização de extratos: necessidade de

modernização e aprimoramento

- estímulo do Governo Federal através de legislações, como o

Programa Nacional de Plantas Medicinais e Fitoterápicos (PNMF)

em 2008

Fonte: compilação de dados não oficiais da ABIFISA


BIOSSÍNTESE DE PRODUTOS NATURAIS

Importância do metabolismo vegetal

- quimiotaxonomia: metabolismo secundário e taxonomia

- síntese orgânica

- elucidação estrutural por métodos espectrométricos

- novas fontes de moléculas bioativas e protótipos

- cultura de tecidos vegetais e biologia molecular

- classificação de substâncias por rotas biossintéticas

- ecologia química: interações planta-planta, planta-insetos, planta-

animais

Conceitos

- biossíntese

- identificação dos intermediários e das enzimas de uma rota

- biogênese

- proposição de uma rota biossintética; é uma suposição

Rota biossintética

A ⇒ precursor

B, C, D ⇒ intermediários (estáveis ou não)

E ⇒ produto final

w, x, y, z ⇒ enzimas ou complexos enzimáticos

A B C D Ew x y z



Enzimas e complexos enzimáticos

- especificidade

- estereoseletividade

- regulação das reações controlada com elevada eficácia

- reações mais comuns:

- condensações C-C

- oxidações

- reduções

- esterificações

- metilações



Condensações (A)

- em laboratório: Grignard, organolítio, ilidas de fósforo, etc.

- in vivo: tioésteres do cofator coenzima A (tipo Claisen e aldólica)

- exemplo de condensação C-C tipo Claisen

SCoA

O

SCoA

O

H

Enz X

ClaisenSCoA

O O

SCoA

O O

SCoA

+ CoASH

- exemplo de condensação aldólica

SCoA

O O

CoAS SCoA

O OOH

SCoA

O

H

Enz X

H +



Condensações (B): via –OPP ou bases de Schiff

- ésteres de pirofosfato ou difosfato (–OPP)

Y R X R Y X

OPP

O P P OH

O O

OH OH

+ +

X = ou OP

OPP=

- condensação via –OPP

- exemplo na biossíntese de terpenóides

OPPOPP

H H

PPO

SR

-OPP

- condensação via bases de Schiff

- exemplo na biossíntese de alcalóides piperidínicos

NH2NH2NH2NH2 O N

H

R

N R

H

+

base de Schiff



Oxidações

- em laboratório: Cr e Mn

- in vivo:

- oxidases, oxigenases, peroxidases, catalases, O21-, O2

2-, O2

- cofatores FAD/FADH2 e citocromo P450

- exemplo de uma seqüência de oxidação biológica:

R R'

HOH

R R'

HH

R R'

OHOH[O] [O]

Reduções

- em laboratório: LiAlH4, NaBH4, lítio, etc.

- in vivo:

- desidrogenases, NADH e NADPH

- exemplo de redução de carbonila a álcool com NADPH:

N

R

HsCONH2

H

N

R

CONH2

R R'

O

R R'

OH

H

H+

R

NADPH NADP

.. +

+



Esterificações

- com ácidos: acético, tíglico, angélico, cinâmico, etc.

Metilações (Alquilações)

- O-, N- e C-metilações: S-adenosil metionina (SAM)

SCH3

N

N

O

OH OH

N

N

NH2

NH2 CO2H

SAM

+

- mecanismo de O-, N- e C-metilação com a SAM:

R OH

NHR

R'

OH

R O CH3

NR

R'

CH3

OH

CH3

SAdenosilCH3

Metionina

SAdenosil

Metionina

..

..

..

+..+

a)

b)

c)

a)

b)

c)

(SAM)

- exemplo de metilação de uma hidroxila fenólica com a SAM

O O

OH

OH O OOH

MeOSAM



Elucidação de rotas biossintéticas

- elucidação da estrutura química de um dado metabólito ⇒

proposição da hipótese biogenética ⇒ comprovação da hipótese

Como?

- experimentos com precursores enriquecidos com isótopos

radioativos

- administração ⇒ isolamento do produto ⇒ purificação ⇒ análise do

teor de radioatividade

- observar: a) se o precursor foi incorporado

b) como e onde foi incorporado

Precursores

- administrar em organismos intactos (plântulas), extratos cell free ou

culturas de tecidos

- usuais: 3H (trítio) e 14C ⇒ partículas β ⇒ detectores de radiação

(por ex. em CLAE)

- outros: 13C, 15N, 18O ⇒ não radioativos ⇒ análise por RMN

- exemplo de experimento com isótopo marcado:

SCoA

O

OO

O

O

OH

OH O

OH

OHOH4x

**

* **

*

* **


METABOLISMO VEGETAL

Metabolismo primário

- plantas verdes: produção de açúcares a partir de CO2

- equação geral: CO2 + H2O ⇒ (CH2)n + O2

- produção de pequenas moléculas especiais: oses (trioses, tetroses,

pentoses, hexoses, etc.), aminoácidos, acetil-CoA, ácidos graxos,

etc.

- produção de macromoléculas especiais: amido, celulose,

polipeptídeos, proteínas, enzimas, DNA/RNA, etc.

- anabolismo e catabolismo

- é universal e essencial, característico de todas as plantas

- esquema geral:

clorofila

+

enzimas

fixação de CO2

NADPH ATP

NADP+ ADP

sol (CH2O)n


METABOLISMO VEGETAL

Metabolismo secundário

- origina-se a partier do metabolismo primário

- produção de micromoléculas ou metabólitos secundários

- produção controlada e catalisada por enzimas e complexos

- número muito baixo de caminhos ou rotas biossintéticas

- ampla diversidade estrutural e inúmeras classes químicas

- não essenciais, porém com utilidade para a planta

- exemplos: alcalóides, flavonóides, terpenóides, policetídeos,

fenilpropanóides, etc.

- certas classes de substâncias são típicas de certos grupos de

vegetais

“As plantas que pertencem ao mesmo gênero, possuem também as

mesmas propriedades; aquelas pertencentes à mesma ordem natural,

também possuem de certo modo as mesmas forças”

(Carl Linnaeus, Suécia, 1707-1778)

- exemplos

- morfina: duas espécies de Papaver (Papaveraceae)

- quinina: gênero Cinchona

- pilocarpina: gênero Pilocarpus

- alcalóides tropânicos: Solanaceae e Erythroxylaceae

- lactonas sesquiterpênicas: Asteraceae

Caminhos, vias ou rotas do metabolismo secundário

- via do acetato, via do chiquimato e via do mevalonato/metileritritol


METABOLISMO PRIMÁRIO VEGETAL

Temas principais

- célula vegetal, mitocôndrias, cloroplastos

- enzimas, cofatores, núcleo prostético

- ADP/ATP, NAD+/NADH, NADP+/NADPH, FAD/FADH, acetil-CoA

- fotossíntese (6 H2O + 6 CO2 � C6H12O6 + 6 O2)

- fases clara (forma NADPH/ATP) e escura (fixa CO2)

- carboxilação da ribulose 1,5-difosfato (fixação de CO2)

- formação de 3-PGA (3-fosfoglicerato)

- formação de glicose

- ciclo das pentoses (ribose e ácidos nucleicos) ou ciclo de Calvin

(ciclo C3)

- ciclo de Hatch-Slack (ciclo C4)

- glicólise

- ciclo dos ácidos tricarboxílicos (Ciclo de Krebs)

- formação de acetil-CoA

- biossíntese de carboidratos, heterosídeos, polissacarídeos

- principais enzimas e suas funções

- principais saídas para o metabolismo secundário


METABOLISMO VEGETAL

Integração entre o metabolismo primário e secundári o

- principais saídas do metabolismo primário

- acetil-CoA

- piruvato e gliceraldeído-3P

- fosfoenolpiruvato (PEP) e eritrose-4P

- aminoácidos alifáticos (ornitina e lisina)

- aminoácidos aromáticos (fenilalanina, tirosina e triptofano)

- acetil-CoA

- forma os ácidos graxos e os policetídeos via condensações

- origina o ácido mevalônico (mevalonato)

- piruvato e gliceraldeído-3P

- formam a 1-desoxi-xilulose-5P e o metileritritol (MEP)

- fosfoenolpiruvato (PEP) e eritrose 4-fosfato

- formam o ácido chiquímico (chiquimato)

- aminoácidos alifáticos

- oriundos do ciclo de Krebs ou do piruvato

- são precursores de alcalóides não aromáticos

- aminoácidos aromáticos

- oriundos da via do chiquimato (chiquimato + PEP)

- são precursores de alcalóides aromáticos

As 3 principais rotas do metabolismo secundário

- rota ou via do acetato (acetil-CoA), do chiquimato e do mevalonato

(MVA) e metileritritol (MEP)


METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL

1ª Via: via do acetato (acetil-CoA)

a) biossíntese de ácidos graxos

CH3 C

O

CoA

CO2

ATP

Acetil-CoA

-OOC CH2 C CoA

O

CH3 C

O

CoA

Acetil-CoA

Malonil-CoA

CH3 C

O

ACPAcetil-ACP

-OOC CH2 C ACP

O

Malonil-ACP

+

CH3 C CH2 C

O O

S ACP

Acetoaceti-ACP

CH3 C CH2 C

H

OH

O

S ACP

CH3 C C C

H O

S ACP

H

CH3(CH2)14COOHC S

O

ACPCH3(CH2)13CH2

ββββ-3-Hidroxibutiril-ACP

Crotonil-ACP

Butiril-ACP

Palmitoil-ACP Ácido palmítico

6 ciclos (+ Malonil-CoA)

NADPH

H2O

NADPH

CO2

CH3 CH2 CH2 C

O

S ACP

NADP

NADP

ADP



1ª Via: via do acetato

b) biossíntese de policetídeos

- condensações aldólica e de Claisen na biossíntesde de

policetídeos: observar as duas possíveis rotas a e b resultantes de

um mesmo precursor e as consecutivas eliminações de moléculas

H2O no processo de aromatização

3

CH3 C

O

SCoA

-OOC CH2 C SCoA

O

1CH3 C CH2

O

C CH2

O

C CH2 C

OO

SCoA

C

CO C

CO

C

CH3

OCH2 C SCoA

O

H2

H2

C

CC

C

C

C

C

O

O

H3C O

O

SCoA

H2H2

H2

+

O

OO

OH3C

OO

O

SCoA

OHH3C

H

OO

O

SCoA

CH3

H

H

H H

H2O-

CH3

OH

O

HO OH

CoASH-

OH

OHHO

OH3C

H2O-3

CO2-3

a b

a

b

CoASH-



2ª Via: via do chiquimato (ácido chiquímico)

a) formação do chiquimato a partir de PEP e eritros e 4P

Enz O

OO

OH

PO

OH

OH

O

H+

OH O

OH

OH

OH

PO O

OH O

O

OH

OH

O

H

H+

OH

CO2OH

OH

O OH

OH

O

CO2

OH

OH

OH

CO2

X PEPeritrose 4P

DAHP

chiquimato

−− −

b) formação da fenilalanina e tirosina a partir do chiquimato e PEP

OH

OH

PO

CO2

PO CO2 O

CO2

OH

PO CO2OP

CO2

O

OH

PO CO2

O

OH

X CO2H

CO2

Enz CO2

O

OH

CO2

2OCO

CO2

OH

2OCNH3

CO2

OH

H

OH

H

CO2

NH3

H

CO2

NH3

CO2

O

R

H+

Enz X

B

chiquimato

PEP

corismato

tirosinafenilalanina

prefenato

−−

−

−−

−

−

−

−−

−

−

−

− − −

+

..

