Aula 1 - introdução a farmacognosia

Prévia do material em texto

Rio de Janeiro, 28 de abril de 2022.
Farmacognosia I
Introdução a Farmacognosia
Farmaco + Gnosia: Farmaco - Droga, remédio, substância ativa
 Gnosia - origem, conhecimento, adquirir conhecimento sobre algo. 
A Farmacognosia estuda a origem dos fármacos naturais, transformações em produtos, é uma das áreas mais antigas da farmácia, inclui botânica, biotecnologia, agronomia, bioquímica etc.
Farmacognosia é uma ciência multidisciplinar que contempla o estudo das propriedades físicas, químicas, bioquímicas e biológicas dos fármacos ou dos fármacos potenciais de origem natural assim como a busca de novos fármacos a partir de fontes naturais.
 História: 
Paleomedicina: Na época paleolítica, os hominídeos utilizavam plantas para fins medicinais. Ao analisar fósseis, encontra-se matéria orgânica em dentes, encontramos diversas plantas, como camomila. Pinturas também demonstram a utilização de plantas para alimentação e saúde. 
Com o passar do tempo, houve desenvolvimento de fármacos e medicina. Com os registros, é possível identificar registros de uso medicinal de plantas. 
Na idade média, houve uma regressão nessa época devido o obscurantismo, dessa forma, evoluiu pouco, mas ainda sim era utilizado plantas como medicamento. 
No renascimento, "Quintessência" entendimento de características externas dos vegetais com finalidades terapêuticas.
Nas navegações, conhecimentos de novas fontes de substâncias ativas. Os originários das américas tinham bastante conhecimento sobre a biodiversidade local e grande conhecimento sobre saúde e plantas. 
Os naturalistas: muitos estudos realizados sobre plantas e seus efeitos. Grande evolução. 
Primeiro isolamento: Morfina em 1804
Primeira síntese do AAS - Era Sintética de fármacos começa em 1898.
Descoberta da penicilina em 1928
Décadas de 1940-50: Explosão farmacológica, drogas sintéticas. (Segunda guerra mundial)
Atualidade: Produtos naturais. 
As plantas medicinais podem ser/servir para:
· Matéria prima
· Fitoterápicos 
· Moléculas bioativas
· Fármacos
· Síntese.
Quatro abordagens de estudo de plantas medicinais na descobertas de novos fármacos:
· Randômica
· Quimiotaxonômica
· Etológica
· Etnofarmacológica
Randômica: Sem critério, disponibilidade das plantas. Coleta de plantas, apenas para pesquisa e fins de encontrar novas moléculas.
Quimiotaxonômica: Substância ou grupo de substâncias em um gênero ou família, 
Etológica: uso medicinal de plantas por animais. Animais usam da alimentação de plantas para tratar algum mau estar/doença. 
Etnofarmacológica: Uso terapêutico de plantas por um determinado grupo étinico. Estudo dos preparados tradicionais em sistema de saúde e doença. 
*Utiliza-se muito mais a abordagem randômica. A abordagem etnofarmacológica é mais rápida!
Exemplos de fitofármacos: AAS, morfina, taxol, reserpina, pilocarpina, quinina, varfarina, cafeína.
Conceitos Fundamentais em Farmacognosia.
Planta medicinal: Espécie vegetal, cultivada ou não, utilizada com propósitos terapêuticos. A planta medicinal é usada logo após a colheita/coleta sem passar por qualquer processo de secagem.
planta fresca: coletada no momento de uso. 
Droga vegetal: planta medicinal, ou suas partes, que contenham as substâncias responsáveis pela ação terapêutica, após processos de coleta/colheita, estabilização, quando aplicável, e secagem, podendo estar na forma íntegra, rasurada, triturada ou pulverizada. 
Derivado vegetal: produto da extração da planta medicinal fresca ou da droga vegetal, que contenha as substâncias responsáveis pela ação terapêutica, podendo ocorrer na forma de extrato, óleo fixo e volátil, cera, exsudato e outros.
