ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA de farmaconosia

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GRUPO SER EDUCACIONAL
CURSO DE GRADUAÇÃO EM FARMÁCIA
ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA
CARACTERIZAÇÃO DE METABÓLITOS SECUNDÁRIOS
SANTARÉM-PA
2022
DISCENTE: Abimael Silva Oliveira
Matricula: 04090514
METABÓLITOS SECUNDÁRIOS COM ÊNFASE NA ALOE VERA 
A distinção entre metabolismo primário e secundário (ou especial) se dá pelo conceito de que metabólitos secundários não estão envolvidos em processos geradores de energia e/ou de constituição do protoplasto. Outro ponto é que os metabólitos secundários não estão presentes ubíquamente entre as plantas, expressando a individualidade de famílias, gêneros e, até mesmo, espécies. A característica inerente do metabolismo secundário é a sua elevada plasticidade genética e diversidade que garante adaptações flexíveis à mediação de fatores bióticos e abióticos. Apesar do nome, as substâncias oriundas de vias “secundárias” são vitais para as plantas, atuando como atrativos ou repelentes de polinizadores, dissuasores de herbivoria, na proteção contra radiação UV e poluição, estresse hídrico, na sinalização intraespecífica, na alelopatia, dentre outras funções. (REZENDE et al.,2016).
Os metabólitos secundários de plantas têm um grande valor agregado do ponto de vista econômico. Primeiramente, porque de todos os compostos identificados, poucos são aqueles que são utilizados como drogas, saborizantes, fragrâncias, inseticidas ou corantes. De todas as drogas usadas na medicina ocidental cerca de 25% são derivadas de plantas, quer como um composto puro (fármaco) ou como derivado de um produto de síntese natural. Além deste valor econômico real e efetivo, eles também 94 apresentam grande potencial como modelos para o desenvolvimento de novos medicamentos, uma vez que a enorme biodiversidade da natureza é uma fonte de recursos para o desenvolvimento de medicamentos. (REZENDE et al.,2016).
Mas como substâncias com propriedades e ações tão diversas são sintetizadas pelas plantas? Os metabólitos secundários são muito diversos, mais de 50 mil já foram identificados em espécies de angiospermas, e são sintetizados em diferentes compartimentos celulares, por quatro vias de biossíntese, são elas: via do acetato malonato, do ácido mevalônico (MEV), do metileritritol fosfato (MEP) e do ácido chiquímico. Através dessas vias são formados os três principais grupos de metabólitos secundários: terpenos, substâncias fenólicas e substâncias nitrogenadas. Além destes grupos, também merecem destaque os derivados de ácidos graxos e os policetídeos aromáticos. Interessantemente, para classificação em cada grupo as características estruturais e propriedades químicas são mais importantes do que o compartilhamento de uma mesma via de síntese. (REZENDE et al.,2016).
O gênero Aloe possui mais de 300 espécies e é nativo do norte da África, onde habitam desertos e estepes e adotam forma de cacto. Por conta do clima desértico originário, conseguem habitar ambientes hostis, o que explica sua adaptação a diversas regiões do mundo. É uma planta suculenta, atualmente pertencente à família Xanthorrhoeaceae, que apresenta folhas grossas de coloração verde, preenchidas em seu interior por uma substância mucilaginosa, composta por cerca de 99,5% de água e os 0,5% restantes, por metabólitos secundários. A espécie é conhecida no Brasil como Babosa, uma planta exótica, medicinal, muito popular e de fácil utilização. O uso da Aloe é antigo, originado primordialmente em tribos africanas, e que, devido à globalização, se disseminou por várias partes do mundo. Os benefícios observados sobre os efeitos do uso da babosa eram, em sua maioria, confirmados apenas por experiências pessoais transmitidas empiricamente e sem comprovação científica. Existem diversas espécies de Aloe, dentre elas, a Aloe barbadensis Miller e a Aloe arborescens Miller. A primeira, também conhecida como Aloe vera L., é amplamente utilizada nas indústrias alimentícias (aditivo com função aromatizante), cosméticas (xampus e hidratantes) e farmacêuticas (fitoterápicos e cápsulas) Tais usos são explicados por suas atividades biológicas, como ação hidratante, ação anti-inflamatória, antioxidante, antimicrobiana e cicatrizante (MAX et al.,2020).
Produtos naturais apresentam metabólitos secundários interessantes, possibilitando uma triagem para este fim. Muitas plantas utilizadas pelas populações ainda não foram estudadas e seus metabólitos secundários ainda não foram identificados (NOGUEIRA, 1983).