+ +

−

[O]



Via do chiquimato

c) derivados do ácido cinâmico ou derivados C 6C3

- o ácido cinâmico é oriundo da desaminação da fenilalanina pela

enzima fenilalanina amônia liase (PAL);

OH

O

OH

O

NH2

OHOH

O

O

O O

O

O

O

O

O O

OH

OOH

OH

OH

PO

CO2

ác. cinâmico

estilbenos alilfenóis

álcoois cinâmicos

fenóis

chalconas

flavonóides

fenilalanina

cumarinas

xantonas

acetofenonas

ácido benzóico

estirenos

estirilpironas

chiquimato

+ acetil-CoA

−

PAL

- de forma similar, a tirosina também sofre desaminação formando o

ácido p-cumárico

OH

O

OH

OH

O

OHNH2

ácido p-cumáricotirosina



Via do chiquimato

d) derivados do ácido cinâmico: fenilpropanóides ou C6C3 OHO

OHO

OH

OHO

OH

OH

OHO

OH

MeO

OHO

OH

MeO OMe

OH

OH

OH

OH

MeO

OH

OH

MeO OMe

OHO

NH2

OHO

OHOH

CO2HO

OH

OH

O

O

OHOH

O

OH

O

O

O

OH

OMe

OMe

Me3N

fenilalaninaác. cinâmico

ác. p-cumárico ác. cafeico ác. ferúlico ác. sinápico

álcool p-cumárico álcool coniferílico álcool sinapilico

tirosina

PAL

- lignanas (dímeros) e ligninas (polímeros)

- ésteres especiais

ác. clorogênico

sinapina

1-O-cinamoilglicose

+

H



Via do chiquimato

e) lignanas e ligninas: acoplamento oxidativo de fe nóis

OH

OH

OMe

O

OH

OMe

O

OH

OMe

O

OH

OMe

O

OH

OMe.

..

H+

O

OH

OMe

O

OH

MeO

H+

H+

O

O

OH

OH

OMe

OMe

O

OH

OMe

O

OH

OMe

O

OMe

OH

O

OH

OMe

H

O

OMe

OH

OH

OH

OMe

H+

H+

OH

OMe

OH

O

OH

OMe

H+

O

OH

OMe

OH

OH

OMe

OH

12

3

45

6

78

9

-e−-

A B C D

..

..

D + DA + D B + D

8

88

8

8

4

5

5

1

H2O..

..

álcool coniferílico

pinoresinol

álcool desidroconiferílicoguaiacil-glicerol (éter β-coniferílico)



Via do chiquimato e via do acetato

f) biossíntese mista: origem dos flavonóides e deri vados

OH

OH

OH

CO2H

CO2HO

OOH

OH

O

SCoASCoA

O

SCoA

OO

OH

O O

SCoA

O

OO

O

O

SCoA

OO

O O

HH

H

OOH

OH OH

O

OOH

OH O

OOH

OH O

OOH

OH

OH

O

OOH

OH O

OOH

OH

OH

ác. chiquímico ác. cinâmico

3x acetil-CoA

flavona

+ - CoASH

- CoASH

+

chalcona

cinamoil-CoA

- CoASH

flavona flavanona flavonol

diidroflavonolisoflavona

2x

..

(ou p-cumárico)

(ou p-cumaroil-CoA)

1. Esquema geral

2. Esquema detalhado

malonil-CoA



Via do chiquimato e alcalóides

g) fenilalanina e tirosina e os alcalóides aromátic os derivados

NH2

CO2H

OHNH2

CO2H

OHNH2

NH2

NMe

OH

H

OH

H

OOH

NMe

O

HO

MeO

H

Me2NOH

OMe

OH

NHMe

N

NH

H

H H

MeO

MeO

OMe

OMe

OHNH2

OH

efedrina

emetina

morfina

tubocurarina

tirosina

fenilalanina

tiramina

feniletilamina

dopamina

[O]



Via do chiquimato e alcalóides

h) corismato, triptofano e os alcalóides indólicos derivados

CO2

O

OH

CO2-

CO2

NH2

CO2

NH

OPPO

O

OP

O

O

NH

O OH

OP

OH

NH

OP

OH

OH

NH

CO2

NH3

H

N

OO

H

H

H

H

NH

NH

N

H

OH

H

H

MeO2C

NO

NH

NMe

NH

O

N

OH

HOH

O

NH

NH2

corismato antranilato

triptofano

triptamina

estricnina

ergotamina

ioimbina

−

− −

−



3ª Via: via do mevalonato (ácido mevalônico ou MVA) e do

metileritritol (MEP)

- até poucos anos atrás, a única via conhecida para a biossíntese

de unidades C5 ( ) era a via do MVA

- recentemente foi descoberta a via do MEP (ou da 1-desóxi-

xilulose-5P – DXP)

- através destas duas vias é gerada a unidade C5 denominada IPP,

com qual se inicia a biossíntese de todos os terpenóides em

animais, plantas e microrganismos

- aparentemente os animais produzem IPP exclusivamente através

da via do MVA

- já as plantas possuem ambas as vias, a do MVA e a do MEP,

compartimentalizadas em locais diferentes, sendo que a via do MVA

ocorre no citossol e a do MEP nos cloroplastos

- triterpenos (C30) e esteróides (C28, C29 e C30) são originados no

citossol através da via do MVA; os mono (C10), sesqui (C15), di (C20)

e tetraterpenos (C40) são originados nos cloroplastos através da via

do MEP

- entretanto existem exceções e há exemplos em que cada via é

responsável por originar uma parte especifica de uma dada

molécula, havendo assim uma combinação das duas vias

- um exemplo da importância em se saber a origem de cada tipo de

terpeno é o processo de seleção de inibidores enzimáticos, tema

relevante na biossíntese de esteróides em animais



Via do MVA e do MEP

a) Formação das unidades C 5 (IPP e DMAPP) a partir do MVA (via 2x

acetil-CoA)

SCoA

O

SCoA

O

H

Enz X

Claisen SCoA

O O

O SCoA

O OOH

SCoA

O

H

Enz X

Aldol

O OH

O OHO OPP

O OHNADPH ATP

OPP

H HH

+OPP

H+

SR

DMAPPIPP

MVA

−

−−

HGM-CoA

MVA-PP

- CoASH

- CoASH

isopentenil-pirofosfato dimetilalil-pirofosfato

- ocorre em animais e é importante na biossíntese de esteróides

- nas plantas, ocorre no citossol e forma triterpenos e esteróides



Via do MVA e do MEP

b) Formação de unidades C 5 do IPP a partir do MEP

- comparação entre a via do MVA (1) e do MEP (2); observar as

posições dos carbonos marcados (13C) representados por (*)

SCoA

O O

OP

OH

OHO

O

SCoA

O O

OP

OH

OH

O

OH SCoA

O OOH

OH OH

O OH

O OPP

O OH

H

OPP OPP

citidinaOPP

OH OH

OH

citidinaOPP

OH OH

POH+

O

OH OHOH

OH

OH*

[1-13C]-glicose

+*

*piruvatogliceraldeído-3P

(2)

acetil-CoA

AcCoA

-CO2acetoacetil-CoA

AcCoA

HMG-CoA

NADP

MVA

ATP

MVA-PP

-CO2, -H2O

IPP

1-desoxi-xilulose-5P (DXP)

NADPH

4-(citidina-5'-difosfo)-2-C-metil-eritritol (MEP)

2-fosfo-4-(citidina-5'-difosfo)-2-C-metil-eritritol

IPP

*

* *

*

*

*

* *

**

**

*

***

* *

*

**

*

*

(1)

ATP



Via do MVA e do MEP

c) Formação de terpenóides a partir do IPP e DMAPP: ligação cabeça-

cauda

OPP

H H

PPO

OPP

PPO

SR monoterpenos (C10)

sesquiterpenos (C15)

diterpenos (C20)

triterpenos (C30) e esteróides

tetraterpenos (C40) e carotenóidesDMAPP

IPP

cabeça

cauda

Precursores dos principais terpenos

OPP

OPP

OPP

geranil-PP farnesil-PP geranil,geranil-PP

esqualeno

licopeno

IPP IPP

2 x

2 x

Esquema com as interligações do metabolismo vegetal e as três principais vias do metabolismo

secundário

Metabolismo Primário Metabólitos Secundários

fotossíntese

glicólise

fosfoenolpiruvato

piruvato

acetil -CoA (acetato)

ciclo de Krebs

CO2

heterosídeos carboidratos

a.a. aromáticos

a.a. alifáticos

mevalonato + MEP

chiquimato

polissacarídeos

alcalóides

policetídeos

antraquinonas, xantonas

terpenóides esteróides

oses

CO2 O2

Intermediários

proteínas

eritrose-4P

malonil-CoA

fenilpropanóide

carotenóides

malonil-CoA

flavonóides

ác. graxos, eicosanóides


EXEMPLOS DE METABÓLITOS SECUNDÁRIOS

ORIUNDOS DE PLANTAS MEDICINAIS EMPREGADOS

NA TERAPÊUTICA (DROGAS)

Substância Classe química

Planta Ação

ác. salicílico fenol Salix alba L. analgésica artemisinina terpenóide Artemisia annua

L. antimalárica

atropina alcalóide Atropa belladonna L.

anticolinérgica

cânfora terpenóide Cinnamomum camphora (L.) J. Presl.

anestésica local

cocaína alcalóide Erythroxylum coca Lam.

anestésico local

digoxina heterosídeo Digitalis purpurea L.

cardiotônica

efedrina alcalóide Ephedra L. spp simpaticomimética eucaliptol terpenóide Eucalyptus

L’Hér. spp vias respiratórias

eugenol fenil-propanóide

Eugenia caryophyllus (Spreng.) Bullock & S.G.Harrison

analgésica bucal

guaiacol fenol Pinus L. spp expectorante mentol terpenóide Mentha L. spp vasodilatadora

tópica podofilotoxina lignana Podophyllum

peltatum L. antimitótica

quinina alcalóide Cinchona L. spp antimalárica


EXEMPLOS DE SUBSTÂNCIAS ORIUNDAS

DE PLANTAS COM INTERESSE FARMACÊUTICO

Substância Classe

química

Planta Usos

agar-agar polissacarídeo Gelidium

cartilagineum

(L.) Gaillaird*

ag. suspensor

bixina carotenóide Bixa orellana L. corante

limoneno terpenóide Cymbopogon

citratus Stapf.

edulcorante

pectina polissacarídeo Citrus L. spp ag. suspensor

α-pineno terpenóide Pinus L. spp odorizante

vanilina fenol Vanilla

planifolia

Andrews

flavorizante

* alga vermelha


EXEMPLOS DE SUBSTÂNCIAS ISOLADAS DE

ANIMAIS, INSETOS E MICRORGANISMOS COM

INTERESSE FARMACÊUTICO

Substância Classe

química

Origem Usos

almíscar lipídeos Moschus

moschiferus

L. (cervo)

perfumaria

bufanolidos heterosídeos Bufo spp

(sapos)

medicamento

cardiotônico

cêras mistura de

lipídeos

Apis mellifera

L. (abelha)

cosmética

ergotamina alcalóide Claviceps

purpurea (Fr.)