Matéria-prima vegetal: compreende a planta medicinal, a droga vegetal ou o derivado vegetal.
Farmacógeno: porção do vegetal onde localiza-se o(s) princípio(s) ativo(s) com finalidade terapêutica.
Remédio x fármaco: Remédio qualquer substância ou recurso utilizado para obter cura ou alívio. Diferentemente do fármaco, a substância (recurso) utilizada não necessita ser conhecida quimicamente.
Medicamento: “produto farmacêutico, tecnicamente obtido ou elaborado, com finalidade profilática, curativa, paliativa ou para fins de diagnóstico”.
Fitoterápico: “produto obtido de matéria-prima ativa vegetal, EXCETO substâncias isoladas, com finalidade profilática, curativa ou paliativa, incluindo medicamento fitoterápico e produto tradicional fitoterápico, podendo ser simples, quando o ativo é proveniente de uma única espécie vegetal medicinal, ou composto, quando o ativo é proveniente de mais de uma espécie vegetal”.
Medicamento Fitoterápico: “obtidos com emprego EXCLUSIVO de matérias-primas ativas vegetais cuja segurança e eficácia sejam baseadas em evidências clínicas e que sejam caracterizados pela constância de sua qualidade”. NÃO se considera medicamento fitoterápico aquele que inclua na sua composição substâncias ativas isoladas ou altamente purificadas, sejam elas sintéticas, semi sintéticas ou naturais e NEM as associações dessas com outros extratos, sejam eles vegetais ou de outras fontes, como a animal.
Produto Tradicional Fitoterápico: “obtido com emprego exclusivo de matérias-primas ativas vegetais, cuja segurança e efetividade sejam baseadas em dados de uso seguro e efetivo publicados em literatura técnico-científica e que sejam concebidos para serem utilizados sem a vigilância de um médico para fins de diagnóstico, de prescrição ou de monitorização”.
Comprovação do uso tradicional: Comprovação de continuidade de uso seguro por no mínimo 30 anos
NÃO podem:
• se referir a doenças, distúrbios, condições ou ações graves
• conter matérias-primas em concentração de risco tóxico
• ser administrados pelas vias injetável e oftálmica
Tradicionalidade de uso/Conhecimento Tradicional: aquele alicerçado no longo histórico de utilização no ser humano demonstrado em documentação técnico-científica, sem evidências conhecidas ou informadas de risco à saúde do usuário.
Eficácia X Efetividade: 
Eficácia: resultados positivos em ensaio clínicos 
*Estudos Clínicos são realizados em condições ideais
Efetividade: capacidade de promover resultado biológico observado durante utilização no ser humano, em condições reais, na população em geral.
*Estudos observacionais
Chá: é o produto constituído de uma ou mais partes de espécie(s) vegetal(is) inteira(s),
fragmentada(s) ou moída(s), com ou sem fermentação, tostada(s) ou não.
Chá medicinal: droga vegetal com fins medicinais a ser preparada por meio de infusão, decocção ou maceração em água pelo consumidor. 
Infusão: preparação, destinada a ser feita pelo consumidor, que consiste em verter água potável fervente sobre a droga vegetal e, em seguida, tampar ou abafar o recipiente por um período de tempo determinado. Método indicado para partes de drogas vegetais de consistência menos rígida, tais como folhas, flores, inflorescências e frutos, ou com substâncias ativas voláteis ou ainda com boa solubilidade em água. 
Decocção: preparação, destinada a ser feita pelo consumidor, que consiste na ebulição da droga vegetal em água potável por tempo determinado. Método indicado para partes de drogas vegetais com consistência rígida, tais como cascas, raízes,rizomas, caules, sementes e folhas coriáceas ou que contenham substâncias de interesse com baixa solubilidade em água. 
