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Estudo fitoquímico e atividades biológicas de extratos e constituintes isolados de sâmaras de
Austroplenckia populnea Reissek (Celastraceae) __________________________________________________
CAROLINA MILAGRES CANESCHI
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
ESCOLA DE FARMÁCIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS
FARMACÊUTICAS - CIPHARMA
CAROLINA MILAGRES CANESCHI
_________________________________________________________________________________
Estudo fitoquímico e atividades biológicas de extratos e
constituintes isolados de sâmaras de
Austroplenckia populnea Reissek (Celastraceae) ________________________________________________________________________________
Dissertação apresentada ao Programa de Pós Graduação em Ciências Farmacêuticas - CiPharma da Universidade Federal de Ouro Preto como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas.
Orientador: Prof. Dr. Sidney Augusto Vieira Filho – UFOP
Co-orientador: Prof. Charles Spillane – NUI - Galway, Irlanda
Co-orientador: Prof. Dr. Orlando David Henrique dos Santos – UFOP
Ouro Preto 2011
Catalogação: [email protected]
C212e Caneschi, Carolina Milagres.
Estudo fitoquímico e atividades biológicas de extratos e constituintes isolados de sâmara de Austroplenckia populnea Reissek (Celastraceae). / Carolina Milagres Caneschi. - 2011.
xii, 109f. : il.; grafs.; tabs.
Orientador: Prof. Dr. Sidney Augusto Vieira Filho.
Co-orientador: Orlando David Henrique dos Santos.
Charles Spillane
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Farmácia. Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas (CIPHARMA).
1. Alelopatia. 2. Química orgânica. 3. Austroplenckia populnea. 4. Células-Proliferação. I. Universidade Federal de Ouro Preto. II. Título.
CDU: 581.524 CDU: 669.162.16
Aos meus pais Rosângela e Pedro Paulo, por terem me ensinado
tudo que sei e feito de mim quem sou.
À minha irmã Clarissa, por partilhar comigo as tristezas e
alegrias que encontrei pelo caminho.
Ao Matheus, por me fazer tão feliz e me inspirar coragem de ir
à frente sem medo de novos desafios.
Amo Vocês!
AGRADECIMENTOS
A Deus por me conceder vida, saúde e sabedoria, para realização deste trabalho.
À Universidade Federal de Ouro Preto.
Ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas – CiPharma.
Ao Prof. Dr. Sidney Augusto Vieira Filho (Bibo), pela acolhida como sua orientanda, pela amizade, ensinamentos, paciência, confiança e incentivos.
Ao Prof. Dr. Orlando David Henrique dos Santos pela co-orientação, ensinamentos, confiança e apoio.
Ao Prof. Charles Spillane e Mohan kumar Muniyappa do “Genetics and biotechnology lab, National University of Ireland- Galway”, por terem me recebido, e pela oportunidade de aprendizado e execução de experimentos.
À Profª. Drª. Lucienir Pains Duarte, da UFMG pela contribuição na elucidação e identificação dos espectros de RMN 1H e RMN 13C.
Ao Prof. Dr. Valdenir José Belinelo, da UFES pela realização dos testes de alelopatia.
Ao Marcos pelo auxílio no tratamento estatístico dos dados.
À banca examinadora do exame de qualificação desta dissertação, composta pelos professores Dr. Gustavo Henrique Bianco de Souza, Dr. Elísio Alberto Evangelista e Dra. Andrea Mendes do Nascimento, pela relevância das contribuições e reflexões proporcionadas.
À banca examinadora desta pesquisa, Prof. Dr. Elísio Alberto Evangelista e Profa. Dra. Roqueline Rodrigues Silva de Miranda, cujas observações foram igualmente imprescindíveis e pelas brilhantes considerações que guiaram a confecção final deste trabalho.
Aos meus amigos e amigas que sempre estiveram presentes me aconselhando e incentivando com carinho e dedicação.
Aos meus familiares que sempre me deram amor e força, valorizando meus potenciais.
À Sofia, por me fazer companhia durante todo o tempo de escrita deste trabalho.
A todas as pessoas que, direta ou indiretamente, contribuíram para a execução deste trabalho.
Muito obrigada!!!
"Se não houver frutos, valeu a beleza das flores; se
não houver flores, valeu a sombra das folhas; se não houver
folhas, valeu a intenção da semente."
Henfil
SUMÁRIO
RESUMO .............................................................................................................................. i
ABSTRACT ......................................................................................................................... ii
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ................................................. iii
LISTA DE FIGURAS .......................................................................................................... vi
LISTA DE TABELAS ......................................................................................................... xi
I. INTRODUÇÃO GERAL ................................................................................................. 1
II. OBJETIVOS DO TRABALHO .................................................................................... 5
III. REVISÃO DE LITERATURA .................................................................................... 7
III. 1. A família Celastraceae................................................................................... 8
III. 2. Austroplenckia populnea (Reissek) LUNDELL ........................................... 9
IV. ESTUDO FITOQUÍMICO ........................................................................................... 15
IV. 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................ 16
IV. 2. EXPERIMENTAL ........................................................................................ 18
IV. 2.1. Material vegetal ................................................................................... 19
IV. 2.2. Obtenção dos extratos ......................................................................... 19
IV. 2.3. Fracionamento dos extratos ................................................................. 21
IV. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................. 26
V. EFEITO DE CONSTITUINTES DE SÂMARAS DE Austroplenckia populnea
SOBRE PROLIFERAÇÃO CELULAR ............................................................. 49
V. 1. INTRODUÇÃO .............................................................................................. 50
V. 2. EXPERIMENTAL ......................................................................................... 52
V. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................... 56
V. 3.1. Efeito de extratos brutos de sâmaras de Austroplenckia populnea sobre
proliferação celular ........................................................................................... 57
V. 3.2. Efeito de constituintes isolados de Austroplenckia populnea sobre
proliferação celular ........................................................................................... 60
VI. ATIVIDADE ALELOPÁTICA DE CONSTITUINTES DE SÂMARAS DE
Austroplenckia populnea........................................................................................ 63
VI. 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................ 64
VI. 2. EXPERIMENTAL ........................................................................................ 66
VI. 2.1. Preparo das amostras .......................................................................... 66
VI. 2.2. Esterilização das sementes de picão-preto .......................................... 66
VI. 2.3. Estudo da atividade alelopática. .......................................................... 66
VI. 2.4. Parâmetros analisados ......................................................................... 67
VI. 2.5. Análise estatística ................................................................................ 67
VI. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................. 68
VI. 3.1. Efeito dos extratos de sâmaras de A. populnea na germinação de
sementes de Bidens pilosa L. ............................................................................ 68
VI. 3.2. Efeito dos extratos de sâmaras de A. populnea no crescimento de
radículas e plântulas de Bidens pilosa L. .......................................................... 71
VI. 3.3. Efeito de fridelina na germinação de sementes e no crescimento de
radículas e plântulas de Bidens pilosa L. .......................................................... 74
VII. CONCLUSÃO ............................................................................................................. 77
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 80
ANEXOS .............................................................................................................................. 89
RESUMO
A família Celastraceae abrange 98 gêneros e cerca de 1264 espécies que podem ser
encontradas principalmente em regiões tropicais e subtropicais em todo o mundo. Muita
importância tem sido dada a estas espécies por apresentarem uma grande variedade de
atividades farmacológicas. Austroplenckia populnea (Reiss), planta brasileira pertencente à
família Celastraceae, é uma árvore que pode atingir até dez metros de altura. É popularmente
conhecida como “Mangabarana”, “Mangabeira brava”, “Marmelo do campo”, “Marmelinho
do campo” e “Piúva-branca”. Suas folhas e raízes são utilizadas na medicina popular para o
tratamento de doenças do trato gastrintestinal, como antidisentérico e anti-reumático.
Este trabalho tem como objetivo contribuir com o estudo fitoquímico associado à
avaliação das atividades biológicas (proliferação celular e alelopatia) de extratos e
constituintes isolados de sâmaras de A. populnea. A partir do extrato hexânico de sâmaras de
A. populnea, foram isolados o flavonóide 3,5,7,4’-tetrahidroxi-6-metoxi-8-prenilflavanona, o
sesquiterpeno 4-hidroxi-1,6,15-tri-acetiloxi-8,9-di-benzoiloxi-agarofurano e a amida
undecanamida. As substâncias isoladas foram identificadas através de espectrometria de RMN
de 1H e de 13C e de massas. Extratos brutos de sâmaras A. populnea induziram a proliferação
das quatro linhagens celulares testadas (MCF7, A549, HS578T, HEK293), enquanto as
substâncias proantocianidina A e 4’-O-metil-epigalocatequina não apresentaram impacto
significativo sobre as linhagens celulares cancerígenas (MCF7, A549, HS578T), mas
causaram diminuição da proliferação celular sobre a linhagem de células normais (HEK293).
Além disso, os constituintes de sâmaras de A. populnea mostraram ter significante efeito
alelopático sobre picão-preto (Bidens pilosa L.). Este estudo se justifica por abrir uma linha
de pesquisa de frutos e sementes de outras espécies brasileiras pertencentes à família
Celastraceae.
Palavras-chave: Celastraceae, Austroplenckia populnea, proliferação celular, alelopatia.
ii
ABSTRACT
The Celastraceae family includes 98 genus and about 1264 species which can be found
mainly in tropical and subtropical regions in the world. Much importance has been given to
these species because they have a wide variety of pharmacological activities. Austroplenckia
populnea (Reiss), is a Brazilian plant that belongs to Celastraceae family. It is a tree that can
reach ten meters and it is popularly known as "Mangabarana", "Mangabeira brava," "Marmelo
do campo", "Marmelinho do campo" and "Piúva-branca." Its leaves and roots are used in folk
medicine for the treatment of diseases of the gastrointestinal tract, as antidysenteric and
antirheumatic.
This work aims to contribute to the phytochemical study associated with the
evaluation of biological activity (cell proliferation and allelopathy) of extracts and isolated
constituents of samaras of A. populnea. From the hexane extract of samaras of A. populnea
were isolated the flavonoid 3,5,7,4’-tetrahydroxy-6-methoxy-8-prenilflavanone, the
sesquiterpene 4-hydroxy-1,6,15-tri-acetiloxy-8 ,9-di-benzoiloxy-agarofurano and amide
undecanamide. The isolated compounds were identified by 1H and 13C NMR and mass
spectroscopy. Crude extracts of A. populnea samaras induced proliferation of four cell lines
tested (MCF7, A549, HS578T, HEK293), while substances proanthocyanidin A and 4'-O-
methyl-epigallocatechin showed no significant impact on cancer cell lines (MCF7, A549,
HS578T), but they caused decrease in cell proliferation on the normal cell line (HEK293). In
addition, the constituents of samaras of A. populnea showed to have significant allelopathic
effect on picão-preto (Bidens pilosa L.). These findings are justified by an open line of
research fruits and seeds of other Brazilian species of the family Celastraceae.
Keywords: Celastraceae, Austroplenckia populnea, cell proliferation, allelopathy.
iii
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
% Porcentagem
%G Porcentagem de germinação
Comprimento de onda
Deslocamento químico
Número de ondas (cm-1)
µg Micrograma(s)
µL Microlitro(s)
µm Micrometro(s)
A549 Linhagem celular de carcinoma de pulmão humano
ATCC “American Type Culture Collection”
ax Axial
CC Cromatografia em coluna de sílica gel
CCD Cromatografia em camada delgada de sílica gel
CCDP Cromatografia em camada delgada preparativa
CG Cromatografia gasosa
COSY “Correlation Spectroscopy”
CP Comprimento das plântulas (mm)
CR Comprimento das radículas (mm)
DEPT “Distortionless enhancement by polarization transfer”
DMEM “Dulbecco’s Modified Eagle Medium”
DMSO Dimetilsulfóxido
EM Espectrometria de massas
Fig. Figura(s)
g Grama
h Hora(s)
HEK293 Linhagem celular embrionária de rim humano
HMBC “Heteronuclear multiple bond correlation”
HMQC “Heteronuclear simple quantum correlation”
HS578T Linhagem celular de carcinoma de mama humano
Hz Hertz
iv
IVG Índice de velocidade de germinação
J Constante de acoplamento escalar
L Litro
Lit. Literatura
M Molar
m/z Razão entre a massa do fragmento e sua carga elétrica
MCF7 Linhagem celular de adenocarcinoma de mama humano
mg Miligrama
MHz Megahertz
mL Mililitro
MM Massa molecular
mm milímetro (s)
mM Milimolar
MS Massa seca (mg)
nd Não detectado
nm Nanômetro(s)
NOESY “Nuclear overhauser enhancement spectroscopy”
NUI “National University of Ireland”
ºC Graus Celsius
P.A. Pureza analítica
p/v peso por volume
PBS Tampão fosfato salino
PF Ponto de fusão
Pg. Página(s)
pH Potencial hidrogeniônico
p-NPP p-nitrofenil fosfato
RESÍDUO-SAP Resíduo vegetal (torta) obtido das sâmaras de Austroplenckia populnea
após todos os processos de extração com solventes orgânicos
Rf Fator de retenção, em cromatografia em camada delgada
RMN de 13C Ressonância magnética nuclear de carbono-13
RMN de 1H Ressonância magnética nuclear de hidrogênio
RPM Rotações por minuto
SAPEAE Sâmaras de A. populnea extrato acetato-etílico
SAPEC Sâmaras de A. populnea extrato clorofórmico
v
SAPEE Sâmaras de A. populnea extrato etanólico
SAPEH Sâmaras de A. populnea extrato hexânico
SFB Soro fetal bovino
TMS Tetrametilsilano
TTPC Triterpeno pentacíclico
u.m.a. Unidade de Massa Atômica
v/v Volume por volume
W Watts
vi
LISTA DE FIGURAS
III. REVISÃO DE LITERATURA Figura III. 1. Distribuição da família Celastraceae em todo o mundo. 8
Figura III. 2 A). Mapa da rota das expedições feitas por Martius pelo Brasil.
Fonte: (CRIA, 2005).
10
Figura III. 2. B). Gravura feita por Martius para A. populnea detalhando-se
flor, inflorescências, sâmaras e galho. Fonte: (CRIA, 2005).
10
Figura III. 3. Foto da árvore de Austroplenckia populnea Reiss.
Fonte: http://www.plantsystematics.org/imgs/shimizu/r/
Celastraceae_Plenckia_populnea_39901.html
11
Figura III. 4. Foto da flor, folha e sâmara de Austroplenckia populnea
Reiss.
12
IV. ESTUDO FITOQUÍMICO
Figura IV. 2.1. Fluxograma do processo de obtenção dos extratos de
sâmaras de Austroplenckia populnea e seus respectivos
rendimentos percentuais.
21
Figura IV. 2.2. Fluxograma do processo de separação do extrato hexânico
de sâmaras de Austroplenckia populnea e respectivos
rendimentos percentuais.
22
Figura IV. 2.3. Fluxograma do processo de fracionamento de SAPEH-O
obtido do extrato hexânico de sâmaras de Austroplenckia
populnea.
23
Figura IV. 3.1. Estrutura química de TC6 (3,5,7,4´-tetrahidroxi-6-metoxi-8-
prenilflavanona).
26
Figura IV. 3.2. Espectro de RMN de 13C obtido para TC6 (CDCl3, 50
MHz).
28
Figura IV. 3.3. Sub-espectro DEPT-135 obtido para TC6 (CDCl3, 50 MHz). 29
Figura IV. 3.4. Espectro de RMN de 1H obtido para TC6 (CDCl3, 200
MHz).
30
vii
Figura IV. 3.5. Estrutura química da undecanamida proposta para CM16 e
CM17.
33
Figura IV. 3.6. Espectro de RMN de 1H obtido para CM17 (Acetona-D3,
200 MHz). Acima, expansão entre H 3,5 a H 8,5.
34
Figura IV. 3.7. Espectro RMN 13C obtido para CM17 (Acetona-D3, 50
MHz).
35
Figura IV. 3.8. Sub-espectro DEPT-135 obtido para CM17 (Acetona-D3, 50
MHz).
36
Figura IV. 3.9. Estrutura química proposta para CM18 (4-hidroxi-1,6,15-
tri-acetiloxi-8,9-di-benzoiloxi-agarofurano).
37
Figura IV. 3.10. Espectro de RMN de 1H obtido para CM18 (Acetona-D3,
200 MHz).
38
Figura IV. 3.11. Espectro RMN 13C obtido para CM18 (Acetona-D3, 50
MHz).
39
Figura IV. 3.12. Ampliação do espectro RMN 13C obtido para CM18
(Acetona-D3, 50 MHz), entre C 15,00 a C 95,00 e entre C
13,00 a C 175,00.
40
Figura IV. 3.13. Sub-espectro DEPT-135 obtido para CM18 (Acetona-D3, 50
MHz).
41
Figura IV. 3.14. Esqueleto básico de um agarofurano e possíveis grupos
substituintes (hidroxila, metila, acetila e benzoíla) de CM18
42
Figura IV. 3.15. Estrutura básica de um diidroagarofurano. 42
Figura IV.3.16. Reissantinas F-H 1, 2 e 3 isoladas de Reissentia Buchananii
(Chang et al., 2006).