Tul. (fungo)

obstetrícia

estreptomicina antibiótico

aminoglicosídico

Streptomyces

spp (fungos)

antibiótico

lanolina lipídeos Ovis aries L.

(carneiro)

cosmética

penicilina G antibiótico

β-lactâmico

Penicillium

spp (fungo)

antibiótico

própolis mistura de fenóis Apis mellifera

L. (abelha)

agente

antimicrobiano


EXEMPLOS DE PLANTAS COM AÇÃO TÓXICA E

SEUS CONSTITUINTES QUÍMICOS

Nome popular Nome científico

Classe química

Ação

antúrio Anthurium andraeanum Linden

rafídeos (oxalato de Ca2+)

irritante de mucosas

caapi Banisteriopsis caapi (Spruce ex Griseb.) C.V.Morton

alcalóides alucinógena

chapéu-de-napoleão

Thevetia peruviana K. Schum.

cardiotônicos neurológica, gastrintestinal

comigo-ninguém-pode

Dieffenbachia picta Schott

rafídeos (oxalato de Ca2+)

irritante de mucosas

coroa-de-cristo Euphorbia milii Desmoul.

ésteres do forbol (látex)

gastrintestinal

couve-do-mato Nicotiana glauca Graham

alcalóides neurológica, gastrintestinal

espirradeira Nerium oleander L.

cardiotônicos neurológica, gastrintestinal

madioca-brava Manihot Mill. spp

glicosídeos cianogenéticos

gastrintestinal

mamona Ricinus communis L.

proteína (ricina) gastrintestinal

peiote Lophophora williamsii J.M. Coult.

alcalóides alucinação

trombeteira Datura suaveolens Humb. & Bonpl. ex Willd.

alcalóides anticolinérgica


CUIDADO COM NOMES POPULARES

Boldo

- Peumus boldus Molina (Monimiaceae)

- Coleus barbatus (Andrews) Benth. (Lamiaceae)

- Vernonia condensata Baker (Asteraceae)

Erva-cidreira

- Melissa officinalis L. (Lamiaceae)

- Cymbopogon citratus (DC.) Stapf. (Poaceae)

- Lippia alba (Mill.) N.E. Br. ex Britton & P. Wilson (Verbenaceae)

Arnica

- Arnica montana L. (Asteraceae)

- Lychnophora salicifolia Mart. (Asteraceae)

- Solidago microglossa DC. (Asteraceae)

Alecrim

- Rosmarinus officinalis L. (Lamiaceae)

- Lippia microphylla Cham. (Verbenaceae)

- Lippia sidoides Cham. (Verbenaceae)

Cymbopogon citratus (DC.) Stapf. (Poaceae)

- erva-cidreira, capim-limão, capim-santo, capim-cidreira, capim-

cheiroso, patchuli-falso, capim-cidrilho, capim-cidró, vacapé,

vervina, capim-marinho, “lemongrass”, etc.


CUIDADO COM NOMES POPULARES

Atropa belladonna L. (Solanaceae)

- beladona, deadly nightshade, belladone, Tollkirsche

Cinnamomum zeylanicum Blume (Lauraceae)

- canela, cinnamon, cannelier, Zimt

Foeniculum vulgare Mill. (Apiaceae)

- erva-doce, fennel, fenoil doux, Fenchel

Hypericum perforatum L. (Hypericaceae)

- erva-de-são-joão, St. John’s wort, millepertuis perforé,

Johanniskraut

Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M. Perry (Myrtaceae)

- cravo-da-índia, clove, giroflier, Gewürznelkenbaum

Taraxacum officinale L. (Asteraceae)

- dente-de-leão, dendelion, pissenlit, Löwenzahn

???????

- taperabá, envirataia, imbiriba, pocoró, sucuúba, tiborna,

marapuana, muçambê, cicantá-iuá, fedegoso, mofumbo,

bacuruzinho


NORMAS DE NOMENCLATURA BOTÂNICA

International Code of Botanical Nomenclature (Saint Louis Code)

- desenvolvidas por Carl Linnaeus (séc. XIII, Suécia)

- Binômio em latim:

1o nome = Gênero (1a letra em maiúsculo) 2o nome = espécie (minúsculo) gênero espécie Matricaria chamomilla L. (Asteraceae)

classificador família

Abreviaturas Famílias com dois nomes

Variedade = var. Brassicaceae = Cruciferae*

Subgênero = subg. Compositae = Asteraceae*

Subespécie = subsp. Gramineae = Poaceae*

Sinonímia = sin. Labiatae = Lamiaceae*

Híbrido = x Umbelliferae = Apiaceae*

*mais moderno e recomendado

Exemplos

Prunus amygdalus var. amara (Duhamel) Focke (Rosaceae)

Tanacetum parthenium (L.) Sch. Bip. (Asteraceae)

Mentha x piperita var. officinalis Sole (Lamiaceae)

Exemplos de classificadores: nomes abreviados por c onvenção

- L. = Lineu (Linnaeus); Mill. = Philip Miller; Benth. = George Bentham;

Schultz-Bip. = Carl Heinrich Schultz dit Bipontinus; Batsch = August

Johann Georg Karl Batsch; DC. = Augustin Pyramus de Candolle

Fonte oficial

http://www.tropicos.org; http://www.ipni.org/ipni/


OBJETIVOS


OBJETIVOS DA FARMACOGNOSIA

Estudo de fármacos de origem vegetal, animal e de

microrganismos

Finalidade

- estudo dos fármacos mais importantes de acordo com os diferentes

grupos químicos de seus metabólitos secundários (alcalóides,

terpenóides, flavonóides, etc.);

Importância

- terapêutica, fitoterapia, cosmetologia, farmacotécnica, indústria de

medicamentos, de alimentos e de fitoterápicos, farmácias de

dispensação e de manipulação, ecologia, etc.;

Conceitos envolvidos

- descrição de drogas, farmacobotânica, cultivo, colheita, secagem,

determinação de seus constituintes químicos, prova de identidade,

controle de qualidade, ação farmacológica, efeitos adversos e usos

diversos.


CULTIVO E COLHEITA DE

PLANTAS MEDICINAIS


PLANTAS MEDICINAIS ⇒⇒⇒⇒ FITOTERÁPICO

Etapas de transformações (da planta ao medicamento)

- Cultivo

- otimização das condições

- Colheita

- técnicas de cultivo e determinação da época ideal

- Seleção e desinfecção

- eliminação de microrganismos, matéria estranha, etc.

- Estabilização e secagem

- inativação de enzimas; eliminação de água

- Conservação e estocagem

- abrigo de calor, luz, insetos, fungos

- Divisão

- moagem (pulverização ou cominuição)

- Preparo de extratos

- extratos padronizados, macerados, percolados, etc.

- Controle de qualidade

- determinação de alterações, adulterações e falsificações

- análises qualitativa, semi-quantitativa e quantitativa

- Obtenção de formas farmacêuticas

- extratos secos, comprimidos, cápsulas, drágeas, etc.


LOCAIS DE MAIOR CONCENTRAÇÃO DE PRINCÍPIOS

ATIVOS

Alguns exemplos

- específicos para cada droga:

- folhas: beladona, jaborandi, boldo, dedaleira

- flores: camomila, calêndula, arnica

- botões florais: cravo-da-índia

- raízes: ginseng, valeriana, ipeca

- rizomas: gengibre, ruibarbo

- cascas: canela, barbatimão, quina, cáscara sagrada

- caules: carqueja

- frutos: papoula, erva-doce, anis, coentro

- sementes: guaraná, noz moscada, noz vômica, cacau

- resinas: pinheiro, incenso, bálsamo-de-tolu, copaíba

- óleo essencial: hortelã, alfazema, rosa, tomilho


CULTIVO DE PLANTAS MEDICINAIS

Precauções

- selecionar hábito: ervas, arbustos, árvores, trepadeiras

- identificação das espécies

- selecionar fonte de sementes e/ou mudas

- contatar agrônomo

- observar peculiaridades de cada espécie

- utilizar material local

- verificar local de plantio (clima, altitude, fonte de H2O, luz, solo, etc.)

- transplantes

- irrigação

- adubação

- controle de pragas

- podas

Tipos de cultura

- sexuada (semeadura)

- sementeiras, bandejas

- ciclo mais longo

- pode ocorrer dormência

- assexuada (estruturas vegetativas)

- viveiros

- estaquias, rizomas, bulbos, touceiras


CULTIVO DE PLANTAS MEDICINAIS

Vantagens

- menor custo do que extrativismo

- possibilidade de utilizar grandes áreas de cultivo

- preservação de espécies nativas

- uniformidade (seleção genética)

- controle do desenvolvimento

- facilidade de acesso

- facilidade para transporte a outros centros

- facilidade de dispor de mão-de-obra

- possibilidade de mecanização

- estocagem pode ser feita no local

- abandono de extrativismo

- preservação da flora


SEMENTEIRAS

A - fundo inclinado com canal de drenagem

B - camada de pedras grossas

C - camada de pedras finas

D - camada de terra adubada


TRANSPLANTE

remoção de mudas destinadas ao transplante


CULTURA ASSEXUADA

- reprodução vegetativa -

pedaço de rizoma destinado ao plantio (muda)


FATORES QUE EXERCEM INFLUÊNCIA SOBRE O

METABOLISMO SECUNDÁRIO

Influência quali e quantitativa na concentração de

metabólitos secundários

Fatores hereditários

- híbridos, variedades, raças químicas, mutações

Fatores ontogênicos

- época do ano, idade da planta, estágio de desenvolvimento do

vegetal, hora do dia

Fatores ambientais

- solo, clima, temperatura, fotoperíodo, altitude, latitude,

disponibilidade híbrida, flora local, interações ecológicas, método de

cultivo

Artigo de Revisão

L. Gobbo-Neto, N.P. Lopes. 2007. Plantas medicinais: fatores de influência

no conteúdo de metabólitos secundários. Quím. Nova, v. 30, pp. 374-381.


FATORES HEREDITÁRIOS

Híbridos

- combinação de uma variedade de caracteres desejáveis dos pais

- pode ocasionalmente haver a produção de caracteres desejáveis

não encontrados nos pais

Exemplos

- Mentha x piperita L. (hortelã-pimenta)

- hibridização entre M. spicata L. e M. aquatica L.

- maior contribuição de M. aquatica L.

- híbrido: elevados teores de mentofurano

- Datura ferox L. x D. stramonium L.