Vocês me perguntam quais eram as forças secretas que me sustentavam durante minhas longas jornadas. “Bem, foi a minha inabalável fé em Deus, meu simples e moderado estilo de vida, e a Aloe (babosa), cujos benefícios eu descobri quando cheguei à África no final do século XIX”. (Mahatma Gandhi, XIX).
Análises Farmacognósticas 
1. Existem diversos métodos para a análise e identificação de metabólitos secundários conhecidos produzidos em culturas de plantas. A análise de misturas complexas é usualmente feita por cromatografia em camada delgada (CCD), por comparação com os valores de fator de retenção (Rf) de substâncias conhecidas em diferentes sistemas eluentes e pela sua reatividade frente a diferentes produtos cromogênicos (Van Beek & Van Gessel, 1988). A CCD ainda permanece como um dos métodos preferidos para análise qualitativa de compostos conhecidos, pois não requer equipamentos sofisticados ou uma preparação laboriosa de amostra. (FUMAGALI et al.,2008)
As analises qualitativas dos metabólitos secundários nas plantas, podem ser feitas através de SPOT TEST. O spot test. aplica-se a reações químicas sensíveis e seletivas em que a principal característica é a manipulação de pequenos volumes da substância desconhecida e do(s) reagente(s). (SOARES et al., 2009).
Caso o resultado da reação entre o(s) reagente(s) e a substância desconhecida seja positivo, o produto formado pode ser identificado a olho nu, seja por modificação de cor ou por formação de precipitado. Este método é aplicável tanto para compostos inorgânicos como orgânicos e, em geral, são procedimentos extremamente simples, rápidos e de baixo custo (ZERAIK et al., 2008).
2. Várias técnicas podem ser empregadas para a detecção e a quantificação de metabolitos secundários em amostras de espécies vegetais, e os métodos espectrofotométricos são os mais práticos, reprodutíveis e baratos do que outras metodologias, permitindo a análise de compostos na região do ultravioleta ou visível (Sobrinho et al., 2011).
Devido à falta de uma técnica capaz de analisar todo o conteúdo do metaboloma, diversos métodos analíticos vêm sendo empregados complementarmente, com o objetivo de se minimizar as deficiências individuais das ferramentas analíticas, e assim aumentar o nível de separação, detecção, estabilidade, resolução, sensibilidade, velocidade e a amplitude do intervalo dinâmico de detecção (PILON et al.,2020).
Dentre as técnicas mais comuns, destacam-se a cromatografia gasosa e líquida acoplada à espectrometria de massas (CG-EM ou CLAE-EM, respectivamente), a injeção direta em espectrometria de massas (ID-EM) e a ressonância magnética nuclear (RMN). Porém, outras técnicas como a eletroforese capilar acoplada a espectrometria de massas (EC-EM), cromatografia em camada delgada de alta eficiência (HPTLC - High performance thin-layer chromatography) e a cromatografia líquida com detecção por arranjos de diodos (CLAE-DAD)119,120 também são utilizadas na análise de extratos de plantas, com aplicações metabolômicas significativas. 
A cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas foi à primeira técnica analítica utilizada para detecção e quantificação de compostos voláteis e semi-voláteis (< 650 Da) em estudos metabolômicos. Ácidos orgânicos, álcoois, aminoácidos, ácidos graxos, esteróis, catecolaminas e outros produtos naturais, fármacos e toxinas podem ser analisados por CG-EM, mas necessitam de uma etapa de derivatização, como já mencionado no tópico de pré-tratamento de amostras. (PILON et al.,2020).
A maioria dos trabalhos utilizando CG-EM em metabolômica de plantas utilizamde fonte de ionização por elétrons (para fins de padronização da fragmentação) e poucos têm feito uso de analisadores de massas de alta resolução. Os principais protocolos de GC-EM utilizam de colunas capilares de sílica fundida composta por 5% de grupos fenil ou 100% de polidimetilsiloxano junto com uma pequena coluna de guarda para aumentar a sensibilidade.
Uma das vantagens do uso da CG-EM consiste no processo de identificação molecular baseada na combinação de informações ortogonais, isso é, o uso de tempos ou índices de retenção de compostos combinados às informações espectrais de massas obtidos sob uma energia padronizada de ionização (usualmente 70 eV). Essa combinação não é só importante por ser altamente sensível e reprodutível, mas principalmente por possibilitar o desenvolvimento de bibliotecas de compostos (padrões) para identificação estrutural de picos cromatográficos.
A Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) é a técnica analítica de separação mais recente para aquisição de perfis cromatográficos, podendo ser acoplada a diferentes analisadores e detectores. O processo de separação em CLAE procede através dos diferentes estados de equilíbrio entre analito e as fases móvel (solventes orgânicos e aquosos) e estacionária (coluna cromatográfica). (PILON et al.,2020).