43
Figura IV.3.17. Cromatograma de CM18, obtido por CG-EM. 45
Figura IV. 3.18. Espectro de massas do constituinte de CM18 de tr = 39,19
min.
46
Figura IV. 3.19. Espectro de massas do constituinte de CM18 de tr = 20,38
min.
47
viii
Figura IV. 3.20. Estrutura proposta para o constituinte de CM18, de tr =
20,38 min., contendo MM = 572. As posições dos grupos
acetiloxi e benzoiloxi em C-8 e C-9 podem estar invertidas.
47
Figura IV. 3.21. Espectro de massas relativo ao constituinte de CM18, de tr
= 3,82 min.
48
Figura IV. 3.22. Espectro e estrutura do ácido hexadecanóico sugerida pelo
banco de dados NIST Search 2.0. aparelho Agilent GC-
MSD 5975
48
V. EFEITO DE CONSTITUINTES DE SÂMARAS DE Austroplenckia populnea
SOBRE PROLIFERAÇÃO CELULAR
Figura V.2.1. Esquema de distribuição de extratos e compostos nas
microplacas de cultura celular de 96-poços.
54
Figura V.3.1. Porcentagem de proliferação celular referente às diferentes
concentrações do extrato clorofórmico de sâmaras de
Austroplenckia populnea para cada linhagem celular testada
A) em 24 horas de exposição ao extrato B) em 48 horas de
exposição ao extrato.
57
Figura V. 3.2. Porcentagem de proliferação celular referente às diferentes
concentrações do extrato acetato etílico de sâmaras de
Austroplenckia populnea para cada linhagem celular testada
A) em 24 horas de exposição ao extrato B) em 48 horas de
exposição ao extrato.
58
Figura V. 3.3. Porcentagem de proliferação celular referente às diferentes
concentrações do extrato etanólico de sâmaras de
Austroplenckia populnea para cada linhagem celular testada
A) em 24 horas de exposição ao extrato B) em 48 horas de
exposição ao extrato.
59
Figura V. 3.4. Porcentagem de proliferação celular referente às diferentes
concentrações de proantocianidina A para cada linhagem
celular testada. A) em 24 horas de exposição ao constituinte.
B) em 48 horas de exposição ao constituinte.
60
ix
Figura V. 3.5. Porcentagem de proliferação celular referente às diferentes
concentrações de 4’-O-metil-epigalocatequina para cada
linhagem celular testada. A) em 24 horas de exposição ao
constituinte. B) em 48 horas de exposição ao constituinte.
61
VI. ATIVIDADE ALELOPÁTICA DE CONSTITUINTES DE SÂMARAS DE
Austroplenckia populnea
Figura VI. 3.1. Porcentagem de germinação de sementes de Bidens pilosa L.,
tratadas com soluções dos extratos hexânico (SAPEH),
clorofórmico (SAPEC), acetato-etílico (SAPEAE) e etanólico
(SAPEE) obtidos de sâmaras de Austroplenckia populnea
(Celastraceae), nas concentrações 0,00; 31,25; 62,50; 125,00;
250,00; 500,00; 750,00 e 1000,00 mg/L.
69
Figura VI. 3.2. Efeito dos extratos hexânico (SAPEH), clorofórmico
(SAPEC), acetato-etílico (SAPEAE) e etanólico (SAPEE)
obtidos de sâmaras de Austroplenckia populnea
(Celastraceae) nas concentrações 0,00; 31,25; 62,50; 125,00;
250,00; 500,00; 750,00 e 1000,00 mg/L, sobre o índice de
velocidade de germinação (IVG) de sementes de Bidens
pilosa L.
70
Figura VI. 3.3. Efeito dos extratos hexânico (SAPEH), clorofórmico
(SAPEC), acetato-etílico (SAPEAE) e etanólico (SAPEE)
obtidos de sâmaras de Austroplenckia populnea
(Celastraceae) nas concentrações 0,00; 31,25; 62,50; 125,00;
250,00; 500,00; 750,00 e 1000,00 mg/L, sobre o
comprimento das radículas de Bidens pilosa L.
72
Figura VI. 3.4. Efeito dos extratos hexânico (SAPEH), clorofórmico
(SAPEC), acetato-etílico (SAPEAE) e etanólico (SAPEE)
obtidos de sâmaras de Austroplenckia populnea
(Celastraceae) nas concentrações 0,00; 31,25; 62,50; 125,00;
250,00; 500,00; 750,00 e 1000,00 mg/L, sobre o
comprimento de plântulas de Bidens pilosa L.
73
Figura VI. 3.5. Estrutura molecular de fridelina 75
x
Figura VI. 3.6. Efeito de fridelina nas concentrações 0,00; 6,25; 12,50; 25,00;
50,00; 100,00; 200,00 e 400,00 mg/L, sobre o comprimento
de radículas (CR), comprimento de plântulas (CP),
porcentagem de germinação (%G) e índice de velocidade de
germinação (IVG) de Bidens pilosa L.
76
xi
LISTA DE TABELAS
III. REVISÃO DE LITERATURA
Tabela III. 1. Classificação botânica, aceita para Austroplenckia
populnea. Fonte: Vieira Filho, 2002
11
IV. ESTUDO FITOQUÍMICO
Tabela IV. 2.1. Siglas adotadas na identificação de extratos de sâmaras de
Austroplenckia populnea
20
Tabela IV. 3.1. Dados obtidos da espectrometria de RMN de 1H e 13C de
TC6 (400 e 100 MHz; CDCl3, ppm)
32
Tabela IV. 3.2. Valores observados na curva de integração no espectro de
RMN de 1H de CM17 e respectivas proporcionalidades em
termos de número de hidrogênios e de carbonos
33
Tabela IV. 3.3. Comparação dos deslocamentos químicos de carbono (C)
de CM18, com dados do anel agarofurânico de
Reissantinas F-H 1, 2 e 3
44
Tabela IV. 3.4. Tempo de retenção dos constituintes de CM18 e
respectivas porcentagens, determinados através do
cromatograma obtido por CG-EM
46
VI. ATIVIDADE ALELOPÁTICA DE CONSTITUINTES DE SÂMARAS DE
Austroplenckia populnea
Tabela VI. 3.1. Valores médios para porcentagem de germinação de
sementes de picão-preto em função das diferentes
concentrações dos extratos de sâmaras de A. populnea
68
Tabela VI. 3.2. Valores médios para o índice de velocidade de germinação
(IVG) de sementes de picão-preto em função das diferentes
concentrações dos extratos de sâmaras de A. populnea
70
xii
Tabela VI. 3.3. Valores médios para o comprimento da radícula (mm) de
picão-preto em função das diferentes concentrações dos
extratos de sâmaras de A. populnea
71
Tabela VI. 3.4. Valores médios para o comprimento das plântulas (mm) de
picão-preto em função das diferentes concentrações dos
extratos de sâmaras de A. populnea
73
Tabela VI. 3.5. Valores médios obtidos para porcentagem de germinação
(%G), índice de velocidade de germinação (IVG),
comprimento das radículas (CR) comprimento das
plântulas (CP) de picão-preto em função das diferentes
concentrações de fridelina
75
I. INTRODUÇÃO GERAL
I. Introdução Geral
2
I. INTRODUÇÃO GERAL
Produtos naturais vêm sendo utilizados pela humanidade desde a época primitiva com
o objetivo de aliviar e curar doenças, principalmente através da ingestão ou uso tópico de
folhas de ervas. Atualmente, muitas espécies e preparados vegetais medicinais são estudados
na busca pelo entendimento do seu mecanismo de ação e no isolamento de princípios ativos
(Viegas Jr et al., 2006). Além disso, produtos naturais têm sido úteis como “compostos-
modelos” para a obtenção de novos fármacos (Copping e Duke, 2007).
Apesar do desenvolvimento nas áreas de síntese orgânica, microbiologia industrial e
biologia molecular, parte dos fármacos permanece sendo obtida a partir de matérias-primas
vegetais, seja pela dificuldade em obter sinteticamente moléculas com a mesma
estereoquímica, seja pela inviabilidade econômica, no caso de substâncias para as quais a
síntese total já foi desenvolvida em laboratório. Em muitas outras situações, envolvendo
fármacos que não ocorrem na natureza, a sua obtenção foi facilitada, ou tornou-se
economicamente viável apenas a partir da descoberta de substâncias que puderam ser
utilizadas como precursores na sua síntese. Grande parte dos adjuvantes farmacêuticos
empregados nos dias de hoje são de origem vegetal (Simões et al., 2004).
Aproximadamente 25% dos agentes terapêuticos prescritos são derivados de plantas e,
dos 252 medicamentos considerados como básicos e essenciais pela Organização Mundial de
Saúde (OMS), 11% são exclusivamente originários de plantas e um número significativo
deles são compostos sintéticos obtidos de precursores naturais. Nas últimas décadas, o
desenvolvimento de medicamentos a partir de recursos naturais ganhou novo impulso por
interesse tanto da sociedade científica quanto da indústria farmacêutica (Rates, 2001). Este
fato deve-se ao moderno contexto social e econômico, onde se constata que entre 65 e 80% da
população mundial faz uso de plantas para cuidados médicos primários (Calixto e Yunes,
2001). Estima-se que apenas 23% da população brasileira tenham acesso ao consumo de
medicamentos comercializados, dos quais 80% são importados. Por esse motivo, o uso de
remédios caseiros feitos a partir de plantas constitui a principal opção para cuidados médicos
primários (Elisabetsky e Shanley, 1994). Considerando o quadro mundial do uso de
medicamentos naturais, a OMS, considera a fitoterapia como parte do seu programa de saúde
e sugere procedimentos básicos para a validação de agentes medicamentosos originados a
partir de plantas (Rates, 2001).
I. Introdução Geral
3
Diante da magnitude do reino vegetal ainda tem-se muito que descobrir e a aprender.
É possível, então, afirmar que ainda por muitos anos as plantas continuarão fornecendo aos
pesquisadores inúmeros produtos para investigação, tais como: agentes de uso potencial para
a prevenção e tratamento de doenças como câncer, malária, esquistossomose,
tripanossomíase, desordens dos sistemas cardiovascular e nervoso, e infecções virais, como a
síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS) e outras (Vieira Filho, 2002).
Os países do terceiro mundo apresentam grande abundância em variedades genéticas
vegetais. Entretanto é limitada a capacidade de exploração plena destes recursos, de maneira
produtiva e contínua. Por outro lado, os países industrializados, embora carentes de recursos
naturais, dispõem de sofisticada tecnologia a serviço da crescente demanda de novas drogas e
de outros produtos químicos de interesse comercial. Como o estudo sobre a variedade
genética de plantas assume crescente importância internacional para a bioindústria, recursos
naturais vêm sendo estrategicamente explorados, com vantagens para os países menos
desenvolvidos (Paes, 1993).
O interesse nos recursos naturais brasileiros é grande, especialmente em relação às
plantas, já que o país possui uma das maiores biodiversidades do mundo, estimada em torno
de 20% do total das espécies animais e vegetais existentes. Segundo descrito no Atlas da
Biodiversidade, o estado de Minas Gerais é um dos mais ricos em biodiversidade do país.
Porém, reconhece-se que, apesar da variedade de formações, a flora mineira ainda é pouca
estudada. Tendo em vista o pequeno conhecimento a respeito dela, a ameaça de extinção pode
estar sendo subestimada (Brandão, 2003).
O estudo desta grande e importante biodiversidade depende de uma abordagem
específica e direcionada para as substâncias que a compõe. Sendo assim a química de
produtos naturais representa um elo dentro da área de pesquisa de plantas medicinais, à
medida que somente por meio dos métodos utilizados nessa área é possível realizar tanto o
isolamento e a purificação de novos compostos, como efetuar a correta determinação
estrutural e posterior síntese total ou parcial do constituinte de maior interesse. Os avanços
nessa área são enormes, especialmente nas últimas décadas onde se observou a inserção de
novos experimentos de espectroscopia de ressonância magnética nuclear e espectrometria de
massas. É fácil concluir que o futuro das descobertas de novos medicamentos passa
obrigatoriamente por esse campo da ciência (Di Stasi, 1995). É importante destacar ainda que
apesar do desenvolvimento da química de sínteses, o estudo de substâncias naturais presentes
I. Introdução Geral
4
em plantas oferece sempre novos modelos de estruturas químicas para estudos farmacológicos
e para o desenvolvimento de novos medicamentos (Pinheiro, 1980).
Sabe-se que algumas substâncias provenientes do metabolismo secundário de plantas
apresentam grande potencial farmacológico. Portanto, esses constituintes podem se tornar
futuros fármacos. Constata-se que a composição química de espécies vegetais, ainda está
longe de ser descrita em sua totalidade. Esse fato mostra que uma grande quantidade de
constituintes naturais não foi isolada ainda e devidamente estudada sob o ponto de vista
químico. Por outro lado, inúmeros compostos, já isolados e com estruturas químicas
determinadas, ainda não foram estudados quanto às potencialidades de sua utilização para
outras finalidades, especialmente a de interesse terapêutico. Apenas um grupo restrito de
substâncias possui suas propriedades farmacológicas plenamente determinadas. Assim, a
ciência ainda tem um longo caminho a percorrer no sentido de elucidar o papel desses
compostos na atividade biológica e completar o quadro de substâncias químicas disponíveis
nas espécies vegetais (Di Stasi, 1995).
Este trabalho justifica-se pelo fato de ainda serem escassos na literatura, registros
relacionados à constituição química e possíveis atividades biológicas de sâmaras de
Austroplenckia populnea. O estudo desta parte da planta poderá contribuir com a
caracterização de novos compostos químicos, atividades biológicas e com o enriquecimento
do acervo de bibliografias científicas no âmbito da química de produtos naturais.
II. OBJETIVOS DO TRABALHO
II. Objetivos
6
II. OBJETIVOS DO TRABALHO
OBJETIVO GERAL
A proposta deste trabalho consistiu na realização do estudo fitoquímico associado à
avaliação das atividades biológicas, proliferação celular e alelopatia, de extratos e
constituintes isolados de sâmaras de Austroplenckia populnea.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Os estudos tiveram início pela avaliação fitoquímica das sâmaras de A. populnea e,
posteriormente, os extratos e constituintes químicos isolados foram submetidos aos testes
biológicos, dando continuidade ao estudo das relações entre constituição química e
propriedades terapêuticas no gênero Austroplenckia, e de outras espécies da família
Celastraceae.
Os experimentos utilizados neste trabalho envolveram:
Obtenção de extratos brutos de sâmaras de A. populnea por extração contínua em
aparelho Soxhlet usando solventes de polaridades crescentes;
Fracionamento dos extratos por meio de processos cromatográficos;
Purificação de constituintes químicos através de diferentes processos
cromatográficos;
Elucidação estrutural de substâncias e possíveis derivados utilizando técnicas de
ressonância magnética nuclear de 1H e de 13C, DEPT-135 e de espectrometria de
massas (EM);
Avaliação do efeito de extratos e constituintes químicos isolados de sâmaras da
A. populnea sobre três linhagens celulares humanas cancerígenas – MCF-7
(adenocarcinoma ductal de mama), A549 (câncer de pulmão), HS578T
(carcinoma ductal de mama) – e uma linhagem celular humana não cancerígena
– HEK293 (embrionárias de rim);
Avaliação do efeito alelopático de extratos e constituintes químicos isolados de
sâmaras da A. populnea em diferentes concentrações de uso, sobre a germinação
e crescimento das sementes de picão-preto (Bidens pilosa L.).
III. REVISÃO DA LITERATURA
III. Revisão da Literatura
8
III. REVISÃO DE LITERATURA
III. 1. A família Celastraceae
A Família Celastraceae abrange 98 gêneros com aproximadamente 1264 espécies e
é considerada nativa de regiões sub-tropicais e tropicais do mundo, incluindo o norte da
África, América do Sul, e muitas partes do leste da Ásia, particularmente da China (Spivey
et al., 2002). No Brasil a família Celastraceae é representada por quatro gêneros: Maytenus
Juss., Goupia Reiss., Austroplenckia Lund. e Franhofera Mart. As plantas desta família
ocorrem de norte a sul do país, havendo espécies endêmicas e outras de ocorrência mais
generalizada, como se pode observar na Figura III. 1.
Figura III. 1. Distribuição da família Celastraceae em todo o mundo.
Os membros da família Celastraceae são árvores, arbustos ou lianas e apresentam
caules e folhas resinosas. Geralmente as flores são pequenas e regulares, sendo que a maioria
delas são pentâmeras e radialmente simétricas. Os frutos são carnudos, capsulares, ou
capsulares indeiscentes, bagas, aquenóides ou sâmaras. As sementes usualmente são aladas ou
foliáceas e contém um embrião bem diferenciado, clorofiloso e estreito e apresentam dois
cotilédones; largos, foliáceos (Cronquist, 1988; Lawrence, 1971).