Maceração em água: preparação, destinada a ser feita pelo consumidor, que consiste no contato da droga vegetal com água potável, à temperatura ambiente, por tempo determinado, específico para cada droga vegetal. Método indicado para drogas vegetais que possuam substâncias que se degradem com o aquecimento. 
Extratos: Preparações de consistência líquida, semissólida ou sólida, obtidas a partir de drogas vegetais, utilizando-se métodos extrativos e solventes apropriados.
Um extrato é essencialmente definido pela qualidade da droga vegetal, pelo processo de produção e suas especificações.
O material utilizado na preparação de extratos pode sofrer tratamentos preliminares:· inativação de enzimas 
· moagem
· desengorduramento
Após a extração, materiais indesejáveis podem ser eliminados
· Extrato Fluido: Preparação líquida obtida por extração com líquido apropriado em que, em geral, uma parte do extrato, em massa ou volume corresponde a uma parte, em massa, da droga vegetal seca utilizada na sua preparação. Podem ainda ser adicionados conservantes. Devem apresentar especificações quanto ao teor de marcadores e resíduo seco. No caso de extratos classificados como padronizados, a proporção entre a droga vegetal e o extrato pode ser modificada em função dos ajustes necessários para obtenção do teor de constituintes ativos especificados.
· Extrato Mole: Preparação de consistência semi sólida obtida por evaporação parcial do líquido extrator empregado, podendo ser utilizado como solventes, unicamente, álcool etílico, água, ou misturas de álcool etílico e água em proporção adequada. Apresentam, no mínimo, 70% (p/p) de resíduo seco. Se necessário podem ser adicionados conservantes.
· Extrato Seco: Preparação sólida obtida por evaporação do solvente utilizado no processo de extração. Podem ser adicionados de materiais inertes adequados e possuem especificações quanto ao teor de marcadores. Em geral, possuem uma perda por dessecação não superior a 5% (p/p).
· Extratos Padronizados: Extratos ajustados a um conteúdo definido de um ou mais constituintes responsáveis pela atividade terapêutica. O ajuste do conteúdo é obtido pela adição de excipientes inertes ou pela mistura de outros lotes de extrato.
· Extratos quantificados: extratos ajustados para uma faixa de conteúdo de um ou mais marcadores ativos. O ajuste da faixa de conteúdo é obtido pela mistura de lotes de extrato.
· Outros extratos: extratos não ajustados a um conteúdo específico de constituintes. São definidos essencialmente pelos parâmetros de seu processo de fabricação, como por exemplo a qualidade da droga vegetal, seleção do líquido extrator e condições de extração; bem como suas especificações.
Perfil Cromatográfico: padrão cromatográfico de constituintes característicos, obtido em condições definidas, que possibilite:
· a identificação da espécie vegetal em estudo
· a diferenciação de outras espécies
Marcadores: substância ou classe de substâncias (ex.: alcaloides, flavonoides, ácidos graxos, etc.) utilizada como referência no controle da qualidade da matéria-prima vegetal e do fitoterápico, preferencialmente tendo correlação com o efeito terapêutico
O marcador pode ser dois tipos:
· Ativo= relacionado com a atividade terapêutica do fitocomplexo
· Analítico= não demonstrada, até o momento, sua relação com a atividade terapêutica do fitocomplexo
Constituintes ou grupos de constituintes quimicamente definidos, presentes em drogas de origem natural, seus derivados, bem como fitoterápicos ou outros medicamentos, que são utilizados para fins de controle de qualidade, podendo ou não apresentar atividade terapêutica.
Os marcadores podem ser classificados em:
 
Metabolismo vegetal: 
Metabolismo PRIMÁRIO: Exigências nutricionais da célula: energia (ATP), poder redutor (NADPH) e síntese de macromoléculas essenciais
• carboidratos
• lipídeos
• proteínas
• ácidos nucléicos
Metabolismo SECUNDÁRIO: Não é essencial à célula. Vantagens adaptativas ao meio ambiente: sobrevivência e reprodução.