- D. ferox L.: elevados teores de hioscina/meteloidina

- D. stramonium L.: elevados teores de hioscina/hiosciamina

- híbrido: elevados teores de hioscina (escopolamina)


FATORES HEREDITÁRIOS

Raças químicas

- populações com composição quimicamente distinta dentro de uma

mesma espécie

- fenótipo similar e genótipo diferente

- aparência externa idêntica e constituição química diferente

Exemplo

- espécie: Tanacetum vulgare L. (catinga-de-mulata)

- raças químicas vs. composição do óleo essencial

Raça Composição do óleo essencial (%)

I acetato de trans-crisantenil (78,3); germacreno D (1,7); α-

pineno (0,8); eugenol (0,7); terpinen-4-ol (0,4); p-cimeno

(0,4)

II β-tuiona (71,3); germacreno D (12,6); α-tuiona (2,5); 1,8-

cineol (0,8); eugenol (0,8); α-copaeno (0,6)

III cânfora (25,6); β-tuiona (16,4); germacreno D (5,9); α-tuiona

(4,4); sabineno (3,7); canfeno (2,4); α-pineno (1,3)

IV β-tuiona (97,9); α-tuiona (1,4); 1,8-cineol (0,5); restante =

traços


FATORES ONTOGÊNICOS

Estações do ano

- variações durante as estações

- ex.: Vanilla planifolia Andrews (baunilha): final do verão/início do

outono: teores elevados de vanilina

Idade da planta

- observar época ideal para coleta

- ex.: Pfaffia paniculata Kuntze (ginseng brasileiro): ± 5 anos para

coleta das raízes (ácido pfáfico)

Estágio de desenvolvimento da planta

- ex. Cannabis sativa L.

- sementes jovens: altos teores de canabicromeno

- sementes adultas: altos teores de ∆9-THC

Hora do dia (ciclo circadiano)

- ex.: Papaver somniferum L. (dormideira – alcalóides do ópio) e

Conium maculatum L. (cicuta)

- variações nos teores de alcalóides


ESTABILIZAÇÃO, SECAGEM ,

DIVISÃO, CONSERVAÇÃO E

ESTOCAGEM E PREPARO DE

EXTRATOS


ESTABILIZAÇÃO E SECAGEM

Estabilização

- destruição/inativação enzimática

- processos drásticos: calor úmido, álcool, luz UV

Secagem

- elimina H2O (peculiar para cada planta/cada parte)

- facilita conservação

- diminuição de volume

- evita ação enzimáticas nos metabólitos

- evita proliferação de fungos (mofo)

Tipos de secagem

- lenta

- temperaturas mais baixas

- uso de calor natural

- ótimo em locais com clima quente e seco

- favorece ação enzimática

- favorece hidrólise de heterosídeos

- rápida

- temperaturas mais elevadas

- emprego de estufas com controle de temperatura

- ótimo em locais frios e úmidos

- não favorece ação enzimática

- preserva heterosídeos íntegros


ESTABILIZAÇÃO

aparelho de estabilização (seg. Perrot e Goris)


SECAGEM

secagem em bandejas com pés (seg. Von Hertwig)


SECAGEM

secador de alvenaria (seg. Von Hertwig)

secadores solares (seg. Von Hertwig)


SECAGEM

estrutura de secagem com bandejas removíveis


SECAGEM

secagem de flores (sumidades floridas)


DIVISÃO E REDUÇÃO

Finalidades

- redução de volume

- facilidade de extração com solventes

Precauções

- acelera processos oxidativos

- pode haver perda de substâncias voláteis

- facilita absorção de umidade

Aparelhagem: moinhos especiais

- facas: material fibroso

- martelos: mais utilizado (intermediário)

- rolos: material mole

- atrito

- energia fluida



Tipo de

moinho

Ação Granulometria

(Mesh)

Uso

facas corte 20 - 80 material fibroso

martelos impacto 4 - 325 todos os materiais

rolos pressão 20 - 200 materiais moles

atrito atrito 20 - 200 materiais moles/fibr.

energia

fluida

misto 1 - 30µ materiais

moles/aderentes



- processo de divisão -


CONSERVAÇÃO E ESTOCAGEM

Observar o tempo de estocagem do material

- drogas resistentes: cascas, caules, rizomas, raízes

- drogas não resistentes: folhas e flores

Evitar

- luz, calor, umidade, poeira

- ataques: pragas, fungos, insetos

- reabsorção de água: favorece bolor

Cuidados

- não pressionar material

- usar embalagens adequadas: sacos, caixas, frascos, latas

- renovar embalagens periodicamente

- manter o local arejado e limpo


PREPARO DE EXTRATOS

Finalidade

- extração dos metabólitos desejados

Observar as características dos metabólitos

- estado físico (sólido, líquido ou volátil)

- polaridade (alta, média, baixa) e caráter (neutro, ácido, básico)

Tipos de extratos

- sem solvente

- espressão ou destilação

- com solvente

- arraste a vapor: p/ substâncias voláteis

- maceração (T.A. ou a quente): contato da droga com

solvente

- Soxhlet: extração contínua a quente

- decocção: cozimento com água até ebulição

- infusão: filtração com água quente

- percolação: uso de percoladores; controle de tempo,

massa da droga e volume de solvente

- extratos padronizados: fluidos, moles, firmes, secos,

tinturas, etc. (literatura oficial - Farmacopéias)


PREPARO DE EXTRATOS

Equação de Noyes-Whitney (1897)

- a taxa de dissolução de sólidos é relacionada às suas propriedades

e às do meio de dissolução

L

CCsDA

dt

dW )( −= , onde:

=dt

dW taxa de dissolução

A = área da superfície da partícula do sólido

C = concentração do sólido no meio

Cs = concentração do sólido na camada de difusão que o circunda (=

solubilidade)

D = coeficiente de difusão

L = espessura da camada de difusão

- se diminui tamanho da partícula, aumenta a área A

- se aumenta A, aumenta a taxa de dissolução dt

dW

- equação empregada em tecnologia farmacêutica e sistemas de

biodisponibilidade


PREPARO DE EXTRATOS

Extratos padronizados (farmacopeicos*)

- tinturas, tinturas-mãe, percolados, alcoolaturas, elixires, sucos, etc.

- extratos fluidos, extratos moles, extratos secos, etc.

Filtração

- com ou sem pressão reduzida (separação do líquido do pó)

Concentração

- sob pressão reduzida

Secagem

- sob pressão reduzida ou liofilização

* extratos cuja metodologia de preparação é encontrada em farmacopéias


PREPARO DE EXTRATOS

Tipos de extratos

- alcoolatos ou alcoolaturas

- preparados de plantas frescas, excepcionalmente de plantas secas

ou de drogas, por maceração em temperatura ambiente com etanol; essa

metodologia de preparação é geralmente usada para matérias-primas

vegetais em que os constituintes a se extrair podem ser perdidos ou

degradados em operação de secagem ou concentração

- tinturas

- definidas como soluções extrativas preparadas na temperatura

ambiente por maceração ou percolação; o líquido extrator pode ser álcool,

misturas hidroalcoólicas, éter ou acetona; podem ser preparadas a partir

da planta ou a partir de extratos de planta (fazendo-se a diluição destes)

de modo que a proporção de droga/ líquido extrator deve ser de 1:2 até

1:10; por exemplo, em uma tintura 1:10, 10 mL de tintura devem

corresponder aos componentes solúveis de 1 g de droga seca; podem ser

simples (preparada com uma matéria-prima vegetal) ou compostas

(preparada com mais de uma matéria-prima vegetal);

- elixires

- preparações líquidas, límpidas, hidroalcoólicas, apresentando teor

etanólico na faixa de 20 a 50% (v/v); são preparadas por dissolução ou

diluição simples de extratos secos ou concentrados;


PREPARO DE EXTRATOS

Tipos de extratos

- extratos aquosos

- preparados somente com água para uso imediato;

- extratos fluidos ( Extracta fluida )

- diferenciam-se das tinturas por serem mais concentrados; cada mL

de extrato fluido deve conter 1 g da droga (1:1), ou seja, uma parte do

extrato, em massa ou volume, corresponde a uma parte, em massa, da

droga seca, utilizada na sua preparação. Se necessário, os extratos fluidos

podem ser padronizados, em termos de concentração do solvente, teor de

constituintes ou resíduo seco. Se necessário, podem ser adicionados de

conservantes inibidores do crescimento microbiano.

- extratos moles ( Extracta spissa )

- preparações de consistência pastosa obtidos por evaporação

parcial do solvente utilizado na sua preparação. São obtidos utilizando-se

como solvente unicamente etanol, água ou misturas etanol/água na

proporção adequada. Apresentam, no mínimo, 70% de resíduo seco (p/p).

Os extratos moles podem ser adicionados de conservantes para inibir o

crescimento microbiano.


PREPARO DE EXTRATOS

Tipos de extratos

- extratos secos ( Extracta sicca )

- preparações sólidas obtidas pela evaporação do solvente utilizado

na sua preparação. Apresentam, no mínimo, 95% de resíduo seco,

calculados como percentagem de massa. Os extratos secos podem ser

adicionados de materiais inertes adequados.

- têm o teor de seus constituintes ajustado pela adição de materiais

inertes adequados ou pela adição de extratos secos obtidos com a mesma

droga utilizada na preparação.

- xaropes

soluções aquosas que apresentam alta concentração de sacarose,

normalmente superiores a 40% (m/v); podem ser obtidos de várias maneiras:

por dissolução de extratos líquidos ou concentrados, maceração ou

percolação, a frio ou a quente, pela reconstituição de pós ou granulados

obtidos pela secagem de extratos vegetais líquidos sobre sacarose; o líquido

extrator é o xarope simples, podendo-se utilizar alguns adjuvantes como

glicose para reduzir a cristalização de sacarose, sacarose ou derivados da

celulose como espessantes.