As plantas da família Celastraceae têm sido valorizadas desde a antiguidade em razão
de seus extratos possuírem úteis propriedades medicinais. É surpreendente a quantidade de
propriedades atribuídas aos extratos dessas plantas na medicina e agricultura tradicional,
incluindo atividades tais como estimulante, bloqueador de apetite, sedativo, emético,
purgativo, restaurador de memória, contraceptivo masculino, antitumoral, antileucêmico, anti-
bacteriano, inseticida e repelente de insetos (Spivey et al., 2002).Várias substâncias isoladas
de membros da família Celastraceae apresentam atividade biológica (Brüning and Hilderbert,
1978; Duarte, 2000; Kupchan et al., 1972; Meléndez-Salazar, 2005; Silva, 1990). Dentre as
Celastraceae
III. Revisão da Literatura
9
substâncias obtidas de celastráceas, a maitansina, obtida de Maytenus ovatus Loes. apresentou
excepcional atividade inibitória in vitro contra carcinomas humanos, o que ajudou muito a
promover a química dos produtos desta família (Spivey et al., 2002).
Nos últimos trinta anos um grande número de metabólitos secundários bioativos têm
sido extraído de espécies da família Celastraceae, em especial dos gêneros Austroplenckia
(Vieira-Filho, 2002), Maytenus (Oliveira et al., 2006; Oliveira, 2007) e Salacia (Duarte et al.,
2009). Além de numerosos terpenóides, incluindo a classe dos quinonametídeos e dos
triterpenos pentacíclicos, que representam os constituintes de maior incidência nestas espécies
em quantidade e variedade estrutural, vários compostos bioativos como fenilalquilaminas,
maitansinóides e flavonóides têm sido isolados (Spivey et al., 2002). O aumento do interesse
pelo estudo desta família também se deveu à descoberta da ação antitumoral apresentada
também pela tingenona, um quinonametídeo de natureza triterpênica pentacíclica, encontrado
em espécies da família Celastraceae (Marine-Bettòlo, 1974).
Espécies desta família são de grande importância científica, uma vez que possuem
comprovada atividade biológica, tais como propriedade antitumoral, antimalárica e
antioxidante, entre outras (Jeller et al., 2004; Subhadhirasakul et al., 2008).
III. 2. Austroplenckia populnea (Reissek) LUNDELL
Considerações taxônomicas
O Gênero Plenckia foi inicialmente descrito no Brasil por Carl Friedrich Philipp von
Martius (1794-1868), no trabalho intitulado “Flora Brasiliensis”. Nesta obra, composta por 15
volumes, o autor descreve, juntamente com August Wilhelm Eichler e Ignatz Urban e com a
participação de 65 especialistas de vários países, 22767 espécies pertencentes à flora brasileira
pesquisadas em expedições pelo Brasil durante os anos de 1817-1820 (Henriques, 2008).
Dentre as espécies relatadas, encontra-se Plenckia populnea, nome apresentado segundo a
grafia e classificação utilizadas na obra para Austroplenckia populnea. Na Figura III. 2 estão
apresentadas em A) destacada em vermelho, a rota das expedições feitas por Martius pelo
Brasil. As expedições partiram do Rio de Janeiro, seguiram para São Paulo, Minas Gerais,
Goiás, atravessaram a Bahia, Pernambuco, Piauí e Maranhão. A seguir, partindo de Belém do
Pará, subiram o rio Amazonas e terminaram a viagem em Santarém, de onde Martius
embarcou para a Europa. Em B) visualiza-se a gravura feita por Martius para A. populnea na
qual observa-se flor, inflorescências, sâmaras e galho.
III. Revisão da Literatura
10
Figura III. 2. A) Mapa da rota das expedições feitas por Martius pelo Brasil B) Gravura feita
por Martius para A. populnea detalhando-se flor, inflorescências, sâmaras e galho. Fonte:
(CRIA, 2005).
Com o avanço de estudos recentes em ultra-estruturas, número de cromossomos, sítios
de restrições de DNA, e dados morfológicos, constantemente as espécies costumam ser
reenquadradas taxonomicamente e, portanto, dependendo do autor seguido, pode apresentar
taxonomias diferentes (Trevisan, 2010). De acordo com a literatura, Austroplenckia populnea
pode ser classificada como pertencente à subclasse Archiclamidae (Duarte, 2000; Engler,
1964; Silva, 1990) ou à subclasse Rosidae (Cronquist, 1988). Em função disto, são
apresentadas na Tabela 1, duas classificações aceitas na atualidade pelos Botânicos. Este
trabalho adotou a nomenclatura científica: Austroplenckia populnea (Reissek) – Lundell
(Celastraceae).
O gênero Austroplenckia é constituído por uma única espécie, o que lhe confere uma
característica muito peculiar, visto que esta espécie se torna um marco referencial para
estudos de rotas biossintéticas, para estudos quimiotaxonômicos e outros (Vieira Filho, 2002).
A) B)
III. Revisão da Literatura
11
Tabela III. 1: Classificação botânica, aceita para Austroplenckia populnea.
Classificação Engler, A., 1964 Cronquist, A., 1988
Divisão Angioepermae Magnoliophyta
Classe Dycotiledonae Magnoliopsida
Subclasse Archiclamydeae Rosidae
Ordem Celastrales Celastrales
Subordem Celastrinea
Família Celastraceae Celastraceae
Subfamília Tripterygioideae
Tribo Elaedendra
Gênero Plenckia
Subgênero Austroplenckia
Espécie populnea
Variedade Bela ovata
Fonte: Vieira Filho, 2002
Características botânicas
A. populnea é uma árvore que pode atingir até dez metros de altura (Figura III. 3). A
sua casca, ao sofrer algum corte mostra uma coloração vermelha intensa na sua parte mais
externa e uma cor amarela na parte interna (Lorenzi, 1992).
Figura III. 3. Foto da árvore de Austroplenckia populnea Reiss.
Fonte: http://www.plantsystematics.org/imgs/shimizu/r/ Celastraceae_Plenckia_populnea_39901.html
III. Revisão da Literatura
12
As flores da A. populnea são esverdeadas ou branco-amareladas, dispostas em
cimeiras axilares ou subterminais. Na região de Minas Gerais, as flores surgem durante os
meses de outubro a novembro. O fruto é uma sâmara grande, pendente e de cor esverdeada
(Figura III. 4). Após o amadurecimento as sâmaras ressecam e adquirem uma coloração
amarelada. O comprimento destas varia de 2 a 5 cm, e a largura de 0,5 a 1,5 cm. Cada sâmara
é provida de um apêndice mais ou menos tênue, membranoso e em forma de asa, e contém
apenas uma semente com o embrião axial, reto (Martius et al., 1865). As folhas são alternas,
oblongas, longo pecioladas, com as bordas serrilhadas, e a extremidade é puntiforme. As
folhas apresentam uma coloração verde-amarelada e brilhante ao sol; bem característica.
Figura III. 4. Foto da flor, folha e sâmara de Austroplenckia populnea Reiss.
É naturalmente encontrada nas regiões do cerrado brasileiro, principalmente nos
estados da Bahia e de Minas Gerais. Apresenta uma madeira bem resistente e adequada para
trabalhos de torneamento. Esta característica transforma esta planta num bom material para
uso em trabalhos de marcenaria (Vieira-Filho, 2002).
No Estado de Minas Gerais a Austroplenckia populnea é popularmente conhecida
como Mangabarana, Mangabeira Brava, Marmelo do Campo, Marmelinho do Campo, Piúva-
branca (Duarte, 2000; Lorenzi, 1992; Silva, 1990).
Situação atual da Austroplenckia populnea e perspectivas futuras
Devido às freqüentes queimadas, que acontecem nos campos, principalmente nos
períodos de seca, que em Minas Gerais ocorrem entre os meses de julho a setembro; e
III. Revisão da Literatura
13
também aos desmatamentos que são realizados de forma indiscriminada; existe a
possibilidade de acontecer a extinção desta espécie. Para evitar que isto ocorra sugere-se
controlar os fatores acima e desenvolver técnicas de cultivo da Austroplenckia populnea,
seguidas de projetos de plantio desta em grande escala (Vieira-Filho, 2002).
Em função da Organização Mundial da Saúde (OMS) estar recomendado o
aproveitamento do conhecimento tradicional do uso de plantas medicinais, é o momento de se
ter em conta e dar o real valor ao conhecimento etnofarmacológico, através da validação do
uso feito pelas populações, principalmente as indígenas. Esta planta é utilizada na medicina
popular na forma de bebida aquosa feita por cocção de folhas frescas ou secas, para o
tratamento de doenças do trato gastrintestinal como úlcera, gastrite, acidez crônica e outras
afecções do gênero. O decocto das raízes desta planta é usado tradicionalmente como
antidisentérico e anti-reumático e tiveram sua eficácia comprovada por Correa, 1969 e
Gonzalez et al., 1982 respectivamente (Andrade et al., 2007; Brüning and Hilderbert, 1978;
Vieira Filho et al., 2002).
Durante os últimos vinte anos, tem-se estudado sistematicamente aspectos
fitoquímicos e biológicos de Austroplenckia populnea. Extratos de folhas desta planta
exibiram atividade larvicida contra Strongyloides stercoralis (de Sousa et al., 2006), efeitos
antiulcerogênico e analgésico em ratos (Seito et al., 2002), além de terem efeitos
contraceptivos sobre a reprodução de ratos machos (Mazaro et al., 2002; Mazaro et al., 2000).
Vieira Filho et al., 2002 sugeriram que a presença significativa dos triterpenos pentacíclicos
friedelina, β-friedelinol e 28-hidroxi-friedelina neste extrato seja responsável pela atividade
antiespermatogênica observada nos experimentos.
Zanoni et al., 2005 avaliaram o potencial mutagênico de extratos da casca do caule de
A. populnea e observaram efeito clastogênico em células de medula óssea de ratos Wistar,
efeito este que não foi observado por Pugliesi et al., 2007 para extratos de folhas.
Extratos, frações e o ácido populnóico obtidos da casca de A. populnea, foram
investigados por Andrade et. al., 2007 e apresentaram atividade antiinflamatória e analgésica,
corroborando com o uso deste extrato pela população no tratamento de úlceras.
Pesquisas revelam a presença de grande variedade de sesquiterpenos e triterpenos
pentacíclicos em A.populnea (Vieira-Filho et al., 2001) com atividades biológicas diversas
como a atividade antitumoral do ácido pulpônico relatada por Monache, 1972. Além disso,
Duarte et al., 2002 relataram a atividade anti-tripanossomicida dos triterpenos pentacíclicos
20α-hidroxitingenona e ácido epicatônico, isolados de A. populnea, utilizando o tripanossoma
III. Revisão da Literatura
14
do subgênero Schizotrypanum isolado de morcego, que mostrou ser um modelo adequado
para uma seleção preliminar de compostos anti. T. (S.) cruzi.
Vieira Filho et. al., 1999 e Miranda et. al., 2009 avaliaram a atividade antibacteriana
de extratos de folhas, galhos e raízes, e dos triterpenos abruslactona A, 3-epi-abruslactona,
fridelina, 28-hidroxifridelano (canoflol), 3β-fridelinol, ácido catonônico, ácido epicatônico,
ácido populnílico, ácido populnínico, ácido populnônico , pristimerina e α-amirina, isolados
de A. populnea e dos seus produtos transformados, metil populnoato, metil catotonato e metil
epicatonato, em relação a Escherichia coli, Streptococcus faecalis, Staphylococcus aureus,
Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermides e Salmonella sp. Os resultados destes
trabalhos mostraram que os constituintes com características mais polares apresentam melhor
atividade antibacteriana.
Assim, o que se propõe nesse trabalho, é a continuidade do estudo fitoquímico e
biológico de extratos e constituintes de sâmaras de Austroplenckia populnea, abrindo uma
linha de pesquisa de frutos e sementes de outras espécies brasileiras pertencentes à família
Celastraceae. Os estudos contribuirão para aumentar o conhecimento químico desse vegetal e
também para fundamentar perspectivas de exploração racional do seu potencial em áreas
como farmacologia, ecologia, agricultura e outras.
IV. ESTUDO FITOQUÍMICO
IV. Introdução
16
IV. 1. INTRODUÇÃO
Produtos naturais são historicamente a maior fonte de agentes farmacêuticos. Um
grande número de plantas medicinais tem sido submetido a investigações químicas
detalhadas, e isso tem levado ao isolamento de moléculas bioativas que são avaliadas
farmacologicamente, com o objetivo de descoberta de novas drogas juntamente com novas
aplicações (Tantry, 2009). Este processo tem uma abordagem multidisciplinar, e depende da
interação entre ciências como botânica, química e farmacologia, incluindo toxicologia. Outros
campos do conhecimento também podem estar envolvidos, como por exemplo, antropologia,
agronomia e biotecnologia, dependendo do objetivo do estudo (Rates, 2001).
O desenvolvimento de medicamentos a partir de recursos vegetais demanda
experiência e paciência. O procedimento se inicia a partir da seleção de uma planta adequada
para o estudo farmacológico, o que pode ser feito baseando-se no uso tradicional, conteúdo
químico, seleção de toxicidade, randomizados ou uma combinação de vários critérios. A
estratégia mais comum para a escolha de uma planta é a observação do seu uso na medicina
popular, o que é conhecido como etnobotânica ou etnofarmacologia. Uma vez que a planta
medicinal é escolhida, o próximo passo é a sua recolha e identificação botânica. É importante
que a coleta da planta seja feita por um taxonomista profissional que é capaz de identificar
corretamente a espécie e preparar parte do material para a preservação em herbário a fim de se
ter um material de referência (exsicata). Preferencialmente, o local e a data de recolhimento
devem ser registrados e as informações mantidas, caso seja necessária coleta posterior. O
material vegetal é sujeito a um processo de estabilização, geralmente secagem à sombra, à
temperatura ambiente e com fluxo de ar controlado. O material vegetal seco ou estabilizado
deve ser, em pó, submetido a um processo de extração adequado. Para a obtenção de
compostos isolados, os extratos vegetais são analisados qualitativamente por métodos
cromatográficos seguido da determinação da estrutura destes compostos através de métodos
espectroscópicos (UV, infravermelho, espectros de massas ou RMN), então se faz uma
triagem para determinar a atividade biológica ou para obter uma avaliação geral destas
atividades. Com a estrutura química dos compostos e atividades biológicas definidas parte-se
para a síntese parcial ou total e a produção destes em larga escala. Após execução destas
etapas é necessária uma avaliação farmacológica e toxicológica do produto objetivando o uso
terapêutico (Ferry and Baltassat-Millet, 1977; Hamburger and Hostettmann, 1991; Rates,
2001; Soejarto, 1996; Tantry, 2009; Verpoorte, 1989; Williamson et al., 1996).
IV. Introdução
17
Entre várias plantas com utilização popular para fins farmacológicos, destacam-se as
espécies da família Celastraceae das quais várias substâncias isoladas apresentam atividades
biológicas (Brüning and Hilderbert, 1978; Da Silva, 1990; Duarte, 2000; Kupchan et al.,
1972; Meléndez-Salazar, 2005). Maytenus ilicifolia Reiss., conhecida popularmente como
“espinheira-santa” é atualmente um fitoterápico indicado para o tratamento de doenças
gastrointestinais, além de atividades antitumorais e anti-leucêmica encontradas em triterpenos
maytansinóides e quinonametídeos isolados desta e de outras espécies do mesmo gênero. A
investigação de constituintes químicos da espécie Austroplenckia populnea também merece
considerável atenção, já que relatos populares indicam o uso de folhas e raízes desta planta,
sob a forma de decocto, para o tratamento de disenterias e doenças de caráter inflamatório,
como o reumatismo, atividades estas que foram comprovadas em estudos anteriores (Andrade
et al., 2007). Além disto, outras atividades de extratos e compostos isolados foram estudadas
(Duarte et al., 2002; Mazaro et al., 2002; Mazaro et al., 2000; Miranda et al., 2009; Seito et
al., 2002; Vieira-Filho, 2002; Vieira Filho et al., 2002; Vieira Filho et al., 1999), porém ainda
são poucos os registros na literatura, da composição química, e possíveis atividades biológicas
de frutos e sementes desta espécie. Este trabalho teve prosseguimento com o objetivo de isolar
e identificar os compostos ativos de sâmaras de A. populnea para que, posteriormente, sejam
avaliadas as atividades sobre a proliferação celular e alelopática dos mesmos, contribuindo
assim com o estudo quimiotaxonômico do gênero Plenckia e de espécies de outros gêneros da
família Celastraceae.
IV. Experimental
18
IV. 2. EXPERIMENTAL
Os experimentos foram realizados no Núcleo de Estudo de Plantas Medicinais
(NEPLAM), Departamento de Química, Universidade Federal da Minas Gerais, Belo
Horizonte – MG, Brasil e Laboratório de Síntese de Substâncias Bioativas e Produtos, Escola
de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto – MG, Brasil
Foram adotados como critérios de pureza, a visualização de uma única mancha em
cromatoplaca de cromatografia em camada delgada (CCD) utilizando eluentes de diferentes
polaridades, o número de sinais no espectro de RMN de 13C e uma estreita faixa de fusão.
Métodos cromatográficos
Nos processos de cromatografia em coluna (CC), foi utilizada sílica gel (Merck 60 –
70-230 Mesh) em suporte de vidro com diâmetro interno adequado para cada caso. Adotou-se
a proporção aproximada de 1 g de amostra para 30 g de fase estacionária.
Para a cromatografia em camada delgada (CCD), utilizou-se suspensão de sílica gel
(Merck 60 G) em água (0,5% (p/v)) formando camada de 0,25 ou 0,50 mm de espessura,
sobre suporte de vidro de 3x10, 5x10 ou de 10x10 cm. Após secagem parcial em temperatura
ambiente as placas foram ativadas em estufa a 100 ºC durante 1 hora.