3. Os metabólitos secundários de plantas têm um grande valor agregado do ponto de vista econômico. Primeiramente, porque de todos os compostos identificados, poucos são aqueles que são utilizados como drogas, saborizantes, fragrâncias, inseticidas ou corantes. De todas as drogas usadas na medicina ocidental cerca de 25% são derivadas de plantas, quer como um composto puro (fármaco) ou como derivado de um produto de síntese natural. Além deste valor econômico real e efetivo, eles também 94 apresentam grande potencial como modelos para o desenvolvimento de novos medicamentos, uma vez que a enorme biodiversidade da natureza é uma fonte de recursos para o desenvolvimento de medicamentos. Mas como substâncias com propriedades e ações tão diversas são sintetizadas pelas plantas? Os metabólitos secundários são muito diversos, mais de 50 mil já foram identificados em espécies de angiospermas, e são sintetizados em diferentes compartimentos celulares, por quatro vias de biossíntese, são elas: via do acetato malonato, do ácido mevalônico (MEV), do metileritritol fosfato (MEP) e do ácido chiquímico. Através dessas vias são formados os três principais grupos de metabólitos secundários: terpenos, substâncias fenólicas e substâncias nitrogenadas. Além destes grupos, também merecem destaque os derivados de ácidos graxos e os policetídeos aromáticos.
Terpenos - Os terpenos formam o maior grupo de produtos naturais, apresentando uma grande diversidade estrutural, com mais de 35 mil substâncias identificadas. Eles são derivados teóricos do isopreno, uma estrutura de 5 carbonos, sendo o número dessa unidade presente na molécula utilizado para a classificação, podendo existir: monoterpenos (C10), sesquiterpenos (C15), diterpenos (C20), triterpenos (C30), tetraterpenos (C40) e politerpenos (mais de 40 carbonos). Os terpenos são tidos como derivados teóricos do isopreno pelo fato desta molécula não estar envolvida na síntese dos terpenos, os precursores são o isopentenil difosfato (IPP) e o dimetilalil difosfato (DMAPP). A síntese deste grupo de metabólitos secundários se dá a partir de duas vias, a do MEV (que tem como precursor acetil-CoA) que ocorre no citossol, e a do MEP (derivado de intermediários glicolíticos) a qual é uma rota plastidial (ROSADO et al.,2016).
. Cada uma destas classes de terpenos possuem uma ampla gama de funções nas plantas e alguns exemplos serão abordados a seguir.
Os monoterpenos e os sesquiterpenos - são substâncias presentes nos óleos voláteis e conferem a determinadas plantas seu aroma característico (como as Lamiaceae, Ocimum sp., por exemplo). Os óleos voláteis também possuem compostos provenientes de outras vias como, por exemplo, os fenilpropanoides. Os óleos voláteis estão associados à defesa (repelindo ou atraindo insetos) e sinalização molecular nas plantas, além disso, exibem atividades antimicrobianas e têm sido amplamente utilizados na indústria cosmética, farmacêutica e alimentícia.
No caso dos triterpenos- atividades anticancerígenas foram relatadas para os tipos ursano, lupano e oleanano, substâncias encontradas em diversas plantas. Os triterpenos também são frequentemente encontrados na forma de saponinas (do latim: sapo = sabão) que possuem propriedades surfactantes. Limonoides, que são triterpenos modificados, têm reconhecida atividade inseticida como, por exemplo, no óleo de Neem (Azadirachta indica, Meliaceae). Triterpenos, tais como, os esteroides sitosterol, estigmasterol e campesterol, são frequentemente encontrados como parte estrutural da membrana celular. Esteroides também são de interesse nutricional pela sua capacidade de reduzir os níveis de colesterol absorvido.
 Os carotenoides ou tetraterpenoides - (C40) são sintetizados no plastídio via 2-metileritritol 4- fosfato (MEP). Esses terpenos são substâncias lipossolúveis, amplamente distribuídas no reino vegetal, em geral atuam como pigmentos relacionados à fotoproteção e atração de polinizadores nas plantas, além de serem precursores da vitamina A cuja deficiência em humanos pode causar problemas de visão. Como pigmentos conferem colorações amareladas e alaranjadas, e podem coexistir com as antocianinas resultando assim em tonalidades marrons e bronze (ROSADO et al.,2016).