PREPARO DE EXTRATOS

Formulário de Fitoterápicos da Farmacopeia Brasilei ra, 1a

edição (ANVISA, 2011 )

- formulações reconhecidas como farmacopeicas, podendo ser

manipuladas de modo a estabelecer um estoque mínimo em farmácias de

manipulação e farmácias vivas. Essas são estabelecimentos instituídos

pela Portaria 886 de 20 de abril de 2010 para manipular exclusivamente

plantas medicinais e fitoterápicos;

- estão registradas informações sobre a forma correta de preparo e

as indicações e restrições de uso de cada espécie, sendo os requisitos de

qualidade definidos nas normas específicas para farmácia de manipulação

e farmácias vivas

- inclui preparações extemporâneas, tinturas, géis, pomadas, bases

farmacêuticas, cremes, um xarope, um sabonete e uma solução auxiliar de

espécies medicinais nativas e exóticas

- padrão das formulações: Nome Científico, Sinonímia, Nomenclatura

Popular, Fórmula, Orientações Para o Preparo, Advertências, Indicações e

Modo de Usar


CONTROLE DE QUALIDADE

DE DROGAS VEGETAIS,

PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS

E DE FITOTERÁPICOS


CONTROLE DE QUALIDADE OU

ANÁLISE FARMACOGNÓSTICA

ALTERAÇÕES, ADULTERAÇÕES E FALSIFICAÇÕES

RDC 14/10: para o registro do fitoterápico, deve co nstar

relatório de controle de qualidade contendo laudo d e análise

da droga vegetal, do derivado vegetal e do produto acabado

Alteração

- estado diferente de conservação da droga

- não houve manipulação artificial sobre a droga

- pode trazer ou não conseqüências para as propriedades

farmacológicas

- geralmente deterioração ou ataque de insetos ou microrganismos

Adulteração

- presença de material estranho (nocivo ou não à saúde)

- há diminuição da concentração de princípios ativos

- geralmente é ação voluntária (melhoria de aspecto)

Falsificação

- troca voluntária de uma droga por outra (imitação)


CONTROLE DE QUALIDADE

Exemplos de adulterações

- óleo essencial de limão ( Citrus L. spp, Rutaceae) - extração por arraste a vapor: ± 94% de limoneno

- adulteração com óleo de terebintina (pineno) e adição de óleo de

capim-limão (citral)

- gengibre ( Zingiber officinale Roscoe, Zingiberaceae)

- adição de gengibre “usado”

- compensação do sabor picante com adição de pimenta

- ópio (látex dos frutos imaturos de Papaver somniferum L.,

Papaveraceae)

- adição de cápsulas de papoula em pó, gomas, frutos doces, argila

- dedaleira ( Digitalis purpurea L., D. lanata Ehrh., Scrophulariaceae)

- adição de folhas de confrei (Symphytum officinale L.), muito

semelhantes

- jaborandi ( Pilocarpus jaborandi Holmes, P. microphyllus Stapf,

Rutaceae)

- comercialização do extrato sem pilocarpina


FARMACOPÉIAS NO BRASIL

- Farmacopéia Brasileira

- página da internet: www.anvisa.gov.br/farmacopeiabrasileira/index.htm

- código oficial farmacêutico do país

- estabelece requisitos de qualidade para medicamentos

- elaborada por uma comissão nomeada pela ANVISA

Monografias de drogas vegetais

- 1a Ed., 1929: aprox. 200 monografias

- 2a Ed., 1959: 37 monografias

- 3a Ed., 1976: nenhuma monografia!

- 4a Ed., Parte I, 1988 (generalidades e métodos de análise)

- 4a Ed., Parte II, 1996-2005 (6 fascículos): 45 monografias

- 5ª Ed., 2010, vol. I e vol. II

Farm. Bras. 4 a ed., Parte II (6 fascículos e 45 monografias)

- 1º fascículo: 1996, 10 monografias






Farm. Bras. 4 a e 5ª Ed.: “Métodos de Farmacognosia”

- seção especial de controle de qualidade de drogas vegetais

Farm. Bras. 5ª Ed., vol II: “Monografias”


MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA (FARM. BRAS. V)

A. EXAME VISUAL E INSPEÇÃO MICROSCÓPICA

1. Exame Visual, Odor e Sabor

2. Preparação do Material Para Análise Microscópica

B. MÉTODOS DE ANÁLISE DE DROGAS VEGETAIS

1. Amostragem

2. Determinação de Matéria Estranha

3. Determinação de Água em Drogas Vegetais

4. Determinação de Cinzas Totais

5. Determinação de Cinzas Insolúveis em Ácido

6. Determinação de Cinzas Sulfatadas

7. Determinação de Óleos Voláteis em Drogas Vegetais

8. Determinação de Óleos Fixos

9. Determinação de 1,8-Cineol em Óleos Essenciais

10. Determinação do Índice de Espuma

11. Determinação de Substâncias Extraíveis por Álcool (Extrato Alcoólico)

12. Determinação do Índice de Amargor

13. Determinação da Atividade Hemolítica

14. Determinação do Índice de Intumescência

C. MÉTODOS DE PREPARAÇÃO E ANÁLISE DE EXTRATOS

VEGETAIS

1. Métodos de Preparação de Extratos Vegetais

2. Métodos de Análise de Extratos Vegetais


MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA

Amostragem Os procedimentos de amostragem especificados levam em

consideração três aspectos:

(a) número de embalagens que contêm a droga;

(b) grau de divisão da droga;

(c) quantidade de droga disponível.

Número de Embalagens

Examinar a integridade dos recipientes de embalagem e a natureza

da droga neles contida. Havendo homogeneidade, recolher amostras

conforme especificado.

Grau de Divisão e Quantidade de Droga

- dimensões inferiores a 1 cm ou material finamente fragmentado ou

pulverizado: empregar aparelho de amostragem

- dimensões superiores a 1 cm: proceder à amostragem manual

- quantidades até 100 kg: a amostra deve constituir-se de, no

mínimo, 500 g

- mais de 100 kg: proceder à amostragem seguida de seleção por

quarteamento

Quarteamento

Distribuir a droga sobre área quadrada, em quatro partes iguais. Com

a mão distribuir a droga sobre a área de modo homogêneo e rejeitar as

porções contidas em dois quadrados opostos, em uma das diagonais do

quadrado. Juntar as duas porções restantes e repetir o processo.



Determinação de matéria estranha

Os fármacos vegetais são isentos de fungos, de insetos e de outras

contaminações de origem animal. Salvo indicação em contrário, a

porcentagem de elementos estranhos não deve ser superior a 2% m/m.

Matéria estranha à droga é classificada em três tipos:

a) partes do(s) organismo(s) dos quais a droga deriva, excetuados

aqueles incluídos na definição e descrição da droga, acima do

limite de tolerância especificada na monografia;

b) quaisquer organismos, porções ou produtos de organismos além

daqueles especificados na definição e descrição da droga;

c) impurezas de natureza mineral ou orgânica, não-inerentes à

droga.

Determinar a quantidade de amostra a ser submetida ao ensaio

conforme especificado a seguir.

- Raízes, rizomas, cascas, planta inteira e partes aéreas: 500 g;

- folhas, inflorescências, sementes e frutos: 250 g;

- materiais particulados ou fracionados (peso médio

inferior a 0,5 g/componente): 50 g;

- pós: 25 g

Colher, por quarteamento, a quantidade de amostra especificada, a

partir da amostra obtida, segundo o procedimento descrito anteriormente,

e espalhá-la em camada fina sobre a superfície plana. Separar,

manualmente os materiais estranhos à droga, inicialmente a olho nu e, em

seguida, com auxílio de lente de aumento (cinco a dez vezes). Pesar o

material separado e determinar sua porcentagem com base no peso da

amostra submetida ao ensaio.



Determinação de água

- métodos:

a) gravimétrico (dessecação): tecnicamente mais simples e rápido,

não é aplicável quando a droga contém substâncias voláteis

além de água. Calcula-se a porcentagem de água em relação à

droga seca ao ar, utilizando a equação:

Pu - Ps x 100

Pa

b) azeotrópico (destilação com tolueno)

(c) volumétrico (Karl Fischer)

(b) e (c) requerem equipamentos especiais e compreendem técnicas

mais complexas.

Pa = peso da amostra

Pu = peso do pesa-filtro contendo a

amostra antes da dessecação

Ps = peso do pesa-filtro contendo a

amosra após a dessecação



Determinação de cinzas totais

- incluem cinzas fisiológicas e cinzas não fisiológicas

Determinação de cinzas insolúveis em ácido

- resíduo obtido na fervura de cinzas totais, ou sulfatadas com

ácido clorídrico diluído após filtragem; lavagem e incineração. O

método destina-se à determinação de sílica e constituintes

silícicos da droga

Determinação de cinzas sulfatadas

- colocar a droga em cadinho previamente tarado, umedecer com ácido

sulfúrico concentrado, carbonizar em bico de Bunsen e incinerar



Determinação de óleos voláteis em drogas vegetais

- o teor de óleos essenciais em drogas é determinado pelo

processo de destilação por arraste de vapor em equipamento

especial.

Determinação de óleos fixos

- baseia-se na sua extração por solvente que, depois de evaporado,

deixa como resíduo o óleo cuja quantidade é determinada por

pesagem

Determinação de 1,8-Cineol em Óleos Essenciais

- a determinação de cineol compreende a determinação da

temperatura de congelamento (criometria) do composto de

combinação molecular entre cineol e o-cresol-cresineol. O método

é empregado na dosagem de cineol em essências de eucalipto

(Eucalyptus spp, Myrtaceae) e niaouli (Melaleuca quinquenervia

Cav., Myrtaceae), ricos nesta substância.



Determinação do índice de espuma

- o índice de espuma é calculado, utilizando-se a equação:

IE = 1000

a

Determinação de substâncias extraíveis por álcool ( extrato

alcoólico)

- método A: extração por Soxhlet - determinado pelo cálculo do teor

de substâncias extraíveis por etanol pela diferença entre o peso

da amostra e o peso do resíduo seco

- método B: extração a quente – determinado pela porcentagem de

materiais extraídos em mg/g de material seco

- método C: extração a frio – determinado pela porcentagem de

materiais extraídos em mg/g de material vegetal seco

IE = índice de espuma

a = volume (mL) do decocto usado para a

preparação da diluição no tubo onde a

espuma foi observada.



Determinação de índice de amargor

- determinado pela comparação da concentração limiar de amargor de

um extrato com a de uma solução diluída de cloridrato de quinina; o

valor é expresso em termos de unidades equivalentes a uma solução

de cloridrato de quinina a 0,05% (p/v);

- para a extração dos materiais vegetais e para a lavagem da boca

depois de cada degustação, deve-se utilizar água potável como

veículo. A dureza da água raramente tem influência significativa

sobre o amargor.

- a sensibilidade ao amargor pode variar de indivíduo para indivíduo ou

mesmo no indivíduo em situações diferentes (fadiga, fumo, ingestão

de alimentos); portanto, a determinação da concentração do limiar de

amargor do deve ser feita pela mesma pessoa, dentro de um curto

espaço de tempo; a sensação de amargor não é percebida por toda a

superfície da língua, mas é restrita às partes superior e lateral da

base da língua; a determinação da concentração limiar da solução

requer treinamento do analista; o índice de amargor é determinado

pela equação:

V = 2000 x c

a x b

V = valor do amargor em unidades/g

a = quantidade de material, em mg/mL, na ST

(Solução Estoque do material a ser testado)

b = volume de ST em ml/10mL da diluição da

concentração limiar do amargor

c = quantidade de cloridrato de quinina, em

mg/10mL, da diluição da concentração limiar de

amargor



Determinação da atividade hemolítica

- atividade hemolítica de extratos vegetais, ou de uma preparação

contendo saponinas, é determinada por comparação com a

atividade de uma referência de saponina com atividade hemolítica

de 1000 unidades por grama; uma suspensão de eritrócitos é

misturada com volumes iguais de uma diluição em série do

extrato; a menor concentração a provocar hemólise completa é

determinada após deixar o sistema em repouso por um período

específico de tempo; um teste similar é feito simultaneamente com

solução de referência de saponina; a atividade hemolítica é

calculada pela equação:

AH = 1000 x a

b

AH = atividade hemolítica

1000 = atividade hemolítica da saponina, em

relação ao sangue bovino

a = quantidade de saponina em gramas

b = quantidade de material vegetal em gramas



Determinação do índice de intumescência

- o índice de intumescência ou índice de intumescimento é a

medida do volume ocupado pelo intumescimento de 1 g da droga,

pela adição de água ou outro agente intumescente, sob condições

definidas; o cálculo do valor médio obtido a partir das várias

determinações realizadas, utilizando-se a fórmula:

IT = VF - VI

IT = índice de intumescência

VF = volume final da droga

VI = volume inicial


Aquisição da matéria-prima

Amostragem

Testes Qualitativos

Ensaios da Qualidade

Testes Quantitativos e

Semi-quantitativos

Autenticidade Pureza e

Integridade Gerais Específicos

Identificação Botânica

- Macroscópica

- Microscópica

Material estranho

- partes da planta

- pedras, areia

- sujidades

- Umidade

- Cinzas Totais

- Cinzas Insolúveis

- Constituintes indesejados

- Material extraível

- Rendimento

- Agrotóxicos

- Pesticidas

Doseamento de grupos

característicos:

- Flavonóides Totais

- Alcalóides Totais

- Taninos Totais

- Teor de óleo essencial

- Atividade hemolítica

- Índice intumescimento

Identificação

dos constituintes

químicos característicos

- CCD

- Colorimetria

- Precipitação

Doseamento do

marcador:

Exemplos:

- Cumarina em guaco

- 1,8-cineol em eucalipto

- Boldina em boldo

- Aescina em castanha-

da-índia

Análise organoléptica

- Aspecto

- Cor

- Odor

- Sabor

Fluxograma das técnicas analíticas para o controle de qualidade de plantas

medicinais


LEGISLAÇÃO

D.O.U. - Diário Oficial da União; Poder Executivo, DOU Nº 63, 5 de abril de 2010

MINISTÉRIO DA SAÚDE

ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Sanitária

Resolução RDC nº 14, de 31 de março de 2010

Dispõe sobre o registro de medicamentos fitoterápic os

CAPÍTULO I

DAS DISPOSIÇÕES INICIAIS

Seção I

Objetivo

Art. 1° Esta Resolução possui o objetivo de estabel ecer os

requisitos mínimos para o registro de medicamentos fitoterápicos


LEGISLAÇÃO


Seção II

Definições

Art. 2º Para efeito desta Resolução são adotadas as

seguintes definições:

I - algas

II - CBPFC: Certificado de Boas Práticas de Fabricação e Controle

III - derivado vegetal

IV - doença de baixa gravidade

V - droga vegetal

VI - espécie

VII - estudo etno-orientado

VIII - excipiente

IX - fitocomplexo

X - fungos multicelulares

XI - marcador

XII - matéria-prima vegetal

XIII - nomenclatura botânica

XIV - nomenclatura botânica completa

XV - perfil cromatográfico

XVI - planta medicinal

XVII - prospecção fitoquímica

XVIII - relação "droga vegetal: derivado vegetal"


LEGISLAÇÃO


CAPÍTULO II

DO REGISTRO DE PRODUTOS NACIONAIS

Seção I

Medidas Antecedentes

Seção II

Documentação

Seção III

Relatório Técnico

Seção IV

Relatório de Produção e Controle de Qualidade

Seção V

Relatório de Eficácia e Segurança

CAPÍTULO III

DO REGISTRO DE PRODUTOS IMPORTADOS

CAPÍTULO IV

DAS ALTERAÇÕES PÓS – REGISTRO

CAPÍTULO V

DA RENOVAÇÃO DO REGISTRO

CAPÍTULO VI

DAS DISPOSIÇÕES FINAIS E TRANSITÓRIAS


TERPENÓIDES


BIOSSÍNTESE DE TERPENÓIDES

- caminho, rota ou via do mevalonato ou MVA (C6)

OH OH

OHO

- rota do metileritritol (MEP, C5) a partir da 1-desóxi-xilulose-5P

OP

OH

OH

OOPP

OH OH

OH

1-desoxi-xilulose-5P (DXP) metileritritol (MEP)

- união de duas unidades C5: IPP e DMAPP

- pirofosfato de isopentenila (IPP)

OPP

- pirofosfato de dimetilalila (DMAPP)

OPP

- formação de unidades derivadas de C5

- C10 (monoterpenos)

- C15 (sesquiterpenos)

- C20 (diterpenos)

- C30 (triterpenos) e C27, C28 e C29 (esteróides)

- C40 (tetraterpenos)


MONOTERPENOS

Biossíntese

- origem do geranil-PP (C10) a partir do IPP e DMAPP (ligação cabeça-

cauda)

OPPOPP

H H

PPO

SR

-OPPIPP

DMAPP geranil-PP

- o geranil-PP origina mais dois isômeros: linalil-PP e neril-PP:

OPPOPP

OPP

OPP+

+ +

+

OPP-

OPP-

geranil-PP linalil-PP neril-PP

+

+

cátion geranil cátion neril

- o geranil-PP, o linalil-PP e o neril-PP e seus respectivos cátions originam

os vários tipos de monoterpenos

- os monoterpenos possuem várias funções orgânicas, incluindo os

aromáticos

- estruturalmente podem ser acíclicos, monocíclicos ou bicíclicos

- são um dos constituintes principais de óleos essenciais


MONOTERPENOS

Tipos estruturais de monoterpenos

CHO

CHO

OH

OH

OH

OH

O

O OH O O

OH

OH

OH

tuiona

β-pineno borneol cânfora fenchona

limoneno α-terpineolmentol carvona α-terpineno

mirceno linalol citronelal geraniol citral

acíclicos

monocíclicos

aromáticos

bicíclicos

p-cimeno australol timol carvacrol


IRIDÓIDES

O

OGli

OH

CO2Me

- são derivados C10 de monoterpenos com esqueleto iridano

- apresentam diferentes atividades biológicas

- vários ocorrem na forma glicosilada ou como seco-iridóides

- através de biossíntese mista, são inseridos na dopamina ou triptamina,

originando alcalóides complexos

- grupo de ocorrência restrita a poucas espécies

Biossíntese

OPP OH

OH

O

H

OH

O

H

OH

H

HO

H

OH

H

H

H O

HH

H

H O

O

OH

H

H

O

O

OGli

OH

MeO

OPP

O

H

OHH

H

H

H O

O

OGliH

H

OH

MeO2CO

H

H

CHO

MeO2C

OGli

O

OGliH

H

O

MeO2C

ORH

H+

H-

H+

geranil-PP

loganina (cetal)

iridodial

enolização:

[O]

[O]

iridotrial

H+

hemiacetal

esterificaçãoglicosilação[O]

iridóide seco-iridóide

seco-loganina


IRIDÓIDES

Exemplos de drogas

Valeriana officinalis L. (valeriana, Valerianaceae)

- origem: Europa

- parte usada: raízes secas (abaixo de 40 oC) pulverizadas

- constituinte(s) principal(is): 0,5 – 1,3% de óleo essencial, 0,5 –

1,6% de valepotriatos (ésteres de epoxiiridóides como valtrato,

diidrovaltrato, isovaltrato e acevaltrato) e sesquiterpenos (ácido

valerênico e valeranona)

- ação farmacológica: diminui degradação do GABA

- uso: droga com ação branda e moderada, utilizada como sedativo,

contra insônia, ansiedade e tensão nervosa

O

OR1

OR3

O

R2O

CO2H

O

O

O

O

O

O

H

O

O

O

O

O

O

O

O

O

H

O

O

valepotriatos

ácido valerênico valeranona

valtrato diidrovaltrato


SESQUITERPENOS

- terpenos presentes em muitas famílias vegetais e em alguns óleos

essenciais

Biossíntese

- unidades C15

- derivados do farnesil-PP (adição de IPP ao geranil-PP – ligação cabeça-

cauda)

OPP

OPPIPP

geranil-PP farnesil-PP

- através de rearranjos, o farnesil-PP gera 3 diferentes cátions: E,E-

farnesila, nerolidila e E,Z-farnesila

cátion nerolidila

+

E

E

E

cátion E,Z-farnesila

+

E

Z

cátion E,E-farnesila

+

E

- estes três cátions são responsáveis pela formação de 11 diferentes

cátions: farnesila, germacrila, guaila, eudesmila, humulila, cariofilila,

bisabolila, carotila, cis-germacrila, cadinila e cis-humulila

- todos estes cátions especiais originam a maioria dos diferentes tipos de

esqueletos de sesquiterpenos


SESQUITERPENOS

Cátions responsáveis pela origem dos principais esq ueletos

de sesquiterpenos

H

H

H+

H+

cátion E,E-farnesila

cátion E,Z-farnesila

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

cátion cis-humulila

cátion cis-germacrila

cátion carotila

cátion cadinila

cátion bisabolila

cátion guaila

cátion eudesmila

cátion cariofilila

cátion humulila

cátion germacrila

+

cátion nerolidila

+

+

E

E

E

E

E

Z

migração 1,3 de H

migração 1,3 de H


SESQUITERPENOS

Tipos estruturais de sesquiterpenos

- acíclicos e monocíclicos

OH

H

OH

H

H

H

farneseno farnesol (−)-α-bisabolol

(−)-zingibereno

(−)-α-bisaboleno

(−)-β-sesquifelandreno

- bicíclicos

OH

H

CHOCHO

H

H

H

H HH

α-cadineno canelalβ-cadineno β-cariofileno

- tricíclicos

O

H

OHO O H H

H

H

OH

helenalina espatulenol


SESQUITERPENOS

Exemplo de droga

Cordia verbenacea DC. (erva baleeira, Boraginaceae)

- arbusto comum na América do Sul; no Brasil é encontrado na Mata

Atlântica, entre SP e SC

- uso popular das folhas contra artrites e reumatismo, além da ação

antiinflamatória e cicatrizante tópica

- surgimento de parceria entre empresa e universidades

- vários anos de pesquisa e investimentos de milhões de dólares

- comprovação da ação antiinflamatória em modelos animais

- constatação da atividade farmacológica do óleo essencial

- desenvolvimento do primeiro fitoterápico 100% nacional lançado em

2005

- pomada antiinflamatória: Acheflan® (Aché Laboratórios)

- princípios ativos do óleo essencial: α-humuleno e seu isômero β-

cariofileno, também conhecido como (–)-trans-cariofileno

H H

α-humuleno β-cariofileno


LACTONAS SESQUITERPÊNICAS

- são sesquiterpenos especiais presentes em 90% das espécies da família

Asteraceae (família do girassol e da margarida) e de baixa ocorrência em

outras poucas famílias como Apiaceae, Burseraceae, Lauraceae e

Magnoliaceae

- são unidades C15 com anel lactônico de 5 membros (γ-lactona ou

butirolactona), raramente de 6 membros (δ-lactona)

- na maioria das vezes o anel lactônico é α, β-insaturado, com dupla

exocíclica ou endocíclica:

OO

OO

αααα

ββββ

ααααββββ

- principais classes de esqueletos carbocíclicos:

O

O

O

O

H O

O

H

germacrolido eudesmanolido guaianolido

1

2

3

4 5 6

7

89

10

11

12

13

14

15

- o sufixo olido é decorrente da função orgânica lactona

OO

ααααββββ

γγγγ



- funcionalizações: presença de hidroxilas, epóxidos, ésteres, cetonas, etc.