Todos os solventes utilizados nos processos de cromatografia foram de grau analítico
(P.A.).
Reveladores cromatográficos
As cromatoplacas foram colocadas em uma câmara fechada e submetida à irradiação
com luz ultravioleta ( = 254 ou 365 nm) para observação de possível fluorescência, e/ou
colocadas em uma cuba de vidro fechada em contato com vapores de iodo até a revelação das
mesmas.
Pontos de fusão
Pontos de fusão, obtidos em graus Celsius, foram determinados em aparelho Metler
FP82 equipado com processador Metler FP800.
Métodos espectrométricos
Os espectros de RMN de 1H e de 13C foram obtidos em espectrômetro Brucker
AVANCE DRX-400 ou em Brucker AVANCE DPX-200 MHz utilizando como referencial
interno, o sinal relativo ao tetrametilsilano (TMS) para o qual o deslocamento químico do
IV. Experimental
19
hidrogênio (H) é igual ao do carbono (C = 0,00). Os deslocamentos químicos () são
expressos em partes por milhão (ppm) e as constantes de acoplamento (J), em Hertz (Hz).
Solventes deuterados utilizados são indicados em cada caso.
Espectros de RMN de 13C teóricos foram calculados utilizando o programa ACD -
“Advanced Chemistry Development - Visionary Software for Scientists” – Versão 4.5.
Espectros de massas foram obtidos utilizando o espectrômetro de massas Agilent GC-
MSD 5975, do Laboratório de Cromatografia, do Departamento de Química do CEFET-MG
com o apoio da Profa. Dra. Adriana Akemi Okuma.
Dados da literatura
Para a obtenção de dados relacionados às substancias isoladas, foi utilizado o
programa SciFinder, que se encontra disponível para a UFOP e outras universidades
conveniadas em http://www.cas.org/products/sfacad/index.html.
IV. 2.1. Material vegetal
As sâmaras de Austroplenckia populnea utilizadas neste trabalho foram coletadas entre
os meses de junho e julho de 2007, nas proximidades da Lagoa do Miguelão, município de
Nova Lima, Minas Gerais. Neste período as sâmaras se mostram amadurecidas apresentando
uma coloração amarelo-palha e um aspecto de secura.
Para a confirmação da autenticidade botânica, uma amostra da espécie foi
adequadamente preparada e comparada com a exsicata de número 10.473, no Museu de
Historia Natural da UFMG.
As sâmaras foram devidamente selecionadas e logo a seguir submetidas à secagem. O
material foi respectivamente espalhado sobre folhas de papel “Kraft” e deixado ao ar livre
para o término da secagem. A seguir, submeteu-se o material à fragmentação em moinho de
facas.
IV. 2.2. Obtenção dos extratos
As sâmaras de Austroplenckia populnea previamente secas e moídas (286,97 g), foram
submetidas à extração exaustiva em aparelho Soxhlet utilizando-se sequencialmente, hexano,
clorofórmio, acetato de etila e etanol como solventes extratores. Ao término de cada extração,
o resíduo vegetal foi submetido à secagem em estufa a 37 ºC e posteriormente recolocado na
câmara do aparelho de Soxhlet para ser submetido a uma nova extração com um solvente de
IV. Experimental
20
maior polaridade. Os solventes utilizados nas extrações foram separados do correspondente
extrato, com auxílio de um evaporador rotatório, à pressão reduzida e mantendo-se a
temperatura situada entre 40 e 50 ºC. Após sua recuperação, o solvente foi re-utilizado em
novo processo de obtenção de extratos. Para o restante da secagem, o resíduo obtido do
evaporador rotatório foi rotulado como extrato e armazenado em dessecador à vácuo.
Para a identificação dos extratos obtidos, foram adotadas as letras “S” para codificar
sâmaras, “A” para Austroplenckia, “P” para populnea, “EH” para extrato hexânico, “EC” para
extrato clorofórmico, “EAE” para extrato acetato-etílico, “EE” para extrato etanólico e a
palavra “RESÍDUO - SAP” para representar o resíduo vegetal obtido após todo o processo de
extração com os diferentes solventes. Então, têm-se as siglas e extratos correspondentes na
Tabela IV. 2.1.
Tabela IV. 2.1. Siglas adotadas na identificação de extratos de sâmaras de
Austroplenckia populnea
Sigla
Material obtido à partir de
sâmaras de
Austroplenckia populnea
SAPEH Extrato hexânico
SAPEC Extrato clorofórmico
SAPEAE Extrato acetato-etílico
SAPEE Extrato etanólico
RESÍDUO – SAP
Resíduo vegetal obtido após
todos os processos de extração
com solventes orgânicos
A partir de cinco repetições da sequência de extrações contínuas para a obtenção dos
extratos, determinou-se o rendimento médio percentual para cada um dos extratos e para o
resíduo vegetal final. Considerou-se a massa inicial das sâmaras secas e fragmentadas, 286,97
g, como 100%. Um fluxograma do processo de obtenção dos extratos é representado na
Figura IV. 2.1 com seus respectivos rendimentos percentuais.
IV. Experimental
21
Figura IV. 2.1. Fluxograma do processo de obtenção dos extratos de sâmaras de
Austroplenckia populnea e seus respectivos rendimentos percentuais.
IV. 2.3. Fracionamento dos extratos
EXTRATO HEXÂNICO (SAPEH)
Durante o processo de eliminação do hexano em evaporador rotatório, observou-se a
formação de um precipitado viscoso. Tornou-se necessária a adição de acetato de etila ao
extrato parcialmente concentrado e resfriado (temperatura ambiente) para realizar a separação
do precipitado que, posteriormente, foi filtrado em funil de Büchner e lavado com acetato de
IV. Experimental
22
etila. O acetato de etila foi eliminado em evaporador rotatório juntamente com o hexano
residual, restando no balão um resíduo oleoso e de cor escura.
O extrato hexânico forneceu então uma parte sólida e outra oleosa, às quais foram
atribuídas as siglas SAPEH-S e SAPEH-O respectivamente. O rendimento percentual
verificado para estes produtos foi determinado, como pode-se observar no fluxograma
representado na Figura IV. 2.2.
Figura IV. 2.2. Fluxograma do processo de separação do extrato hexânico de sâmaras
de Austroplenckia populnea e respectivos rendimentos percentuais.
Fracionamento da parte sólida (SAPEH-S)
Após análise por cromatografia em camada delgada, SAPEH-S foi submetida ao
fracionamento por cromatografia em coluna utilizando como eluentes hexano, clorofórmio,
acetato de etila e metanol. Foram obtidas 304 frações de 100 mL que foram reunidas quando
semelhantes. Posteriormente, constatou-se que as frações eram constituídas por misturas
complexas e, tentativas de purificação pelos métodos disponíveis somente contribuíram para
torná-las ainda mais complexas (possivelmente devido a processos de decomposição). Então
se optou pelo armazenamento destas frações.
IV. Experimental
23
Fracionamento da parte oleosa (SAPEH-O)
18,0 g de SAPEH-O foram submetidos à coluna cromatográfica filtrante utilizando
como eluentes hexano, clorofórmio, acetato de etila e metanol. Foram coletadas 100 frações
de 250 mL respectivamente rotuladas como SAPEH-O 1, SAPEH-O 2, ..., SAPEH-O 100. Os
eluentes foram removidos em evaporador rotatório e as frações foram analisadas por
cromatografia em camada delgada e reunidas quando apresentaram perfil cromatográfico
semelhante. A Figura IV. 2.3 apresenta o fluxograma do processo de fracionamento da parte
oleosa obtida do extrato hexânico de Austroplenckia populnea.
Figura IV. 2.3. Fluxograma do processo de fracionamento de SAPEH-O obtido do
extrato hexânico de sâmaras de Austroplenckia populnea.
Embora classificadas como grupos, algumas frações não foram misturadas em um
único frasco.
Estudos anteriores das frações obtidas
Estudos realizados anteriormente por Vieira Filho, 2002, mostraram que o material
sólido esbranquiçado obtido das frações 01-10 de SAPEH-O, se tratava de uma mistura de
IV. Experimental
24
hidrocarbonetos com faixa de fusão entre 50 e 60 ºC. Este material foi identificado através de
análise por cromatografia gás-líquido (CGL) e por espectroscopia na região do infravermelho.
Identificou-se neste mesmo estudo (Vieira Filho, 2002) o composto Fridelina. Obtido
da parte sólida das frações 49-52, esta substância apresentou ponto de fusão entre 259 e 264
ºC e teste de Lieberman-Burchard positivo para triterpenos pentacíclicos.
Fração 55 de SAPEH-O
Na tentativa de isolamento de constituintes, a fração SAPEH-O 55 foi submetida à
cromatografia em camada delgada preparativa (CCDP) utilizando como eluentes hexano,
clorofórmio, acetato de etila e etanol puros ou em misturas de polaridade crescente, e revelada
em UV/Vis onde se pôde notar a presença de três substâncias, aqui nomeadas como TC5 (8,0
mg), TC6 (8,0 mg) e TC7 (9,0 mg).
Notou-se também que ao dissolver a fração 55 em acetona, houve a formação de um
material sólido, então nomeado TC8.
As substâncias (TC5, TC6, TC7 e TC8) foram submetidas à espectrometria de RMN
de 1H e de 13C e, posteriormente à espectrometria de massas.
Fração 59 de SAPEH-O
A fração SAPEH-O 59 (0,625 g) foi submetida a cromatografia em coluna de sílica gel
utilizando-se como eluentes hexano, clorofórmio, acetato de etila e metanol, puros ou em
misturas de polaridade crescente. Foram obtidas 26 frações de aproximadamente 30 mL cada.
As frações foram respectivamente rotuladas como CM01, CM02,..., CM26.
A análise por CCD seguida por exposição à luz ultravioleta indicou que as frações
CM01 a CM13 e CM19 a CM26 representavam misturas complexas e devido a baixa
quantidade disponível, foram descartadas. Por outro lado, CM14, CM15, CM16, CM17 e
CM18 apresentavam manchas únicas em cromatoplaca mesmo com a variação da polaridade
dos eluentes. Após análise por CCD, variando a polaridade dos eluentes, constatou-se que
cada uma destas frações estava constituída por um único componente, e que devido à variação
do fator de retenção (Rf) possivelmente se tratava de cinco compostos diferentes. Em função
desse resultado estas frações foram submetidas à espectrometria de RMN de 1H e de 13C e de
massas.
IV. Experimental
25
EXTRATO CLOROFÓRMICO (SAPEC), EXTRATO ACETATO-ETÍLICO
(SAPEAE) E EXTRATO ETANÓLICO (SAPEE)
Comparativamente aos extratos hexânicos e ao etanólico, os extratos clorofórmico e
acetato-etílico foram obtidos em quantidades menores, o que, limitou os estudos destes
extratos. Além disso, a análise por CCD de SAPEC, SAPEAE e SAPEE mostrou que se
tratavam de misturas complexas, contendo substâncias que apresentam valores de Rf muito
próximos. Estes extratos continuaram sendo submetidos a processos de fracionamento na
tentativa de isolamento de frações com grau de pureza adequado, porém não foram obtidos
resultados satisfatórios.
IV. Resultados e Discussão
26
IV. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Determinação estrutural de constituintes isolados de sâmaras de Austroplenckia populnea
Através de métodos cromatográficos aplicados às frações obtidas de extratos de
sâmaras de Austroplenckia populnea, foi possível efetuar a identificação de três compostos.
Da fração TC6 obtida do fracionamento de SAPEH-O 55 foi identificado o flavonóide
3,5,7,4’-tetrahidroxi-6-metoxi-8-prenilflavanona. As frações CM16, CM17 e CM18 obtidas
de SAPEH-O 59 foram caracterizadas como sendo, CM16 e CM17 uma amida de cadeia
longa, a undecanamida e CM18 um sesquiterpeno da classe dos agarofuranos, posteriormente
identificado como o 4-hidroxi-1,6,15-tri-acetiloxi-9,10-di-benzoiloxi-agarofurano.
As estruturas químicas destas substâncias foram identificadas através da análise dos
dados obtidos de espectros de RMN 1H e 13C e por espectrometria de massas. A comparação
dos registros disponíveis na literatura para as substâncias identificadas neste estudo foram
fundamentais para estabelecer as respectivas estruturas químicas.
TC6: 3,5,7,4’-Tetrahidroxi-6-metoxi-8-prenilflavanona.
Figura IV. 3.1. Estrutura química de TC6
(3,5,7,4´-tetrahidroxi-6-metoxi-8-prenilflavanona).
TC6 (Figura IV.3.1.) foi isolado através de cromatografia em camada delgada
preparativa (CCDP) da fração 55 de SAPEH-O utilizando-se como eluente a mistura de
hexano, clorofórmio e acetato de etila na proporção de 3,5: 5,0: 1,5; sob a forma de um
OHO
CH3O OH
OH
OH O
2
35
7 91´
4´1´´
3´´
IV. Resultados e Discussão
27
material sólido, amorfo e com faixa de fusão de 85-88 ºC. Uma única mancha foi observada
quando este material foi analisado por CCD, mesmo utilizando eluentes de diferentes
polaridades. Em função deste resultado TC6 foi submetido à espectrometria de RMN de 1H e
de 13C.
Através da análise do espectro de RMN de 13C (Figura IV. 3.2.) e do sub-espectro
DEPT-135 (Figura IV. 3.3.) de TC6 constatou-se a presença de três sinais de grupos metila
(um oximetílico), um metilênico, sete metínicos e dez sinais correspondentes a carbono não
hidrogenado. O sinal em C 195,91 foi atribuído a uma carbonila de cetona e os sinais em C
126,94 e em C 130,09 foram atribuídos a uma dupla ligação. No espectro de RMN de 1H
(Figura IV. 3.4.) foram identificados os sinais de hidrogênios aromáticos na região entre H
6,00 e H 8,00, sinal em torno de H 3,97 que foi atribuído a grupo hidroxila ligado a CH (C
73,34).
IV. Resultados e Discussão
28
Figura IV. 3.2. Espectro de RMN de 13C obtido para TC6 (CDCl3, 50 MHz).
IV. Resultados e Discussão
29
Figura IV. 3.3. Sub-espectro DEPT-135 obtido para TC6 (CDCl3, 50 MHz).
IV. Resultados e Discussão
30
Figura IV. 3.4. Espectro de RMN de 1H obtido para TC6 (CDCl3, 200 MHz).
Por meio de pesquisa de dados na literatura disponível e utilizando o programa
SciFinder Scholar, foi observada uma similaridade entre os dados de RMN de TC6 com os da
IV. Resultados e Discussão
31
3,5,7,2’-tetrahidroxi-6-metoxi-8-prenilflavananona isolada de Dioclea grandiflora (Lemos et
al., 2002). A análise comparativa dos dados desta flavanona contribuiu para o estabelecimento
da estrutura química de TC6. Os dados de RMN correspondentes aos hidrogênios e carbonos
da flavananona isolada de Dioclea grandiflora e de TC6 encontram-se listados na Tabela IV.
3.1.
Com base nos perfis espectrométricos (Figuras IV. 3.2. a Figura IV. 3.4.) e dos dados
da Tabela IV. 3.1, foi proposta para TC6 a estrutura do 3,5,7,4’-tetrahidroxi-6-metoxi-8-
prenilflavanona (C21H22O7, MM = 386) (Figura IV. 3.1.).
Através do programa SciFinder Scholar, (Acessado em 05/11/2011) não foram
encontrados dados a respeito deste composto, o que permite concluir que TC6 ou 3,5,7,4´-
tetrahidroxi-6-metoxi-8-prenilflavanona é uma substância ainda inédita na literatura.
IV. Resultados e Discussão
32
Tabela IV. 3.1. Dados obtidos da espectrometria de RMN de 1H e 13C de TC6 (400 e
100 MHz; CDCl3, ppm)
*3,5,7,2’-Tetrahidroxi-6-metil-8-prenil flavananona (Lemos et al., 2002).
POSIÇÃO C DEPT H C
(Literatura)*
2 79,009 CH 6,99 79,2
3 73,338 CH 5,43 72,6
4 195,917 C - 199,6
5 151,609 C 11,19 (OH) 153,9
6 128,722 C - 129,9
7 156,820 C - 158,7
8 108,249 C - 108,4
9 155,597 C - 156,4
10 100,381 C - 101,4
1’ 124,109 C - 124,9
2’ 126,941 CH 7,26 157,3
3’ 130,093 CH 7,09 116,3
4’ 153,968 C - 129,9
5’ 121,469 CH 7,03 119,5
6’ 118,253 CH 7,55 129,0
1’’ 21,094 CH2 3,27 22,4
2’’ 121,301 CH 5,43 123,4
3’’ 132,548 C - 130,8
4’’ 17,763 CH3 1,66 17,7
5’’ 25,766 CH3 1,25 25,7
OCH3 61,094 CH3 3,30 60,2
IV. Resultados e Discussão
33
CM16 e CM17: Undecanamida
H3C (CH2)13 CH2 CO
NH2
Figura IV. 3.5. Estrutura química da undecanamida proposta para CM16 e CM17.