Compostos nitrogenados - Compostos nitrogenados são defesas químicas anti-herbivoria e, quando pigmentos, atrativos de polinizadores. As quatro classes mais importantes são: alcaloides, betalaínas, glicosídeos cianogênicos e glucosinolatos. Essas substâncias são formadas a partir de aminoácidos aromáticos e alifáticos. Alcaloide é o nome dado a um grupo de substâncias bastante heterogêneo, predominantemente sintetizado por plantas (dos 27 mil alcaloides conhecidos no momento, 21 mil são de origem vegetal). Eles têm em comum o caráter alcalino, conferido pela presença de um ou mais átomos de nitrogênio, e podem ter um ou mais anéis heterocíclicos. Essa classe de compostos nitrogenados é reconhecida pelo seu amplo espectro de atividades biológicas, por isso correspondem a princípios ativos comuns em plantas medicinais e tóxicas. Alguns exemplos são a papoula (Papaver somniferum, Papaveraceae), que contém morfina, codeína e papaverina; o café (Coffea arabica, Rubiaceae), que contém cafeína; a espécie Chondodendron tomentosum (Menispermaceae), da qual se extrai o curare, potente relaxante muscular com atividade anestésica, utilizado como veneno de flecha por indígenas sul-americanos. Outro alcaloide muito conhecido é a nicotina (presente no fumo, Nicotiana tabacum, Solanaceae). (MOREIRA et al.,2016).
 A função dos compostos fenólicos - está envolvida com a síntese das ligninas que são comuns a todas as plantas superiores, atrativos aos seres humanos devido ao odor, sabor e coloração agradáveis, mas também para outros animais, os quais são atraídos para polinização ou dispersão de sementes. Além disso, esse grupo de compostos é importante para proteger as plantas contra os raios ultravioletas, insetos, fungos, vírus e bactérias (Croteau et al., 2000). Há inclusive certas espécies vegetais que desenvolveram compostos fenólicos para inibir o crescimento de outras plantas competidoras (ação alelopática). (FUMAGALI et al.,2008).
	
REFERENCIAS
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Ana Eliza ZeraikI; Fernanda Sant'Ana de SouzaI; Orlando Fatibello-FilhoI,*; Oldair D. LeiteIIDesenvolvimento de um spot test para o monitoramentoda atividade da peroxidase em um procedimento de purificação Artigo • Quím. Nova 31 (4) • 2008 • Disponível em <https://doi.org/10.1590/S0100-40422008000400003 Acesso em 25 de julho de 2022. https://www.scielo.br/
de Rezende, F. M., Rosado, D., Moreira, F. A., & de Carvalho, W. R. S. (2016). Vias de síntese de metabólitos secundários em plantas. Laboratório de Ensino de Botânica, 93. Disponível em https://scholar.google.com.br/ Acesso em 25 de julho de 2022.
Elisângela FumagaliI; Regina Aparecida Correia GonçalvesI; Maria de Fátima Pires Silva MachadoII; Gentil José VidotiIII; Arildo José Braz de OliveiraI, Produção de metabólitos secundários em cultura de células e tecidos de plantas: o exemplo dos gêneros Tabernaemontana e Aspidosperma. Trabalho de Revisão • Rev. bras. farmacogn. 18 (4) • Dez 2008 • Departamento de Farmácia e Farmacologia, Universidade Estadual de Maringá, Campus Universitário, Avenida Colombo, 5790, 87020-900 Maringá-PR, Brasil. Disponível em https://doi.org/10.1590/S0102-695X2008000400022 Acesso em 28 de julho de 2022. https://www.scielo.br.
Fernanda Maxa, Letícia Machado Packera , Anelise Destefania e Renata da Silva Heying ANÁLISES FARMACOGNÓSTICAS E ATIVIDADE ANTIMICROBIANA DOS EXTRATOS DAS ESPÉCIES Aloe barbadensis Miller, Aloe arborescens Miller e Aloe agens o Instituto Federal Catarinense Campus Araquari, 89245-000 Araquari – SC, Brasil. Disponível em https://quimica.araquari.ifc.edu.br2020 Acesso em 28 de julho de 2022.
Nogueira, Maria Jacyra de Campos. Fitoterapia popular e enfermagem comunitária / Não consta. São Paulo; s.n; 1983. 257 p. Tese em Português | LILACS, BDENF - Enfermagem | ID: biblio 1008760 Disponível em https://pesquisa.bvsalud.org. Acesso em 28 de julho de 2022.
SOARES, D.X. (UEL); PITOLI, A.C.L. (UEL); SCARMINIO, I.S. (UEL); CARVALHO, W. (UEL). TESTES QUALITATIVOS PARA IDENTIFICAÇÃO DE METABÓLITOS SECUNDÁRIO Disponível em. http://www.abq.org.br › cbq › Acesso em 28 de julho de 2022.