O

O

H

O

O

O

O

O

O

O

O

H

O

O

O

O

O

OH

O

O

O

O

OO O

O OH

- as fontes podem ser plantas ornamentais (dália, margarida, crisântemo),

alimentícias (alface, chicória, alcachofra) e medicinais, como os exemplos

descritos a seguir

Arnica montana L. (arnica)

- inflorescências utilizadas como antiinflamatório tópico

O

H

OHO O

helenalina

Artemisia annua L. (“qinghaosu”)

- artemisinina e derivados semi-sintéticos com ação antimalárica

OH

O

O O

H

HOH

O O

H

H

H ORartemisinina

R = Me (artemeter)

R = Et (arteeter)



Artemisia vulgaris L. (artemísia)

- vermífuga contendo o eudesmanolido α-santonina

O

O

O

α-santonina

Cichorium intybus L. (chicória)

- vários guaianolidos nas raízes com ação antiinflamatória

O

O

H

O

OH

OHO

O

H

O

R2

R1O

OO

OH

R1 = H, R2 = OHR1 = H, R2 = HR1 = H, R2 = A

R1 = H, R2 = OHR1 = H, R2 = HR1 = H, R2 = AR1 = Gli, R2 = HR1 = Gli, R2 = OH

A =

Lactuca sativa L. (alface)

- resina do caule e raízes com ação calmante e antiinflamatória,

contendo lactucina e lactupicrina (também presentes na chicória)

O

O

H

O

OR

OH

O

OH

lactucina (R=H) lactopicrina

R=



Matricaria chamomilla L. (camomila)

- inflorescências com ação antiespasmódica e antiinflamatória

O

O

H

OAc

OH

matricina

Smallanthus sonchifolius (Poepp. & Endl.) H. Robinson

(yacón)

- partes aéreas utilizadas popularmente como hipoglicemiante e

contem diversas lactonas sesquiterpênicas do tipo melampolido

- parte subterrânea utilizada como alimento não calórico

O

O

OO

O

O O

O

O

MeO

O

O

OO

O O

O

O

MeO

enidrina uvedalina

Tanacetum parthenium (L.) Sch.-Bip. (matricaria ou tanaceto)

- partes aéreas têm ação antiinflamatória e contra enxaqueca

O

O

O

partenolido



- as lactonas sesquiterpênicas possuem atividades biológicas e

farmacológicas diversas: antimicrobiana, inseticida, alergênica,

antiinflamatória, citotóxica, genotóxica, protetora gástrica, desestimulante

alimentar (sabor amargo), neurotóxica, toxidez para herbívoros, etc.

- requisito estrutural para atividade biológica: anel lactônico α,β-insaturado

⇒ reação com grupos sulfidrila (adição do tipo Michael) ⇒ aduto

- o aminoácido mais comum (presente em enzimas e proteínas) que possui

o grupamento –SH (sulfidrila) é a cisteína

- mecanismo de formação do aduto na reação com cisteína:

- o aduto pode ou não ser benéfico ao organismo e vai depender de sua

estrutura, do local onde é formado e com qual enzima ele reagiu

- devido à alta reatividade e potencial toxicidade das lactonas

sesquiterpênicas – em especial as que possuem ligação dupla exocíclica

conjugada à carbonila – muitos pesquisadores defendem a indicação de

preparados (ou plantas medicinais) contendo estas substâncias apenas

para uso tópico e não oral

O

O

H

OH

OAc

O

O

SR

H

OH

OAc

SH R

adutolactona sesquiterpênica

+


DITERPENOS

Biossíntese

- unidades C20

- precursor comum: geranilgeranilpirofosfato (GGPP), diterpeno acíclico

originado da adição cabeça-cauda de IPP (C5) ao farnesil-PP (C15)

OPP

OPP

OPP

IPP

farnesil-PP

geranilgeranil-PP

- após ciclização concertada, o GGPP forma o copalil-PP, que após

rearranjos e ciclizações origina a maior parte dos esqueletos de diterpenos

H

H

H

OPP

H+ H H

OPP

OPP

H

H

(−)-copalil-PPGGPP

- o GGPP, através de um outro arranjo inicial, origina o enantiômero do

copalil-PP, denominado labdabienil-PP

OPP

H

H

labdadienil-PP


DITERPENOS

Principais tipos de esqueletos de diterpenos

caurano abietano pimarano

traquilobano atisano beierano

- para estes esqueletos, existem a série normal e a série ent (de

enantiômero)

H

H

H

H

(+)-caureno (−)-ent-caureno


DITERPENOS

Exemplos de drogas

Coleus forskohlii Briq. (Lamiaceae)

- ação sobre a adenilatociclase: forskolina

O

OH

H

OH

OH

OAc

O

Croton tiglium L. (Euphorbiaceae)

- co-carcinogênico, irritante: ésteres do forbol (R = ésteres)

O

OH

OR

H

OH

OR

H

H

OH

Gibberella fujikuroi (fungo)

- indução de crescimento vegetal: giberelinas

H

OHH

O

OHO

CO2Hác. giberélico


DITERPENOS

Ginkgo biloba L. (ginkgo, Ginkgoaceae)

- doenças vasculares: gincolidos (lactonas diterpênicas)

O

O

H

O

O

O

O

OH

R

O

R

R R1 R2 R3

A OH H HB OH OH HC OH OH HJ OH H OHM H OH OH

1

2

3

gincolidos

Resinas de Pinus L. spp (pinho, Pinaceae), Copaifera

langsdorffii Desf. (copaíba, Fabaceae) e Grindelia Willd. spp

- ácidos diterpênicos derivados do caurano, clerodano,

labdano, abietano e pimarano

CO2H

H

HCO2H

H

H

ác. isopimárico ác. abiético

Stevia rebaudiana Hemsl. (estévia, Asteraceae)

- adoçante: esteviosídeo (derivado do caurano)

CO2Gli

H

H

O Gli Gli


DITERPENOS

Taxus brevifolia Nutt., T. baccata L. (deixo, Taxaceae)

- antitumoral: paclitaxel (Taxol®); obs. o núcleo taxano

H

O

O

O

NH

OH

OO

O O

O

O

O

OHO

OH

- uso para quimioterapia de câncer de mamas e carcinoma

metastático de ovário

- mecanismo de ação: estímulo da polimerização da proteína

tubulina; ação na mitose

- nomes comerciais: Taxol (Bristol-Myers Squibb, 1º

produto, 1993); Paclitax (Eurofarma); Paclitaxel (Biosintética)

- derivados semi-sintéticos: precursores presentes nas folhas

de T. baccata L. (bacatinas)

- nome “Taxol”: protegido contra comercialização (Bristol-

Myers Squibb); descrição em 1971; nome genérico =

paclitaxel

- síntese orgânica economicamente inviável

- aprovado para uso pelo FDA: cascas de T. brevifolia Nutt.

- árvore: 20 anos para crescer e 60 anos de idade para coleta

- 1 g taxol: 13 kg cascas = aprox. 1,3 árvores


- demanda anual: 24 kg de taxol (3/2 toneladas de cascas =

aprox. 36.000 árvores)

- necessidade nos EUA: 400 kg/ano

- cultivo difícil

- alternativas

- cultura de tecido vegetal (ESCAgenetics e Phyton Catalytic)

- biotecnologia (produção por microrganismos)

- semi-síntese a partir de precursores isolados das partes

aéreas de T. baccata L.: baccatina III e 10-desacetil bacatina

III

- produção do análogo taxotère (patente da empresa Rhône-

Poulenc Rorer, França)


TRITERPENOS E ESTERÓIDES

Biossíntese

- unidades C30

- precursor comum: esqualeno (em plantas e animais), um C30 acíclico

originado por duas unidades de farnesil-PP com ligação cabeça-cabeça

OPP

farnesil-PP esqualeno

ligação cabeça-cabeça

- o esqualeno é oxidado a epoxiesqualeno, o qual origina triterpenos com

diferentes tipos de esqueletos tendo um –OH com orientação β no C-3

O

OHH

H

OHH

H

esqualeno

epoxiesqualeno

33

esteranosoleananos

[O]


TRITERPENOS E ESTERÓIDES

- os triterpenos originam os esteróides, os quais compreendem unidades

C27, C28 ou C29

- alguns triterpenos e esteróides estão presentes como agliconas de

saponinas; os esteróides são agliconas de heterosídeos cardiotônicos ou

alcalóides

- as unidades de oses (açúcares) são ligadas geralmente no –OH do C-3

Tipos estruturais comuns de triterpenos

OH

H

H

H

H

OH

H

H

H

H

H

1

3

6

58

9

10

23 24

2511

14

27

13

1516

18

28

19 20 21

22

29 30

AB

C

D

E19

29

30

E19

29

3020

21

E

oleano ursano lupeano

Exemplo de droga

Maytenus ilicifolia Mart. ex Reissek (espinheira-santa,

Celastraceae)

- origem: América do Sul

- parte usada: folhas

- constituinte(s) principal(is): triterpenos α- e β-amirina (tipo oleano e

ursano)

- uso: anti-úlcera


ESTERÓIDES

- originam diferentes substâncias: saponinas, heterosídeos cardiotônicos,

alcalóides esteroidais, vitamina D, hormônios, ácidos biliares, etc.

- possuem diferentes estereoquímicas na fusão dos anéis A/B e C/D

- estão presentes em animais e em plantas

- em plantas:

- unidades C28 e C29 (fitoesteróis)

- ex.: ergosterol (C28), sitosterol e estigmasterol (C29)

- presentes nos heterosídeos cardiotônicos, saponinas esteroidais e

alcalóides esteroidais

- em animais:

- unidades C27 ou derivados com menor número de átomos de

carbono

- ex.: colesterol, testosterona, colecalciferol (vitamina D3), etc.

OH

H

H H

OH

H

H H

sitosterolestigmasterol

OH

H

H H

colesterol

2021

2223 24

25

26

2717


TETRATERPENOS E CAROTENOS

- unidades C40

- presentes em pigmentos de diversas plantas: tomate, cenoura, laranja,

pétalas de flores, urucum

- têm importância na dieta

- compreendem algumas vitaminas e corantes naturais

- possuem elevado interesse industrial

Exemplos

- licopeno, xantofilas, α- e β-caroteno, retinal, retinol (álcool da

vitamina A), ácido retinóico, bixina (corante natural do urucum), etc.