As frações CM16 e CM17 foram obtidas através de cromatografia em coluna de sílica
gel da fração SAPEH-O 59, eluída de forma isocrática com mistura de clorofórmio e acetato
de etila (6:4). Em função da similaridade observada na cromatoplaca revelada com vapores de
iodo, essas frações foram reunidas e denominadas CM17. Após a evaporação do eluente
obteve-se um material pastoso e de aspecto esbranquiçado. Por apresentar um único
componente observado através de análise por CCD, esse material foi submetido à
espectrometria de RMN de 1H e de 13C incluindo experimento DEPT-135.
No espectro de RMN de 1H (Figura IV. 3.6.) o sinal em torno de H 0,80 foi atribuído
a hidrogênio de grupo metila e os sinais intensos na região de H 1,20 a H 1,90 foram
atribuídos a hidrogênios de grupos metílicos pertencentes à cadeia longa.
No espectro de RMN de 13C (Figura IV. 3.7.) foi observado uma predominância de
sinais na região entre C 10,00 a C 35,00 correspondentes a grupos metilênicos e metílicos,
confirmados através do sub-espectro DEPT-135 (Figura IV. 3.8.). O sinal C 14,75 foi
atribuído a um grupo metílico. Os sinais intensos observados na região entre C 28,16 a C
33,02 foram associados a grupos metilênicos de cadeia longa. O sinal em C 175,10 foi
atribuído a uma carbonila de amida. Baseando-se nos valores observados a partir da curva de
integração no espectro de RMN de 1H de CM17 foi feita uma correspondência entre o número
de hidrogênios e de carbonos (Tabela IV. 3.2.). Foi estabelecida a presença de 16 carbonos.
Tabela IV. 3.2. Valores observados na curva de integração no espectro de RMN de 1H de
CM17 e respectivas proporcionalidades em termos de número de hidrogênios e de carbonos
Integração 1,00 1,474 1,794 1,834 8,749 4,406 6,867 34,218 6,208
Atribuição 1H 1H 2H 2H 4H 2H 3H 16H 3H
NH2 1C 1C 2C 1C 2C 8C 1C
IV. Resultados e Discussão
34
Figura IV. 3.6. Espectro de RMN de 1H obtido para CM17
(Acetona-D3, 200 MHz). Acima, expansão entre H 3,5 a H 8,5.
IV. Resultados e Discussão
35
Figura IV. 3.7. Espectro RMN 13C obtido para CM17 (Acetona-D3, 50 MHz).
IV. Resultados e Discussão
36
Figura IV. 3.8. Sub-espectro DEPT-135 obtido para CM17 (Acetona-D3, 50 MHz).
Com base nos dados encontrados propõe-se para esse constituinte a estrutura da amida
de cadeia longa undecanamida (Figura IV. 3.1.).
IV. Resultados e Discussão
37
CM18: 4-Hidroxi-1,6,15-tri-acetiloxi-9,10-di-benzoiloxi-agarofurano.
O
O
O
OH
OO
O
O
O
O
O
1
37
89
11
12
13
14
15
Figura IV.3.9. Estrutura química proposta para CM18
(4-hidroxi-1,6,15-tri-acetiloxi-8,9-di-benzoiloxi-agarofurano).
Assim como CM16 e CM17, o composto CM18, também foi isolado a partir da
cromatografia em coluna da fração SAPEH-O 59. Após a evaporação do eluente obteve-se
uma substância sólida, amorfa, de cor esbranquiçada e que apresentou faixa de fusão de 148-
152 ºC.
No espectro de RMN de 1H (Figura IV. 3.10) foi observado um conjunto de sinais
entre H 1,26 e H 1,67 e outro entre H 2,08 e H 2,11 correspondentes a hidrogênios de
carbono alifático. Foram notados também sinais entre H 7,38 a H 7,67, e entre H 7,93 a H
8,15, correspondentes a hidrogênios ligados a carbono aromático. Simpletos foram
observados em H 1,47, H 1,52, H 2,11, H 2,08, H 2,26. Pelas respectivas curvas de
integração foi possível constatar que estes sinais correspondiam a grupos metila ligados
respectivamente a carbonos quaternários. A curva de integração do sinal de hidrogênio em H
1,56 mostrou que este correspondia a duas metilas.
Através da análise do espectro de RMN de 13C (Figuras IV. 3.11. e Figura IV. 3.12) e
do sub-espectro DEPT-135 (Figura IV. 3.13) de CM18 observou-se a presença de oito sinais
de grupos metila, sete metilênicos, onze metínicos e doze sinais correspondentes a carbono
não hidrogenado. O sinal observado em C 79,00 foi atribuído à ligação C-O. Foi identificado,
nos perfis dos espectros de RMN de 1H e de 13C de CM18, um sinal em H 4,01 atribuído a
um grupo hidroxila ligado a CH. Observou-se uma similaridade com os espectros do 4-
IV. Resultados e Discussão
38
hidroxi-1,2,6,15-tetra-acetiloxi-9-benzoiloxiagarofurano ou populnano, isolado de folhas de
A. populnea (Vieira Filho, 2002).
Figura IV. 3.10. Espectro de RMN de 1H obtido para CM18 (Acetona-D3, 200 MHz).
IV. Resultados e Discussão
39
Figura IV. 3.11. Espectro RMN 13C obtido para CM18 (Acetona-D3, 50 MHz).
IV. Resultados e Discussão
40
Figura IV. 3.12. Ampliação do espectro RMN 13C obtido para CM18 (Acetona-D3, 50
MHz), entre C 15,00 a C 95,00 e entre C 13,00 a C 175,00.
IV. Resultados e Discussão
41
Figura IV. 3.13. Sub-espectro DEPT-135 obtido para CM18 (Acetona-D3, 50 MHz).
IV. Resultados e Discussão
42
Considerando o esqueleto básico dos agarofuranos e de acordo com os dados obtidos
através de RMN, principalmente de 13C, incluindo experimento DEPT-135 foi possível
estabelecer a existência de grupos substituintes, tais como hidroxila, metila, acetila e benzoíla
na estrutura química de CM18 (Figura IV. 3.14).
O
2
37
9
OH
CH3
O
O
CH3
O
O
Figura IV. 3.14. Esqueleto básico de um agarofurano e possíveis grupos substituintes
(hidroxila, metila, acetila e benzoíla) de CM18
Sesquiterpenóides agarofurânicos ocorrem sob a forma de triciclos poli-oxigenados
baseados em um esqueleto de núcleo C15 conhecido como diidroagarofurano. Este esqueleto
compreende os anéis A e B na forma de uma trans-decalina axialmente dimetilada, fundida
axialmente a um grupo (CH3)2C-O, constituindo assim o tetraidrofuranil, ou o anel C (Spivey
et al., 2002). O sistema de anéis diidroagarofurano esquematizado sob a forma plana e com
estereoquímica cadeira-cadeira indica como o anel C está encaixado na molécula (Figura IV.
3.15.). De acordo com Spivey (2002) o anel C, na face superior da molécula, corresponde à
apresentação convencional de estruturas de terpenóides e esteróides.
O
1
37
9
1112
13
AB
C
O Face
Face
Figura IV. 3.15. Estrutura básica de um diidroagarofurano.
IV. Resultados e Discussão
43
Do extrato hexânico obtido de folhas de Austroplenckia populnea foi isolado o 4-
hidroxi-1,2,6,15-tetra-acetiloxi-9-benzoiloxiagarofurano (Vieira-Filho, 2002). Em função
disto, foi feito um levantamento de outros agarofuranos isolados de espécies da família
Celastraceae. Constatou-se que, Chang (2006), ao estudar a espécie Reissantia buchananii,
também da família Celastraceae, isolou agarofuranos, por ele denominados de reissantinas F-
H 1, 2 e 3 (Figura IV.3.16.). Em função da similaridade de alguns grupos substituintes
efetuou-se uma comparação dos dados de RMN publicados para os agarofuranos reissantinas
F-H 1, 2 e 3 (Chang et al., 2006), com os deslocamentos químicos de 13C observados para
CM-18 (Tabela IV. 3.3.).
OOH
OAc
OO
O
OAc
2
37
9
O
N
O
O
O
O
1
O OH
OAcOHO
AcO
O
O
2
O
N
O
O OH
O
O
O
O
N
O
O
O
O
OH
3
Figura IV. 3.16. Reissantinas F-H 1, 2 e 3 isoladas de Reissentia Buchananii
(Chang et al., 2006).
IV. Resultados e Discussão
44
Tabela IV. 3.3. Comparação dos deslocamentos químicos de carbono (C) de CM18, com
dados do anel agarofurânico de Reissantinas F-H 1, 2 e 3
Carbono Número Atribuição C
CM-18
C de reissantinas isolados de Reissantia
buchananii (Chang et al., 2006) 1 2 3
1 CH 74,10 76,39 77,32 -
2 CH2 23,38 25,06 27.49 -
3 CH2
38,43 37,99 39,11 39,84
4 C 71,88 70,22 70,95 70,16
5 C 92,83 92,51 91,32 93,87
6 CH 79,00 75,11 78,54 74,87
7 CH 54,19 52,07 53,71 53,74
8 CH 74,00 75,50 68,74 70,88
9 CH 76,06 75,04 72,68 -
10 C 53,10 50,71 51,08 -
11 C 83,34 83,97 84,47 83,82
12 CH3 25,71 25,79 30,41 24,00
13 CH3 28,77 29,62 26,51 29,37
14 CH3 23,45 23,41 23,78 23,29
15 CH2 61,49 61,03 - -
Benzoila ligado ao C8
C=O 165,53 165,62 165,69 166,27
C1 (C) 131,09 128,38 128,83 129,28
C2 e C6 (CH) 129,40 129,02 129,90 130,16
C3 e C5 (CH) 129,49 128,38 128,67 128,82
C4 (CH) 134,23 133,35 133,31 133,82
Benzoila ligado ao C9
C=O 165,52
C1 130,63
C2 e C6 130,43
C3 e C5 130,63
C4 134,36
Acetila ligada ao (C6)
C=O 170,55 169,82 169,24 -
CH3 21,46 21,43 20,80 -
IV. Resultados e Discussão
45
Através desta comparação e juntamente com análise feita utilizando o programa
Advanced Chemistry Development - Visionary Software for Scientists, envolvendo variação da
posição dos grupos substituintes seguida da obtenção da respectiva projeção do espectro de 13C, foi possível propor para CM18 a estrutura do 4-hidroxi-1,6,15-tri-acetiloxi-8,9-di-
benzoiloxi-agarofurano (Figura IV.3.9.).
Para confirmar esta proposta, CM18 foi analisada por cromatografia a gás, acoplada a
espectrometria de massas (CG-EM) em equipamento Agilent GC-MSD 5975. As condições
de análise foram:
T (injetor) = 240 °C
Volume injetado = 1 uL, Split 100:1
Solvent delay = 2,3 min
Pressão = 1,4 psi
Programa de T do forno: 200 °C (isoterma 1 min), 20 °C/min até 280 °C (isoterma 40
min) = 45 min de análise
Intervalo de massas = 25 a 750 u.m.a.
No cromatograma obtido para CM18 (Figura IV. 3.17) foi observado a presença de
três constituintes em maior proporção [tr = 3,83 min (11,33 %), tr = 20,38 min (23,30 %) e tr
= 39,19 min (46,02 %)] (Tabela IV. 3.4.).
5 . 0 0 1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 00
2 0 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0
8 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0
1 2 0 0 0 0 0
1 4 0 0 0 0 0
1 6 0 0 0 0 0
1 8 0 0 0 0 0
2 0 0 0 0 0 0
T im e - ->
A b u n d a n c e
T I C : C M -1 8 . D \ D A T A . M S
Figura IV. 3.17. Cromatograma de CM18, obtido por CG-EM.
IV. Resultados e Discussão
46
Tabela IV. 3.4. Tempo de retenção dos constituintes de CM18 e respectivas porcentagens,
determinados através do cromatograma obtido por CG-EM
Tempo de retenção (Minutos) Área Área (%) Quantidade (%)
3,831 31455515 5,721 11,330
4,664 8310225 1,511 2,993
4,997 5384853 0,979 1,940
15,918 12586207 2,289 4,533
18,031 10677968 1,942 3,846
19,606 11274674 2,051 4,061
20,389 64715712 11,770 23,309
39,197 127791443 23,242 46,028
277639112 50,495 100,000
Para os três constituintes presentes em maior porcentagem, foi obtido o
correspondente espectro de massas (ionograma). No espectro de massas do constituinte de tr =
39,19 min., (Figura IV. 3.18 a Figura IV. 3. 20.) foi observado o pico de relação m/z = 592,
que foi associado a [M+ - ácido acético] e o pico m/z = 105, relativo a perda de C7H5O (-
CO.) e também o pico m/z = 43 correspondente a CH3C=0, que são condizentes com a
estrutura proposta para CM18.
5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 0 00
5 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0
1 5 0 0 0 0
2 0 0 0 0 0
2 5 0 0 0 0
3 0 0 0 0 0
3 5 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0
4 5 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0
5 5 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0
6 5 0 0 0 0
7 0 0 0 0 0
m / z - - >
A b u n d a n c e
S c a n 4 5 2 7 ( 3 9 . 1 5 5 m in ) : C M - 1 8 . D \ D A T A . M S1 0 5 . 0
4 3 . 01 6 4 . 0
2 4 6 . 14 8 8 . 22 0 5 . 0 5 3 0 . 23 0 6 . 1 3 9 7 . 13 5 1 . 1 5 9 2 . 24 4 6 . 2
Figura IV. 3.18. Espectro de massas do constituinte de CM18 de tr = 39,19 min.
IV. Resultados e Discussão
47
5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 00
1 0 0 0 0
2 0 0 0 0
3 0 0 0 0
4 0 0 0 0
5 0 0 0 0
6 0 0 0 0
7 0 0 0 0
8 0 0 0 0
9 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0
1 1 0 0 0 0
1 2 0 0 0 0
1 3 0 0 0 0
1 4 0 0 0 0
1 5 0 0 0 0
1 6 0 0 0 0
1 7 0 0 0 0
1 8 0 0 0 0
m / z - - >
A b u n d a n c e
S c a n 2 2 1 6 ( 2 0 . 3 8 5 m in ) : C M - 1 8 . D \ D A T A . M S1 0 5 . 0
5 7 . 1
1 6 4 . 0
2 0 7 . 02 4 6 . 1
4 8 8 . 1 5 3 0 . 23 0 6 . 1 3 7 7 . 0 4 2 7 . 0 5 7 2 . 2
Figura IV. 3.19. Espectro de massas do constituinte de CM18 de tr = 20,38 min.
No espectro de massas do constituinte de tr = 20,38 min. (Figura IV. 3.19.), foi
observado o pico de relação m/z = 572, que foi associado à estrutura proposta, porém há um
grupo acetiloxi na posição C-8 ou C-9 do anel agarofurano, ao invés do grupo benzoiloxi
(Figura IV. 3.20.).
OO
O
O
O
O
OH
OO
O
O
O
8
9
Figura IV. 3.20. Estrutura proposta para o constituinte de CM18, de tr = 20,38 min.,
contendo MM = 572. As posições dos grupos acetiloxi e benzoiloxi em C-8 e C-9 podem
estar invertidas.
No espectro de massas do constituinte de tr = 3,82 min., (Figura IV.3.21.) foi
observado o pico de relação m/z = 256. Para este espectro, o “software” do banco de dados
NIST MS Search 2.0 instalado no aparelho Agilent GC-MSD 5975 utilizado, indicou tratar-se
do ácido hexadecanóico, cujo espectro é bastante similar (Figura IV. 3.22.).
IV. Resultados e Discussão
48
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 3200
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
200000
m/ z-->
Abundanc e
Sc an 177 (3.824 min): CM -18.D \ D AT A.M S73.0
43.0
129.0
97.1213.1
157.1 185.1256.1
281.0 326.8
Figura IV. 3.21. Espectro de massas relativo ao constituinte de CM18, de tr = 3,82 min.
(replib) n-Hexadecanoic acid
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 3400
50
100
43
60 73
8397
115
129
143157 171 185
199
213
227 241
256
OH
O
Figura IV. 3.22. Espectro e estrutura do ácido hexadecanóico sugerida pelo banco de dados
NIST Search 2.0. aparelho Agilent GC-MSD 5975
Espectros de RMN em duas dimensões foram obtidos para CM18 e encontram-se em
anexo.
V. EFEITO DE CONSTITUINTES DE
SÂMARAS DE Austroplenckia populnea
SOBRE PROLIFERAÇÃO CELULAR
V. Introdução
50
V. 1. INTRODUÇÃO
A procura por novas opções terapêuticas para tratamento dos diferentes tipos de
câncer é um dos assuntos de maior interesse da pesquisa de produtos naturais. Com o objetivo
de se encontrar extratos vegetais e compostos purificados com atividade inibitória sobre os
tipos de câncer, vários trabalhos vêm sido desenvolvidos. A principal área de pesquisa,
conforme definido pelo número de publicações que descrevem compostos bioativos derivados
de plantas nos últimos anos, são fármacos anti-tumorais, antibióticos, compostos contra
doenças tropicais, anticoncepcionais, anti-inflamatórios, imunomoduladores protetores de rim
e medicamentos para uso psiquiátrico (Mesquita, 2009; Rates, 2001).
Diversas classes de compostos foram relatadas em estudos anteriores com apreciável
atividade anticâncer, dentre elas podemos citar terpenos (sesquiterpenos, diterpenos e
triterpenos), alcalóides, cumarinas, lignanas, flavonóides, taninos, curcuminóides e
polissacarídeos. Existem também relatos de famílias de plantas, que já tiveram seus extratos
e/ou seus compostos isolados testados com atividade anticâncer (Filho, 2008).
Maitansina, composto isolado no início de 1970 da espécie Maytenus ovatus Loes.,
mostrou ser extremamente potente como agente citotóxico em testes in vitro e trouxe
esperanças para sua utilização no tratamento do câncer. No entanto, infelizmente, sua
atividade muito promissora não se traduziu em eficácia quando feitos ensaios clínicos de fase
II em seres humanos, devido a sua toxicidade dose-limitante. Uma vez que o composto foi
eficaz em animais, a aparente toxicidade em seres humanos pode ser devido a diferenças no
metabolismo. Contudo, por causa de sua potência extremamente alta, maitansina e seus
congêneres continuam representando moléculas interesse (Cassady et al., 2004; Cragg and
Newman, 2005; Kupchan et al., 1972).
Costa et al. (2008) e González et al. (2000) também relatam atividade anticâncer de
compostos isolados de Celastráceas. Nestes estudos, pristimerina e sesquiterpenos isolados de
espécies Maytenus sp. foram testados frente a linhagens celulares cancerígenas humanas e se
mostram potentes agentes antiproliferativos.
Além de compostos isolados, extratos brutos de espécies da família Celastraceae
foram estudados. Monks et al. (2002) avaliaram a atividade de 145 extratos de plantas
brasileiras contra linhagens celulares humanas de tumor e dentre as plantas testadas, cinco
espécies são pertencentes a família Celastraceae (Maytenus boaria, Maytenus cassiniformis,
Maytenus dasyclada, Maytenus ilicifolia e Maytenus robusta). Através deste estudo, foi
verificado que três das cinco espécies do gênero Maytenus sp. testadas apresentam atividade
V. Introdução
51
citotóxica frente as linhagens celulares HT29 (adenocarcinoma de cólon humano) e NCI-
H460 (carcinoma de células pulmonares humanas) (Monks et al., 2002). Este trabalho
continua em andamento para isolar e identificar os componentes ativos dessas espécies.
Diante dos resultados promissores obtidos através de estudos de espécies da família
Celastraceae no desenvolvimento de terapêuticos para tratamento de câncer, no presente
trabalho foram avaliados extratos e constituintes isolados (proantocianidina A e 4’-O-metil-
epigalocatequina) de sâmaras de Austroplenckia populnea frente a três linhagens celulares
humanas cancerígenas (MCF7, A549, HS578T) e uma linhagem celular humana normal
(HEK293) através do ensaio de fosfatase ácida.
Proantocianidinas são compostos da classe dos flavonóides e estão presentes em
inúmeras plantas. Estes compostos são essenciais como parte da dieta humana e são
comumente encontrados em chás, vinho tinto, frutas, vegetais e sementes (Middleton and
Theoharides, 2000). Estudos mostram a grande variedade de bioatividades destes compostos
como, por exemplo: antibacteriana, antiviral, (De Bruyne T, 1999), anti-carcinogênica
(Carnésecchi S, 2002; De Bruyne T, 1999; Jang M, 1997; Ye X, 1999) antiinflamatória (Li
WG, 2000; Subarnas A, 2000) e anti-alérgica (Mao TK, 2000; Middleton E, 2000; Pearce F,
1984). Proantocianidinas foram também relatadas como redutoras da concentração de
especies reativas de oxigênio (Bagchi D, 1997), e da oxidação de lipoproteínas de baixa
densidade (Fremont L, 1999).
4’-O-metil-epigalocatequina é uma catequina polifenólica e um antioxidante natural
presente em alguns extratos de plantas. Recentes estudos revelaram que epigalocatequinas
podem atuar sinergicamente, sensibilizando células de câncer de mama para o paclitaxel in
vitro e in vivo (Jiang et al., 2010). Para a epigalocatequina metilada também foi mostrada a
propriedade de inibir tipos I e IV de alergias de forma mais eficaz que epigalocatequinas não
metiladas. No entanto, ainda se aguarda um completo entendimento dos mecanismos
envolvidos nas atividades biológicas destes compostos (LIN, 2005).
V. Experimental
52
V. 2. EXPERIMENTAL
Os experimentos descritos aqui foram conduzidos no “Genetics and Biotechnolgy Lab,
Botany & Plant Science”, “National University of Ireland” – Galway, Irlanda.
Neste trabalho foram utilizadas três linhagens de células tumorais, A549 (carcinoma
de pulmão humano), HS578T (carcinoma de mama humano), MCF7 (adenocarcinoma de
mama humano) e uma linhagem não tumoral, HEK 293 (embrionária de rim humano),
fornecidas por “American Type Culture Collection” (ATCC), EUA.
A câmara de segurança biológica (Safe fast elite - Faster) e todos os utensílios
utilizados, foram limpos com 70% de álcool etílico industrial (IMS), antes e após o uso. Todo
o trabalho com células foi realizado em ambiente estéril respeitando técnica asséptica
rigorosa.
Durante todo o período experimental as culturas de células foram mantidas em estufa
(New Brunswick Galaxy - Eppendorf) de atmosfera úmida, a 37 ºC com suplementação de
5% (v/v) de dióxido de carbono (CO2).
Utilizou-se como meio de cultura, o “Dulbecco’s Modified Eagle Medium”
(DEMEM) (Sigma), suplementado com soro fetal bovino (SFB) (Sigma) 10% v/v e
penicilina-estreptomicina (Sigma) 1% v/v, pré-aquecido a 37 ºC em banho-maria
(Fisherbrand).
Para a tripsinizaçao das células aderentes foi utilizada solução de 0.25% v/v de
tripsina contendo 0.01% de EDTA em PBS e, a seguir, meio de cultura foi utilizado para a
inativação da tripsina.
A solução de substrato para o ensaio de fosfatase ácida foi preparada a partir de 10mM
de p-nitrofenol fosfato (Sigma) em 0.1M acetato de sódio (Sigma) e 0.1% triton X-100 (BDH)
com pH 5.5.
Soluções termoestáveis e vidrarias foram esterilizadas em autoclave horizontal a 121
ºC por 20 minutos sob pressão de 1 bar (1,02 kgf/cm²). Soluções termolábeis foram filtradas
em filtros estéreis de 0,22 µm (Sigma).
Descongelamento de linhagens celulares
As linhagens celulares A549, HS578T, MCF7 e HEK 293, inicialmente armazenadas
em nitrogênio líquido, foram descongeladas em ambiente estéril através da adição de
DEMEM, suplementado com 10% v/v de SFB e 1% v/v de penicilina-estreptomicina, pré-
aquecido à 37ºC. As suspensões celulares foram transferidas para frascos de cultura onde
V. Experimental
53
tiveram os respectivos volumes de meio de cultura ajustados e foram cuidadosamente
homogeneizadas. Os frascos foram mantidos a 37 ºC até formação da monocamada celular.
Trocou-se o meio de cultura a cada 24h. As células foram sub-cultivadas quando atingiram de
60 a 80% da densidade de saturação.
Subcultura de células aderentes
As células foram observadas em microscópio de fase invertida (Olympus CKX41)
para avaliar o grau de confluência e confirmar a ausência de contaminações. Posteriormente, o
meio de cultura foi removido dos frascos de cultura e as células foram tripsinizadas. As
suspensões celulares foram centrifugadas à 1000 RPM durante 5 minutos (Centrífuga 5804
Eppendorf) e após a remoção dos respectivos sobrenadantes, as células foram re-suspensas em
meio de cultura fresco e mantidas a 37 ºC.
Contagem celular
As células foram novamente tratadas com tripsina, seguida por centrifugação e adição
de meio de cultura fresco, como feito anteriormente. A densidade celular foi então
determinada utilizando-se placas de contagem descartáveis preenchidas com o corante vital
Azul Tripan 0,4% p/v (Sigma) homogeneizado com uma alíquota da respectiva suspensão de
células. A concentração de cada suspensão celular foi acertada, e 100,0 µL das suspensões
celulares obtidas foram distribuídas em cada orifício das microplacas de cultura celular de 96
poços chegando-se então a uma concentração de 1x105 células/mL em cada orifício. As
microplacas foram incubadas por 24 horas a 37 ºC para a formação e a adesão da
monocamada celular nos poços.
Preparo das amostras
Os procedimentos utilizados para a obtenção dos extratos de sâmaras de
Austroplenckia populnea foram previamente descritos em “IV. 2.2. Obtenção dos extratos”.
Os compostos, proantocianidina A e 4’-O-metil-epigalocatequina, utilizados nos testes de
proliferação celular, foram obtidos em estudos anteriores por Vieira Filho (2002) e Silva
(1990) respectivamente.
As soluções estoque dos extratos de sâmaras de A. populnea foram preparadas a cada
experimento utilizando dimetilsulfóxido (DMSO) como solvente. A seguir, estas foram
adequadamente diluídas em meio de cultura suplementado, obtendo-se como concentrações
finais a serem testadas: 125µg/mL; 250µg/mL; 500µg/mL e 1000µg/mL. Evitou-se exceder
1% (v/v) de DMSO na solução de maior concentração testada. Como controle, utilizou-se
V. Experimental
54
soluções de DMSO diluído em meio de cultura suplementado nas concentrações: 0.125%
(v/v); 0.25% (v/v); 0.5% (v/v) e 1% (v/v).
Soluções estoque de proantocianidina A e 4’-O-metil-epigalocatequina, ambos
isolados de extratos de A. populnea, foram preparadas a cada experimento utilizando meio de
cultura suplementado como solvente. Estas soluções foram adequadamente diluídas em meio
de cultura suplementado, obtendo-se as concentrações finais: 500µg/mL; 250µg/mL;
100µg/mL e 50µg/mL. Como controle foi utilizado meio de cultura suplementado.
Aos poços das microplacas contendo as células já aderidas, foram distribuídos 100µL
das soluções dos extratos e dos compostos isolados em concentrações crescentes e em
triplicatas, conforme esquema representado na Figura V. 2.1. As microplacas foram mantidas
a 37 ºC por 24 e 48 horas.
Figura V.2.1. Esquema de distribuição de extratos e compostos nas microplacas de
cultura celular de 96-poços.
Ensaio de proliferação celular – Fosfatase ácida
Após exposição das células aos compostos de investigação durante o tempo
determinado, as microplacas foram lavadas duas vezes com tampão fosfato salino (PBS) e
100 L de solução de substrato recém preparada, foram adicionados a cada poço das
microplacas; estas foram mantidas a 37 ºC por 2 horas em ausência de luz. 50 µL de
hidróxido de sódio 1.0 mol/L foram adicionados a cada poço das microplacas e, as respectivas
absorbâncias foram determinadas em leitor de microplaca (“Modulus Microplate Multimode
Reader”) a 405 nm.
V. Experimental
55
Com a média das absorbâncias determinadas para cada concentração dos extratos e
substâncias isoladas, foi possível calcular as porcentagens de proliferação celular pela
Equação V. 2.1.
% Proliferação celular = (AA x 100) / AC Eq.V.2.1.
Onde AA representa o valor médio das absorbâncias de cada diluição das amostras e,
AC o valor médio das absorbâncias apresentadas pelos respectivos controles.
Para análise estatística dos dados obtidos, utilizou-se Teste-t de Student, em níveis de
5 %, 1% e 0.1% de probabilidade, sendo indicados nos gráficos, para cada experimento como
* (p-valor < 0.05), ** (p-valor < 0.01), *** (p-valor < 0.001) respectivamente.
V. Resultados e Discussão
56
V. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
O ensaio de fosfatase ácida foi utilizado para a avaliação do crescimento celular frente
aos extratos hexânico (SAPEH), clorofórmico (SAPEC), acetato etílico (SAPEAE) e
etanólico (SAPEE) de sâmaras de Austroplenckia populnea, além das substâncias
proantocianidina A e 4’-O-metil-epigalocatequina.
Fosfatases ácidas são enzimas hidrolíticas capazes de promover a desfosforilação do
substrato em pH abaixo de 7. Assim, o ensaio de fosfatase ácida consiste em um método
colorimétrico baseado na conversão do substrato p-nitrofenil fosfato (p-NPP) em p-nitrofenol,
o qual, ao final do processo, apresenta cor amarela e absorbância em 405 nm (Reação V. 3.1.).
A quantidade de p-nitrofenol produzida é proporcional ao número de células vivas presente
(Yang, et al. 1996). O
O
P
HO
OH
NO2
H2O
OH O
OH H2O
NO2 NO2
H3PO4
p-NITROFENIL FOSFATO(pNPP)
p-NITROFENOL p-NITROFENOLATO
(amarelo)
FOSFATASE ÁCIDA
Reação V. 3.1. Adaptado de http://www.gbiosciences.com/PhosphataseAssay-desc.aspx
(Acessado 16/11/2011)
Através de observação em microscópio de fase invertida, foi possível perceber que os
extratos de sâmaras de A. populnea e as substâncias isoladas não induziram mudanças
citomorfológicas nas linhagens celulares.
Nesta triagem, SAPEH mostrou-se incompatível com o ensaio de fosfatase ácida, já
que exibiu aparência incolor ao final do experimento, dificultando a leitura da sua
absorbância. Assim, deu-se seguimento aos experimentos utilizando-se os extratos SAPEC,
SAPEAE e SAPEE, e as substâncias proantocianidina A e 4’-O-metil-epigalocatequina.
A partir dos dados obtidos através da Equação V. 2.1., foram construídos gráficos de
porcentagem de proliferação celular para cada linhagem celular correspondente às respectivas
amostras (Figura V. 3.1. a Figura V. 3.5.).
V. Resultados e Discussão
57
V. 3.1. Efeito de extratos brutos de sâmaras de Austroplenckia populnea sobre
proliferação celular
Na Figura V. 3.1 está representado o efeito de SAPEC, em diferentes concentrações,
sobre as quatro linhagens celulares. Nota-se, para a linhagem celular MCF7, que a
porcentagem de proliferação celular para as concentrações 250, 500 e 1000 µg/mL após 24h é
significantemente maior que o controle. O aumento da proliferação celular é observado para
as concentrações 250 e 1000 µg/mL após 48h de tratamento.
Sob as mesmas condições experimentais, foi observado para a linhagem celular A549,
significante diminuição da proliferação celular na concentração 250 µg/mL após 24h. Após
48h de exposição à SAPEC, observou-se o aumento da proliferação celular em 125, 250 e
1000 µg/mL. Além disto, na concentração 250 µg/mL, o extrato aumentou a proliferação
celular, o que sugere o efeito da dosagem com o tempo de exposição.
Para a linhagem celular HS578T, observou-se significante diminuição da proliferação
celular para a concentração de 250 µg/mL após 24h de exposição à SAPEC. Após 48h, houve
um aumento da proliferação celular para todas as concentrações, sugerindo um efeito da
dosagem com o aumento do tempo de exposição.
HEK293, linhagem celular não cancerígena, mostrou aumento da proliferação para
125 µg/mL em 24h, o que se mostrou contrário após 48h de tratamento. O aumento da
proliferação celular também foi observado para 250, 500 e 1000 µg/mL após 24h, o que se
tornou mais evidente após 48h de exposição ao extrato acetato etílico (Figura V. 3.1.).
0
50
100
150
200
250
MCF7 A549 HS578T HEK293
Pro
life
raçã
o c
elu
lar (
%)
Linhagem celular
EXTRATO CLOROFÓRMICO - 24h
125µg/mL
250µg/mL
500µg/mL
1000µg/mL
* * **
***
*
*
*
0
50
100
150
200
250
MCF7 A549 HS578T HEK293
Pro
life
raçã
o c
elu
lar (
%)
Linhagem celular
EXTRATO CLOROFÓRMICO - 48h
125µg/mL
250µg/mL
500µg/mL
1000µg/mL
***
***
** **
****
*** ***
*****
*
A B
Figura V.3.1. Porcentagem de proliferação celular referente às diferentes concentrações do
extrato clorofórmico de sâmaras de Austroplenckia populnea para cada linhagem celular
testada. A) em 24 horas de exposição ao extrato. B) em 48 horas de exposição ao extrato.
V. Resultados e Discussão
58
Na Figura V. 3.2. foram plotados os resultados obtidos para SAPEAE frente às quatro
linhagens celulares testadas. Para a linhagem celular MCF7 notou-se significante aumento da
proliferação após 24h de exposição ao extrato nas concentrações 250µg/mL, 500µg/mL e
1000µg/mL. Após 48h de tratamento, observou-se significativa mudança apenas para a
concentração 1000µg/mL, o que sugere que SAPEAE apresenta maior efeito com o aumento
do tempo de exposição das células ao mesmo.