O OH

OHHO2C

CO2Me

licopeno

α-caroteno

β-caroteno

retinal retinol (vitamina A1)

desidroretinol (vitamina A2)bixina (Bixa orellana)


POLITERPENOS

Borracha

- fonte: Hevea brasiliensis (Willd. ex A.Juss.) Müll.Arg. (seringueira,

Euphorbiaceae): borracha

- cadeias lineares de ± 1.500 a 60.000 unidades isoprênicas

- possuem ligações duplas cis (Z) não usuais e diferente dos demais

terpenos que possuem duplas trans (E)

* *n

n = aprox. 103 - 105


ÓLEOS ESSENCIAIS


ÓLEOS ESSENCIAIS

Definição

- são misturas complexas de dezenas de substâncias

- são constituídos basicamente por terpenos (mono em maior e

sesquiterpenos em menor proporção) ou por fenilpropanóides

(derivados de C6C3), além de outros grupos em menor proporção

- geralmente em um óleo essencial existem de uma a três

substâncias principais

- são líquidos com aspecto oleoso

- volatilidade

- aroma intenso, na maioria das vezes com odor agradável


COMPONENTES NÃO TERPÊNICOS PRESENTES

EM ÓLEOS ESSENCIAIS

Fenilpropanóides (C 6-C3)

MeO OH

MeO O

O

CHO

O

O

OMe

anetol eugenol safrol

aldeído cinâmico miristicina

Outras classes

OH

O

OMe

OH

O

OMe

(CH2)nCH3

OH

OGli

CHO

CHO

zingerona gingerol picrocrocina

safranal

Essências heterosídicas

OGli

OMe

CHO

SOHO

OHOH

OH

N O S

O

O

O

sinigrinavanilina (precursor)


PROPRIEDADES

Propriedades organolépticas

- aroma forte

- consistência oleosa

- geralmente incolores ou amarelados

Propriedades físicas

- líquidos à temperatura ambiente

- lipossolúveis

- geralmente menos densos que a água

- índice de refração elevado

Propriedades químicas

- depende dos componentes principais


DISTRIBUIÇÃO

- ocorrem praticamente em todo o reino vegetal

- presença pronunciada em:

- Apiaceae, Asteraceae, Lamiaceae, Lauraceae, Myristicaceae,

Myrtaceae, Piperaceae, Rosaceae e Rutaceae

LOCALIZAÇÃO NA PLANTA

- glândulas, ductos, pêlos, tricomas glandulares, canais secretores e

bolsas secretoras

- partes aéreas (folhas, flores, caules) ou partes subterrâneas


EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS

Aspectos gerais

- depende do material (seco ou fresco, lábil ou resistente)

- observar presença e localização de aparelhos secretores (as vezes

é necessário fragmentar e deixar a droga em contato com água)

- calcular custos

- o rendimento irá depender de: origem do material, clima, época de

colheita, método de armazenamento

- métodos de extração:

- hidrodestilação

- destilação por arraste a vapor

- solventes orgânicos voláteis

- gorduras a quente

- gorduras a frio

- expressão

- adsorventes


EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS

Métodos

- hidrodestilação e destilação por arraste a vapor (teoria da pressão

de vapor)

- mais barato e mais utilizado, em escala industrial

- obtenção de duas fases: água e óleo ⇒ separar

- podem haver a 2a ou 3a extrações

- solventes orgânicos voláteis

- bom solvente: baixo custo, toxidez e inflamabilidade, boa

solubilidade, inerte, não formar misturas complexas, seletividade

- geralmente por Soxhlet (a quente e contínua)

- gorduras a quente

- 40 a 70 oC, com agitação, por extração exaustiva

- obtém-se pomadas (gordura + essência) ⇒ extrair com álcool

- gorduras a frio (enfloração ou “enfleurage”)

- próprio para aromas delicados de flores, perfumes caros

- saturação de placas de gordura com gotículas de essência

- obtém-se pomadas (gordura + essência) ⇒ extrair com álcool

- método muito utilizado na região de Grasse (sul da França)

- espressão

- cascas de frutos, p. ex. os cítricos (laranja e limão)

- adsorventes

- uso de adsorventes sólidos: sílica, carvão ativo, alumina


- efetuar posterior extração com solventes orgânicos


EMPREGO DOS ÓLEOS ESSENCIAIS

Indústria

- alimentos: aromatizantes, flavorizantes, condimentos

- cosmética: desodorizantes, aromatizantes, sabonetes

- perfumaria: essências

- outras: fabrico de tintas, vernizes, inseticidas, material de partida

para semi-síntese

Farmácia

- essências para medicamentos

- infusões

Bebidas e medicina popular

- chás, infusões, decocções

Culinária

- condimentos e especiarias


UTILIZAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS

Indústria de alimentos e farmácia

- aromatizantes, flavorizantes, medicamentos, condimentos:

Artemisia absinthium L. (losna), Cinnamomum zeylanicum Blume

(canela-do-ceilão), Citrus aurantium L. (laranjeira azeda), Citrus

limon (L.) Burm.f. (limoeiro), Coriandrum sativum L. (coentro),

Eugenia caryophyllus (Spreng.) Bullock & S.G.Harrison (cravo),

Mentha L. spp (hortelã), Pimpinella anisum L. (anis), Syzygium

aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry (cravo-da-índia), Thymus vulgaris

L. (tomilho), Vanilla fragrans Ames (vanilina)

Indústria cosmética e perfumaria

- desodorizantes, aromatizantes, sabonetes: Citrus aurantium L.

(laranjeira azeda), Lavandula angustifolia Mill. (alfazema), Pinus L.

spp (pinheiro), Rosa L. spp (roseira)

Indústria: outras

- fabrico tintas, vernizes, inseticidas, material de partida para semi-

síntese: Cinnamomum camphora (L.) J.Presl (cânfora),

Chrysanthemum L. spp (crisântemo), Eucalyptus L. spp (eucaliptol),

Mentha L. spp (mentol), Thymus vulgaris L. (timol)


UTILIZAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS

Bebidas e medicina popular

- Chenopodium ambrosioides L. (quenopódio), Cymbopogon citratus

Stapf. (capim-limão), Eucalyptus globulus Labill. (eucalipto),

Foeniculum vulgare Mill. (erva-doce), Matricaria chamomilla L.

(camomila), Melissa officinalis L. (erva-cidreira), Mentha L. spp

(hortelã)

Culinária

- condimentos e especiarias: Cinnamomum zeylanicum Blume

(canela-do-ceilão), Coriandrum sativum L. (coentro), Crocus sativus

L. (açafrão), Eugenia caryophyllus (Spreng.) Bullock & S.G.Harrison

(cravo), Foeniculum vulgare Mill. (erva-doce), Mentha L. spp

(hortelã), Myristica fragrans Houtt. (noz-moscada), Ocimum

basilicum L. (manjericão), Ocimum gratissimum L. (alfavaca),

Rosmarinus officinalis L. (alecrim) Salvia officinalis L. (sálvia),

Sinapis alba L. (mostarda), Syzygium aromaticum (L.) Merr. &

L.M.Perry (cravo-da-índia), Thymus vulgaris L. (tomilho), Zingiber

officinale Roscoe (gengibre)


COMPONENTES PRINCIPAIS DE ALGUNS ÓLEOS

ESSENCIAIS

Nome oficial Nome popular Componente(s) principal(is)

Artemisia absinthium L. losna tuiona

Chenopodium ambrosioides L. quenopódio ascaridol

Cinnamomum zeylanicum

Blume

canela-do-ceilão aldeído cinâmico

Citrus limon (L.) Burm.f. limoeiro citral, limoneno

Coriandrum sativum L. coentro linalol

Crocus sativus L. açafrão cineol

Cymbopogon citratus Stapf. capim-limão citral

Eucalyptus globulus Labill. eucalipto cineol (ou eucaliptol)

Eugenia caryophyllus

(Spreng.) Bullock &

S.G.Harrison

cravo eugenol

Foeniculum vulgare Mill. erva-doce, funcho anetol

Lavandula angustifolia Mill. alfazema ésteres do linalol

Matricaria chamomilla L. camomila comum bisabolol

Melissa officinalis L. melissa, erva-cidreira citral, citronelal

Mentha x piperita L. hortelã-pimenta mentol

Myristica fragrans Houtt. noz-moscada safrol e derivados

Ocimum gratissimum L. alfavaca eugenol

Rosa L. spp roseira geraniol, citronelol

Rosmarinus officinalis L. alecrim borneol, linalol

Salvia officinalis L. sálvia α-pineno, borneol,

cineol

Sassafras albidum (Nutt.)

Nees

sassafrás safrol

Syzygium aromaticum (L.)

Merr. & L.M.Perry

cravo-da-índia eugenol

Thymus vulgaris L. tomilho timol

Zingiber officinalis Roscoe gengibre gingerol


ADULTERAÇÕES DE ESSÊNCIAS

Excesso de água

- proveniente do arraste a vapor

- teste com CS2 ou éter de petróleo

- efetuar doseamento (titulações)

Metais pesados

- dos locais de armazenamento da essência (alambiques)

- sais de Cu, Fe, Pb

- efetuar doseamento

Álcool etílico

- vem das extrações com álcool ou adição indiscriminada

- teste com fucsina ou com água glicerinada

Óleos fixos

- vem das gorduras extrativas ou adição indiscriminada

- teste da mancha de óleo no papel de filtro ou da acroleína

Essência de terebintina

- adição indiscriminada

- efetuar caracterização do α-pineno ou caracterizar índices físicos


ADULTERAÇÕES DE ESSÊNCIAS

Derivados do petróleo e óleos minerais

- adição indiscriminada

- não reagem com H2SO4.SO3

Ésteres de síntese

- proveniente dos produtos de síntese

- para valorizar essências ou encobrir falsificações

- efetuar índice de saponificação

Halogênios

- proveniente dos solventes extratores ou intermediários de síntese

- geralmente cloro

- teste com nitrato de prata


ESSÊNCIA DE HORTELÃ-PIMENTA

Oleum menthae piperitae aethereum

A essência de hortelã-pimenta é obtida pela destilação a vapor, e posterior retificação,

das folhas e das sumidades floridas de Mentha piperita Linné; Lamiaceae. Deve conter,

no mínimo, 5 por cento de ésteres, calculados em acetato de mentila (C12H22O2 =

198,30) e, no mínimo, 50 por cento de mentol (C10H20O = 156,26).

CARACTERES: Líquido incolor ou levemente amarelado, de odor forte, característico e

sabor ardente, seguido de sensação de frescura.

Solubilidade - Miscível em qualquer proporção com o álcool absoluto e solúvel

em 4 volumes de álcool a 70 por cento.

Densidade - Entre 0,896 e 0,908.

Poder rotatório - A 20 oC, no mínimo, -18o e, no máximo, -32o.

Índice de refração - A 20 oC, no mínimo, 1,459 e, no máximo, 1,465.

IMPUREZA:

Sulfeto de dimetila - Destile 25 cm3 até obter 1cm3 de destilado; junte a este,

em um tubo de ensaio, 5 cm3 de cloreto mercúrico SR: durante 1 minuto na

superfície de contato dos dois líquidos, não deve formar-se uma zona

esbranquiçada.

DOSEAMENTO:

Ésteres - Determine o índice de saponificação como descrito no Ensaios e

Doseamentos. O número indicado, multiplicado por 0,3534g (198,30:56,11:

X:0,001x100), corresponde aos ésteres, calculados em acetato de mentila

(CH3COOC10H19), contidos em 100 g da essência doseada.

Mentol - Determine o índice de acetila como descrito nos Ensaios e

Doseamentos. O número encontrado, subtraído do obtido pelo índice de

saponificação e multiplicado por 0,2749 g (156,26:56,11:X:0,001x100),

corresponde ao mentol contido em 100 g da essência doseada.

CONSERVAÇÃO: Em recipientes opacos, bem fechados, ao abrigo da luz e guardados

em lugar fresco.

(Farm. Bras. 2ª Ed.)

teóricas 2013 - parte i (1)

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