Notou-se para A549, que SAPEAE não apresentou resultados significativos após 24h
de tratamento. Mas quando este tempo foi aumentado para 48h, todas as concentrações deste
extrato se mostraram indutoras da proliferação celular. O que indicou um maior efeito
causado pelo aumento do tempo de exposição ao extrato. As linhagens celulares HS578T e
HEK293 mostram efeito oposto, pois foi notado um significante aumento da proliferação
celular à 24h de exposição a este extrato em todas as concentrações para ambas as linhagens
celulares. Efeito ainda mais intenso foi observado após 48h (Figura V. 3.2).
0
50
100
150
200
250
MCF7 A549 HS578T HEK293
Pro
life
raçã
o c
elu
lar (
%)
Linhagem celular
EXTRATO ACETATO ETÍLICO - 24h
125µg/mL
250µg/mL
500µg/mL
1000µg/mL
* **
**
** *
*
*
*
0
50
100
150
200
250
MCF7 A549 HS578T HEK293
Pro
life
raçã
o c
elu
lar (
%)
Linhagem celular
EXTRATO ACETATO ETÍLICO - 48h
125µg/mL
250µg/mL
500µg/mL
1000µg/mL
*
*****
***
** **
****
***
***
**
**
**
**
*****
A B
Figura V. 3.2. Porcentagem de proliferação celular referente às diferentes concentrações do
extrato acetato etílico de sâmaras de Austroplenckia populnea para cada linhagem celular
testada. A) em 24 horas de exposição ao extrato. B) em 48 horas de exposição ao extrato.
Na Figura V.3.3. estão representados os resultados dos efeitos de SAPEE sobre as
quatro linhagens celulares testadas. Inicialmente, quando em contato com este extrato, a
linhagem celular MCF7 mostrou o aumento da proliferação em todas as concentrações
testadas. Apenas para a concentração de 1000µg/mL de SAPEE foi observado proliferação
mais intensa.
V. Resultados e Discussão
59
Não foram observados resultados significativos após 24h para a linhagem celular
A549, mas após 48h o extrato induziu a proliferação celular em todas as concentrações
testadas.
A linhagem celular HS578T sofreu indução de proliferação celular por SAPEE em
todas as concentrações após 24h de tratamento, e este efeito foi ainda mais significativo após
48h de exposição ao extrato.
Foi observado para a linhagem celular HEK293, que o extrato SAPEE aumentou seu
processo de proliferação, após 24h em todas as concentrações. Porem, após 48h de
tratamento, notou-se para as concentrações de 125µg/mL e de 500µg/mL uma diminuição da
proliferação celular quando comparada com resultados obtidos para 24h.
0
50
100
150
200
250
MCF7 A549 HS578T HEK293
Pro
life
raçã
o c
elu
lar (
%)
Linhagem celular
EXTRATO ETANÓLICO - 24h
125µg/mL
250µg/mL
500µg/mL
1000µg/mL
****
***
**
****
**
*
**
***
0
50
100
150
200
250
MCF7 A549 HS578T HEK293
Pro
life
raçã
o c
elu
lar (
%)
Linhagem celular
EXTRATO ETANÓLICO - 48h
125µg/mL
250µg/mL
500µg/mL
1000µg/mL
**
****
***
***
***
*****
**
*
***
***
***
****
A B
Figura V. 3.3. Porcentagem de proliferação celular referente às diferentes concentrações do
extrato etanólico de sâmaras de Austroplenckia populnea para cada linhagem celular testada.
A) em 24 horas de exposição ao extrato. B) em 48 horas de exposição ao extrato.
De um modo geral, os extratos brutos de sâmaras de A. populnea induziram a
proliferação das quatro linhagens celulares (MCF7, A549, HS578T, HEK293), sendo este
efeito intensificado após 48 horas de tratamento. Também foi observado que o aumento da
proliferação celular após o tratamento com os extratos de A. populnea exibe efeito dose-
resposta, ou seja, as maiores concentrações dos extratos provocaram níveis mais elevados de
proliferação celular.
V. Resultados e Discussão
60
V. 3.2. Efeito de constituintes isolados de Austroplenckia populnea sobre
proliferação celular
Na Figura V. 3.4. estão representadas graficamente as porcentagens de proliferação
celular de concentrações crescentes de proantocianidina A observadas para as quatro
linhagens celulares utilizadas nos experimentos.
Para a proantocianidina A não foram verificados efeitos significativos sobre a
proliferação da linhagem celular MCF7, mesmo após 48h de tratamento.
Nas concentrações 100 e 250 µg/mL foi observado para a linhagem celular A549, uma
significativa diminuição da proliferação celular após 48 horas de tratamento com
proantocianidina A. Em relação à linhagem celular HS578T, significativa diminuição da
proliferação celular foi observada ao se utilizar as concentrações 50, 100 e 250 µg/mL.
Curiosamente, este efeito não foi observado para a concentração mais alta 500 µg/mL.
Um aumento acentuado na proliferação celular foi observado para a linhagem
HEK293 após 48 horas em relação ao tempo de 24 horas, no entanto, esse aumento não foi
significativo quando comparado ao tratamento controle.
Figura V. 3.4. Porcentagem de proliferação celular referente às diferentes concentrações de
proantocianidina A para cada linhagem celular testada. A) em 24 horas de exposição ao
constituinte. B) em 48 horas de exposição ao constituinte.
V. Resultados e Discussão
61
Em relação à 4’-O-metil-epigalocatequina não se observou um impacto significativo
sobre a proliferação celular de MCF-7 após 24 e 48horas de tratamento em todas as
concentrações testadas (50, 100, 250 e 500 µg/mL) (Figura V. 3.5.). Em contraste, a linhagem
celular A549 sofreu uma diminuição significativa de sua proliferação em 24 horas, quando
tratada com 4’-O-metil-epigalocatequina nas concentrações 50 e 250 µg/mL e após 48 horas
essa queda foi exacerbada (Figura V. 3.5.).
Após 24 horas de tratamento com 4’-O-metil-epigalocatequina, a linhagem celular
HS578T também sofreu significativa diminuição em sua proliferação quando exposta a
concentração de 100 µg/mL. Novamente um decréscimo adicional significativo da
proliferação celular foi notado após 48 horas de tratamento sob as concentrações 50, 100 e
250 µg/mL.
Por outro lado, HEK293 sofreu um significativo aumento da proliferação celular sob
efeito de 4’-O-metil-epigalocatequina quando comparados os tempos de tratamento 48 horas
em relação a 24 horas, principalmente sob as concentrações 100 e 500 µg/ mL, embora estes
valores não sejam significativos comparação aos controles.
Figura V. 3.5. Porcentagem de proliferação celular referente às diferentes concentrações de
4’-O- metil-epigalocatequina para cada linhagem celular testada. A) em 24 horas de exposição
ao constituinte. B) em 48 horas de exposição ao constituinte.
Em contraste com o efeito indutor da proliferação celular causado por extratos brutos
de sâmaras de A. populnea em todas as linhagens celulares estudadas, não foi observado para
os constituintes isolados, proantocianidina A e 4’-O-metil-epigalocatequina, significativo
impacto sobre as linhagens celulares cancerígenas (MCF7, A549, HS578T), porém estes
constituintes causaram significativa diminuição da proliferação celular sobre a linhagem de
V. Resultados e Discussão
62
células normais (HEK293), efeito oposto ao dos extratos brutos. Este resultado pode ser
explicado pelas baixas concentrações de compostos ativos presentes nos extratos e também
pela possibilidade de interação entre estes compostos.
VI. ATIVIDADE ALELOPÁTICA DE
CONSTITUINTES DE SÂMARAS DE
Austroplenckia populnea
VI. Introdução
64
VI. 1. INTRODUÇÃO
O termo alelopatia foi criado pelo pesquisador alemão Hans Molisch em 1937 e
segundo ele, “alelopatia é a capacidade das plantas superiores ou inferiores produzirem
substâncias químicas que, liberadas no ambiente de outras, influenciam de forma favorável ou
desfavorável o seu desenvolvimento”. É atualmente definida pela “International Allelopathy
Society” como processos que envolvem a produção de metabólitos secundários por plantas e
microrganismos que influenciam no crescimento e desenvolvimento de sistemas biológicos
com efeitos positivos e negativos (Mano, 2006; Trevisan, 2010).
As substâncias alelopáticas, denominadas aleloquímicos, estão presentes em todos os
tecidos das plantas, incluindo folhas, flores, frutos, raízes, rizomas, caules e sementes, porém,
a quantidade e o caminho pelos quais são emitidos diferem de espécie para espécie (Friedman,
1995; Gatti et al., 2004). Os aleloquímicos pertencem a várias classes como terpenos,
alcalóides, compostos fenólicos, esteróides, ácidos graxos de cadeia longa e lactonas
insaturadas, no entanto, as informações sobre como estas substâncias atuam nas plantas ainda
são pouco conhecidas (Einhellig, 1995). A liberação de substâncias envolvidas na alelopatia
se dá através da decomposição de folhas e outras partes da planta; exsudação de metabólitos
pelas raízes; lixiviação e volatilização. Estas substâncias atuam em diversos processos do
organismo vegetal, afetando funções como a absorção de nutrientes, a regulação do
crescimento, a fotossíntese, a respiração, a permeabilidade da membrana, a síntese protéica ou
a atividade enzimática (Belinelo, 2009; Medeiros, 1990).
A utilização de herbicidas tem se apresentado como única ferramenta no controle de
algumas espécies de plantas infestantes. O uso indiscriminado destes produtos tem despertado
uma grande preocupação por parte de diversos países devido a conseqüências ambientais e a
contaminação dos alimentos (Carvalho et al., 2002). Pesquisas recentes sugerem o uso da
alelopatia como uma alternativa no manejo de plantas daninhas. Existe um grande interesse
em reduzir invasões de plantas ditas infestantes, pois estas representam um dos principais
problemas da produção agrícola. Um manejo inadequado dessas plantas pode provocar a
perda da qualidade das lavouras e a diminuição da produtividade, em decorrência da
competição por água, luz e nutrientes, podendo ainda hospedar ou transmitir pragas e
doenças, além de dificultar a aplicação de tratos culturais e fitossanitários (Mano, 2006).
Uma das espécies que se destaca entre as plantas infestantes é picão-preto (Bidens
pilosa L.). Esta espécie é originária da América tropical, largamente dispersa em várias
regiões do mundo, ocorrendo em maior quantidade na América do Sul. No Brasil, é
VI. Introdução
65
encontrada em praticamente todo o território, com maior concentração nas áreas agrícolas da
Região Centro-Sul, onde se constitui uma das mais importantes plantas infestantes (Kissman,
1991).
Estudos de atividade alelopática têm como princípio a determinação do efeito de uma
planta doadora sobre uma planta receptora (Trevisan, 2010). Uma das principais variáveis
analisadas nos testes alelopáticos é a germinação. Os testes de germinação são simples de
serem realizados, no entanto, há uma série de cuidados que devem ser tomados para que se
possam ter respostas reproduzíveis. A temperatura, o substrato e a umidade influenciam
bastante sobre a germinação e, por isso, devem ser controlados (Mano, 2006).
O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos extratos hexânico (SAPEH),
clorofórmico (SAPEC), acetato etílico (SAPEAE) e etanólico (SAPEE), além do constituinte
isolado, friedelina, obtidos de sâmaras de Austroplenckia populnea, na germinação de
sementes, no desenvolvimento e no crescimento de plântulas de picão-preto (Bidens pilosa L.)
em condições de laboratório.
VI. Experimental
66
VI. 2. EXPERIMENTAL
Os experimentos descritos aqui foram conduzidos no Laboratório de Análises de
Fertilizantes, Águas, Minérios, Resíduos, Solos e Plantas (LAFARSOL), Departamento de
Ciências da Saúde, Biológicas e Agronomia, Universidade Federal do Espírito Santo, São
Mateus, ES, Brasil.
VI. 2.1. Preparo das amostras
Para a avaliação da atividade alelopática de Austroplenckia populnea, foram utilizados
os extratos brutos de sâmaras (SAPEH, SAPEC, SAPEAE, SAPEE) e fridelina. Os
procedimentos utilizados para a obtenção dos extratos foram previamente descritos no
capítulo 1; já o composto fridelina, foi obtido por Vieira Filho (2002), a partir do extrato
hexânico de folhas de A. populnea.
Os extratos foram solubilizados nos solventes correspondentes e as concentrações
finais foram: 31.25, 62.5, 125, 250, 500, 750 e 1000 mg/L para os extratos SAPEH, SAPEC,
SAPEAE, SAPEE e 6.25, 12.50, 25, 50, 100, 200 e 400 mg/L para fridelina.
VI. 2.2. Esterilização das sementes de picão-preto
Todas as sementes utilizadas neste experimento foram previamente esterilizadas por
imersão, durante, 10 minutos, em solução aquosa de hipoclorito de sódio 2%.
VI. 2.3. Estudo da atividade alelopática
Para a realização dos experimentos, foram utilizadas sementes de picão-preto (Bidens
pilosa L.) coletadas na fazenda experimental do Centro Universitário Norte do Espírito Santo
(CEUNES).
Os experimentos foram conduzidos de acordo com método descrito por Einhellig et al,
1983. As amostras foram embebidas em duas folhas de papel de filtro e colocadas em placas
de Petri de 10 cm de diâmetro. Este conjunto foi deixado à temperatura ambiente até completa
evaporação do solvente. Após este processo, cada placa recebeu doze sementes de picão-preto
e 3 mL de água destilada. Para experimento controle foram adicionados 3 mL de água
destilada e dez sementes de picão-preto. As placas foram incubadas a 25ºC, sob luz
fluorescente (8 x 40 W) com fotoperíodo de 12 horas, por um período de 12 dias.
VI. Experimental
67
VI. 2.4. Parâmetros analisados
Ao final do período experimental (doze dias), foram avaliados o comprimento das
plântulas (CP), o comprimento das radículas (CR), a porcentagem de germinação (%G) e o
índice de velocidade de germinação (IVG) para cada repetição dos tratamentos. O IVG foi
calculado segundo Maguire 1962, utilizando-se o número de sementes germinadas, dividido
pelo dia da germinação e somando-se até o último dia de germinação, de acordo com a
Equação 3.2.1.
Onde N1, N2, N3 e Nn representam o número de sementes germinadas até o enésimo
dia. D1, D2, D3 e Dn representam o número de dias em que a germinação das sementes foi
avaliada.
As porcentagens de inibição foram calculadas com base nos dados obtidos nos
experimentos de controle, realizados sem extratos e mantidas as outras condições descritas.
VI. 2.5. Análise estatítica
Os resultados experimentais foram submetidos à análise de variância e, as variáveis
significativas pelo teste de F foram submetidas à análise de regressão e ao teste de médias,
comparadas pelo Teste de Scott-Knott (1974). O delineamento experimental foi inteiramente
casualizado (DIC) com os tratamentos dispostos em esquema fatorial (4 X 7), sendo quatro
extratos (SAPEH, SAPEC, SAPEAE e SAPEE ) e sete concentrações (0,00; 31,25; 62,50;
125,00; 250,00; 500,00; 750,00 e 1000,00 mg/L), com cinco repetições. Os dados foram
analisados utilizando software de Sistema de Análise de Variância para Dados Balanceados
SISVAR (Ferreira, 1999).
N1/ D1 + N2/ D2+ N3/ D3+ .... + Nn/ Dn Eq. VI. 2.1
VI. Resultados e Discussão
68
VI. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
VI. 3.1. Efeito dos extratos de sâmaras de A. populnea na germinação de sementes
de Bidens pilosa L.
Porcentagem de germinação
Neste estudo foi observado que a porcentagem de germinação das sementes de picão-
preto foi reduzida em função do tratamento com extratos de sâmaras de A. populnea, sendo o
efeito fitotóxico mais acentuado para os extratos hexânico (SAPEH) e acetato-etílico
(SAPEAE) (Figura VI. 3.1). Os extratos SAPEE e SAPEC apresentaram maior porcentagem
de germinação e, portanto menor efeito inibidor sobre as sementes de picão-preto, não
havendo diferenças estatísticas entre estes extratos (Tabela VI. 3.1). Resultados similares de
redução na porcentagem de germinação também foram observados em estudos anteriores
desenvolvidos por Hoffmann et al. (2007), Azambuja et al. (2010) e Haida et al. (2010)
utilizando sementes de picão-preto.
Tabela VI. 3.1. Valores médios para porcentagem de germinação de sementes de picão-preto
em função das diferentes concentrações dos extratos de sâmaras de A. populnea
Concentração mg/L
Porcentagem de germinação SAPEAE SAPEC SAPEE SAPEH
0 81,68 Ba 88,32 Aa 90,02 Aa 83,32 Ba 31,25 80,00 Ba 86,66 Aa 88,36 Aa 73,36 Ba 62,50 70,00 Bb 83,34 Ab 85,00 Ab 71,66 Bb 125 68,32 Bb 80,00 Ab 83,36 Ab 70,00 Bb 250 66,66 Bb 76,66 Ab 81,66 Ab 66,66 Bb 500 60,00 Bc 73,34 Ac 79,98 Ac 61,68 Bc 750 58,34 Bc 70,00 Ac 78,34 Ac 51,66 Bc 1000 50,00 Bc 70,00 Ac 73,36 Ac 41,68 Bc
** Médias seguidas da mesma letra, sendo esta minúscula na coluna e maiúscula na linha,
não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% significância.
A germinação é menos sensível aos aleloquímicos que o crescimento das plântulas e
radículas, porém a sua quantificação experimental é muito mais simples, pois para cada
semente o fenômeno é discreto, germina ou não germina (Ferreira e Aquila, 2000). De acordo
com Santana et al. (2006), apesar da porcentagem final de germinação não ser
significativamente afetada pela ação de aleloquímicos, o padrão de germinação é modificado
VI. Resultados e Discussão
69
por diferenças na velocidade e na sincronia de germinação das sementes expostas a tais
substâncias.
Figura VI. 3.1. Porcentagem de germinação de sementes de Bidens pilosa L., tratadas com
soluções dos extratos hexânico (SAPEH), clorofórmico (SAPEC), acetato-etílico (SAPEAE) e
etanólico (SAPEE) obtidos de sâmaras de Austroplenckia populnea (Celastraceae), nas
concentrações 0,00; 31,25; 62,50; 125,00; 250,00; 500,00; 750,00 e 1000,00 mg/L.
Índice de Velocidade de Germinação (IVG)
Na Tabela VI. 3.2. estão representadas as análises estatísticas obtidas para os índices
de velocidade de germinação (IVG) das sementes de picão-preto, sob a ação dos extratos de
sâmaras de A. populnea. Os cálculos foram feitos segundo sugerido por Maguire (1962).
Pode-se observar também, na Figura VI. 3.2., o efeito alelopático para picão-preto em
baixas concentrações dos extratos (31,25 mg/L), dos quais o hexânico (SAPEH) e acetato-
etílico (SAPEAE) inibiram a velocidade de germinação das sementes de forma mais
significativa quando comparados aos outros extratos.
VI. Resultados e Discussão
70
Tabela VI. 3.2. Valores médios para o índice de velocidade de germinação (IVG) de
sementes de picão-preto em função das diferentes concentrações dos extratos de sâmaras de
A. populnea
Concentração mg/L
IVG SAPEAE SAPEC SAPEE SAPEH
0 19,78 Ba 23,26 Aa 21,88 Aa 20,70 Ba 31,25 18,46 Bb 21,24 Ab 20,56 Ab 18,88 Bb 62,50 17,14 Bb 21,30 Ab 21,32 Ab 18,06 Bb 125 15,92 Bb 19,26 Ab 19,90 Ab 17,94 Bb 250 14,40 Bc 18,32 Ac 19,68 Ac 16,70 Bc 500 13,24 Bc 17,68 Ac 18,66 Ac 15,94 Bc 750 14,10 Bd 16,04 Ad 18,74 Ad 13,12 Bd 1000 12,20 Bd 17,34 Ad 16,78 Ad 10,60 Bd
** Médias seguidas da mesma letra, sendo esta minúscula na coluna e maiúscula na linha,
não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% significância.
Figura IV. 3.2. Efeito dos extratos hexânico (SAPEH), clorofórmico (SAPEC), acetato-
etílico (SAPEAE) e etanólico (SAPEE) obtidos de sâmaras de Austroplenckia populnea
(Celastraceae) nas concentrações 0,00; 31,25; 62,50; 125,00; 250,00; 500,00; 750,00 e
1000,00 mg/L, sobre o índice de velocidade de germinação (IVG) de sementes de Bidens
pilosa L.
VI. Resultados e Discussão
71
VI. 3.2. Efeito dos extratos de sâmaras de A. populnea no crescimento de
radículas e plântulas de Bidens pilosa L.
Comprimento das radículas
O extrato hexânico de sâmaras de A. populnea apresentou intenso efeito alelopático
sobre o comprimento das radículas das sementes de picão-preto (Bidens pilosa L.) a partir de
baixas concentrações (62,50 mg/L) pelo modelo quadrático (Figura VI. 3.3.). Observou-se
que SAPEH se comportou de forma significativamente diferente dos outros extratos e que sua
atividade é ainda maior com o aumento da sua concentração. Em relação aos extratos SAPEC
e SAPEE não foram observadas diferenças significativas quanto aos seus efeitos alelopáticos,
porém notou-se que foram significativamente diferentes de SAPEAE (Tabela VI. 3.3.).
Segundo Gussman et al. (1994) e Hoffmann et al. (2007), o alongamento da parte aérea e das
raízes é dependente de divisões celulares, formação de câmbio e de vasos xilemáticos. Essas
estruturas vegetais são dependentes da captação e partição de nutrientes pela plântula. Em
função disso, o sistema radicular das plantas é o mais sensível à ação de aleloquímicos, assim,
quanto menor o indice de velocidade de germinação (IVG), maior a dificuldade para a planta
se alongar, conforme o observado neste trabalho (Figura VI. 3.2.). Como para o picão-preto
houve redução das raízes, conclui-se que estas estruturas foram afetadas por fitoconstituintes
presentes no extrato. Os resultados encontrados corroboram com estudos anteriores de Alves
et al. (2004), em relação ao comprimento da radícula de plântulas de alface obtidas de
sementes tratadas com óleos de canela, alecrim-pimenta e capim-citronela.
Tabela VI. 3.3. Valores médios para o comprimento da radícula (mm) de picão-preto em
função das diferentes concentrações dos extratos de sâmaras de A. populnea
Concentração mg/L
Comprimento da radícula (mm) SAPEAE SAPEC SAPEE SAPEH
0 30,96 Ba 37,96 Aa 36,12 Aa 28,54 Ca 31,25 30,54 Ba 37,14 Aa 35,68 Aa 28,08 Ca 62,50 29,26 Bb 36,82 Ab 34,52 Ab 23,86 Cb 125 29,26 Bb 35,98 Ab 33,22 Ab 21,14 Cb 250 29,20 Bb 35,34 Ab 32,64 Ab 21,04 Cb 500 26,88 Bc 32,06 Ac 31,44 Ac 20,70 Cc 750 26,32 Bc 31,92 Ac 29,84 Ac 19,42 Cc 1000 25,76 Bc 30,32 Ac 29,56 Ac 18,76 Cc
** Médias seguidas da mesma letra, sendo esta minúscula na coluna e maiúscula na linha,
não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% significância.
VI. Resultados e Discussão
72
Figura VI. 3.3. Efeito dos extratos hexânico (SAPEH), clorofórmico (SAPEC), acetato-
etílico (SAPEAE) e etanólico (SAPEE) obtidos de sâmaras de Austroplenckia populnea
(Celastraceae) nas concentrações 0,00; 31,25; 62,50; 125,00; 250,00; 500,00; 750,00 e
1000,00 mg/L, sobre o comprimento das radículas de Bidens pilosa L.
Comprimento das plântulas
Os extratos hexânico (SAPEH) e acetato-etílico (SAPEAE) de sâmaras de A. populnea
não apresentam diferenças significativas entre si quanto à atividade alelopática e mostram
redução do comprimento da parte aérea de picão-preto a partir de baixas concentrações (62,50
mg/L) (Tabela VI. 3.4.). SAPEC e SAPEE apresentam comportamento similar e também não
se diferem estatisticamente, porém apresentam menor efeito alelopático quando comparados
aos outros extratos.
VI. Resultados e Discussão
73
Tabela VI. 3.4. Valores médios para o comprimento das plântulas (mm) de picão-preto em
função das diferentes concentrações dos extratos de sâmaras de A. populnea
Concentração mg/L
Comprimento da plântula (mm) SAPEAE SAPEC SAPEE SAPEH
0 50,10 Ba 65,72 Aa 63,16 Aa 58,06 Ba 31,25 44,32 Bb 63,54 Ab 61,74 Ab 41,00 Bb 62,50 40,94 Bc 62,70 Ac 60,48 Ac 37,00 Bc 125 40,80 Bc 60,82 Ac 59,08 Ac 36,64 Bc 250 39,66 Bc 60,54 Ac 58,10 Ac 36,12 Bc 500 37,56 Bc 60,76 Ac 57,28 Ac 35,56 Bc 750 37,44 Bc 58,54 Ac 56,92 Ac 35,22 Bc 1000 36,02 Bd 50,54 Ad 48,66 Ad 33,22 Bd
** Médias seguidas da mesma letra, sendo esta minúscula na coluna e maiúscula na linha,
não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% significância.
Figura VI. 3.4. Efeito dos extratos hexânico (SAPEH), clorofórmico (SAPEC), acetato-
etílico (SAPEAE) e etanólico (SAPEE) obtidos de sâmaras de Austroplenckia populnea
(Celastraceae) nas concentrações 0,00; 31,25; 62,50; 125,00; 250,00; 500,00; 750,00 e
1000,00 mg/L, sobre o comprimento de plântulas de Bidens pilosa L.
VI. Resultados e Discussão
74
Através da análise de variância dos dados experimentais foi possível notar que houve
diferença significativa entre as amostras (extratos das sâmaras de A. populnea) e entre as
concentrações utilizadas, ou seja, existe no mínimo, diferença entre duas amostras e também
existe no mínimo diferença entre duas concentrações. Porém, pôde-se observar que não
existiu uma interação dupla entre Amostra X Concentração em nenhuma das variáveis
respostas avaliadas (comprimento da radícula, comprimento da plântula, índice de velocidade
de germinação e porcentagem de germinação), pois estas não apresentaram diferença
significativa quanto à interação dos fatores, o que é demonstrado através dos gráficos (Figuras
VI. 3.1. a Figura VI. 3.4.) onde é observada uma similaridade em termos de tendência, e
tabelas (Tabela VI. 3.1 a Tabela VI. 3.4) em que os diferentes extratos e as diferentes
concentrações mantêm as mesmas letras.
A pesquisa de produtos naturais, por meio de métodos de extração, isolamento,
purificação e identificação, têm contribuído para um conhecimento mais apurado de inúmeros
compostos secundários, que podem atuar como potentes aleloquímicos (Ferreira e Aquila,
2000). O presente trabalho corrobora com a importância da pesquisa destas plantas, para se
investigar seus efeitos alelopáticos e abrir perspectivas para a produção de substâncias
naturais que possam ser utilizadas no controle de plantas daninhas.
VI. 3.3. Efeito de fridelina na germinação de sementes e no crescimento de
radículas e plântulas de Bidens pilosa L.
Waller (1999) apontam triterpenos e triterpenóides como um dos principais grupos de
compostos secundários com atividade alelopática. A fridelina (Figura VI. 3.5), composto
pertencente a esta classe, foi relatada por Santos et al. (2008) como sendo um potente
aleloquímico quando utilizado juntamente com epifridelinol contra as plantas daninhas
malícia (Mimosa pudica) e mata-pasto (Senna obtusifolia). A importância de se estudar este
efeito reside no fato do desenvolvimento de resistência ou tolerância aos metabólitos
secundários que funcionam como aleloquímicos ser mais ou menos específica, e à existência
de espécies mais sensíveis que outras (Ferreira e Aquila, 2000).
VI. Resultados e Discussão
75
1
3
6
10
12
15
19
22
28
O
29
Figura VI. 3.5. Estrutura molecular de fridelina.
Na Tabela VI. 3.5. estão representados os valores médios obtidos para os parâmetros
avaliados em relação à alelopatia de fridelina em sementes de Bidens pilosa L.. Notou-se que
fridelina reduz a porcentagem germinação das sementes de picão-preto mesmo quando em
baixas concentrações (12,50 mg/L) e este efeito também foi verificado para o índice de
velocidade de germinação (25 mg/L).
Quanto ao desenvolvimento das sementes, observou-se que as plântulas e radículas
tiveram comportamento similar (Figura VI. 3.6.), porém quando comparadas ao controle, as
plântulas apresentaram diferenças significativas apenas sob concentrações elevadas (a partir
de 50 mg/L), já as radículas não sofreram diferenças significativas, o que se deve a alta
sensibilidade deste parâmetro (Tabela VI. 3.5).
Tabela VI. 3.5. Valores médios obtidos para porcentagem de germinação (%G), índice de
velocidade de germinação (IVG), comprimento das radículas (CR) comprimento das plântulas
(CP) de picão-preto em função das diferentes concentrações de fridelina
Concentração mg/L
Parâmetro avaliado %G IVG CR CP
0 85,00 A 17,00 A 45,60 A 44,14 A 6,25 76,66 A 17,04 A 44,32 A 42,10 A 12,50 58,34 B 15,62 A 41,90 A 42,10 A
25 58,32 B 11,60 B 38,96 A 39,76 A 50 58,34 B 15,62 A 38,92 A 35,50 B 100 56,64 B 12,02 B 33,86 A 33,00 B 200 53,34 B 12,42 B 33,70 A 31,96 B 400 41,66 B 9,90 B 33,02 A 31,54 B
* Médias seguidas da mesma letra, sendo esta maiúscula na mesma coluna, não diferem
entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% significância.
VI. Resultados e Discussão
76
Figura VI. 3.5. Efeito de fridelina nas concentrações 0,00; 6,25; 12,50; 25,00; 50,00; 100,00;
200,00 e 400,00 mg/L, sobre o comprimento de radículas (CR), comprimento de plântulas
(CP), porcentagem de germinação (%G) e índice de velocidade de germinação (IVG) de
Bidens pilosa L.
Através da análise dos dados revelados neste trabalho, foi possível concluir que
fridelina apresentou atividade inibitória da germinação de sementes de picão-preto, porém
este efeito não foi tão significativo sobre o desenvolvimento das sementes.
É importante salientar que o estudo sobre a atividade dos aleloquímicos sobre a
germinação e/ou desenvolvimento da planta é somente uma sinalização secundária de efeitos
ocorridos a nível molecular e celular inicialmente. Há ainda relativamente poucas
informações sobre os mecanismos de ação dos aleloquímicos (Ferreira e Aquila, 2000).
VII. CONCLUSÃO
VII. Conclusão
78
VII. CONCLUSÃO
O estudo fitoquímico das sâmaras de Austroplenckia populnea Reiss., gerou
resultados satisfatórios em relação aos compostos isolados e no fornecimento de dados
analíticos de relevância para um melhor entendimento e avaliação do potencial químico-
farmacológico dessa planta. A partir do extrato hexânico, foram isoladas três substâncias de
grupos fitoquímicos distintos, as quais duas tiveram suas estruturas totalmente elucidadas e
uma foi identificada por análise dos dados espectrométricos. Na relação destas substâncias
consta do flavonóide 3,5,7,4’-tetrahidroxi-6-metoxi-8-prenilflavanona; a amida undecanamida
e o sesquiterpeno 4-hidroxi-1,6,15-tri-acetiloxi-8,9-di-benzoiloxi-agarofurano. Até o
momento não foram encontrados relatos na literatura a respeito dos compostos 3,5,7,4’-
tetrahidroxi-6-metoxi-8-prenilflavanona e de 4-hidroxi-1,6,15-tri-acetiloxi-8,9-di-benzoiloxi-
agarofurano, o que permite supor tratarem-se de substâncias inéditas. Do ponto de vista
químico apenas parte da fração hexânica foi estudada, sendo interessante a continuidade do
estudo desta fração além das frações clorofórmica, acetato-etílica e etanólica.
Extratos de sâmaras de A. populnea (SAPEC, SAPEAE, SAPEE) induziram a
proliferação celular das quatro linhagens testadas (MCF7, A549, HS578T, HEK293), sendo
este efeito intensificado após 48 horas de tratamento e com o aumento das concentrações
destes extratos. Proantocianidina A e 4’-O-metil-epigalocatequina, não apresentaram
significativo impacto sobre as linhagens celulares cancerígenas (MCF7, A549, HS578T),
porém estes constituintes causaram diminuição da proliferação celular sobre a linhagem de
células normais (HEK293). Devido aos resultados encontrados no ensaio de proliferação
celular, faz-se necessária uma investigação mais aprofundada dos fitocomponentes bioativos
presentes nos extratos de sâmaras de A. populnea, pois, visto que folhas e raízes desta planta
são consumidas sob a forma de decocção para o tratamento de doenças como disenterias e
reumatismo, há a necessidade de estudos sobre a segurança do uso desta planta na medicina
popular.
Quanto aos testes de atividade alelopática, os extratos de sâmaras de A. populnea
(SAPEH, SAPEC, SAPEAE e SAPEE) mostraram resultados positivos, atuando tanto na
inibição da germinação de sementes de picão-preto quanto no desenvolvimento da planta.
Fridelina apresentou efeito alelopático sobre a germinação das sementes em baixas
concentrações (12,50 mg/L), porém não foi tão eficaz quanto à inibição do crescimento de
picão-preto. Através destes resultados concluiu-se que constituintes de A. populnea podem ser
VII. Conclusão
79
uma alternativa de manejo e controle de Bidens pilosa L. visando a redução do uso de
herbicidas.
Considerando os resultados obtidos neste trabalho, permite-se concluir que a
continuidade do estudo de Austroplenckia populnea é promissor. Com a perspectiva de
isolamento de novos compostos químicos de interesse, e continuidade do estudo
quimiotaxonômico desta planta, será possível que outros metabólitos sejam encontrados em
estudos futuros e outras atividades biológicas sejam descobertas, aumentando assim a
contribuição para o estudo da flora brasileira.
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ANEXOS
Anexo
ESPECTROS DE RMN EM 2D DE TC6
ESPECTRO DE MASSAS TOTAL DE TC6
ESPECTROS DE RMN EM 2D DE CM18