• Compostos fenólicos
• Terpenóides
• Substâncias nitrogenadas
Importância comercial do metabolismo secundário:
· farmacêutica (compostos farmacologicamente ativos)
· alimentícia (pigmentos e essências)
· agronômica (alelopatia)
· perfumaria (aromas e essências)
Princípio Ativo: Substância ou grupo delas, quimicamente caracterizada, cuja ação farmacológica é conhecida e responsável, total ou parcialmente pelos efeitos terapêuticos do medicamento fitoterápico. 
Medicamento → fármaco
Fitocomplexo: Conjunto de todas as substâncias, originadas do metabolismo primário ou secundário, responsáveis, em conjunto, pelos efeitos biológicos de uma planta medicinal ou de seus derivados.
Metabolismo vegetal e interações bioquímicas na natureza: 
Metabolismo Vegetal:
É dividido didaticamente em:
– metabolismo primário (basal, essencial) e
– metabolismo secundário (especial, especializado)
Uma das características dos seres vivos é a presença de atividade metabólica.
METABOLISMO = conjunto de reações químicas que ocorrem continuamente no interior das células.
Metabolismo primário (basal/essencial): 
Conjunto de processos metabólicos que desempenham uma função essencial no vegetal, tais como a fotossíntese, a respiração e o transporte de solutos.
• Diferentes organismos vivos compartilham características químicas comuns.
• São essenciais para a manutenção das células.
• Os compostos envolvidos no metabolismo primário possuem distribuição universal nas plantas:
– Proteínas
– Ácidos nucleicos
– Lipídeos
– Polissacarídeos
Metabolismo secundário (especial/especializado):
Originam compostos que são formados por diferentes vias biossintéticas e não possuem uma distribuição universal. Muitos são marcadores em estudos quimiotaxonômicos. Embora o metabolismo secundário nem sempre seja necessário para que uma planta complete seu ciclo de vida, ele desempenha um papel importante na interação das plantas com o meio ambiente.
Além das plantas, são fontes de produtos naturais:
 • Organismos marinho • Bactérias
 – Esponjas • Fungos
 – Caracóis
 • Animais
 – Sapos
 – Serpentes
 • Síntese orgânica
Produto natural: Substância orgânica que ocorre naturalmente na natureza com ocorrência restrita em alguns táxons. 
 
Principais unidades formadoras das estruturas químicas dos produtos naturais (“the building blocks”):
• C1: A unidade mais simples é composta de um único átomo de carbono, formando um grupo metila. Derivado da S-metil da L-metionina ou de grupo metileno dióxido.
• C2: Duas unidades de C são originadas a partir da acetil CoA. Porém a forma mais reativa é a malonil CoA.
• C5: A unidade isopreno é característica de metabólitos da via do mevalonato e derivados do fosfato de desoxixilulose.
• C6 C3: A unidade fenilpropanóide é obtida a partir da L-fenilalanina ou L-tirosina. Podem levar a metabólitos C6 C2 e C6 C1.
• C6 C2 N: Formados também a partir dos aas L-fenilalanina ou L-tirosina.
• C2 N: originados a partir do aa triptofano.
• C4 N: o sistema pirrolidinico é formado a partir do aa não protéico L-ornitina.
• C5 N: este é produzido exatamente como o anterior, mas usando a L-lisina como precursor levando a formação do anel piridínico.
Principais fatores que podem influenciar o acúmulo de metabólitos secundários em planta:
Ciências ômicas como ferramentas para os estudos da prospecção da diversidade do metabolismo vegetal: 
A metabolômica envolve análises quali- e quantitativa e “visa analisar o conjunto de metabólitos presentes (o metaboloma) nos meios intra- e extracelular de um determinado organismo ou sistema biológico ou detectar metabólitos que são relevantes do ponto de vista bioquímico e fisiológico durante um processo particular”.
Quimiotaxonomia Vegetal Micromolecular
O início da quimiossistemática pode ser atribuído aos trabalhos da Sra. Helen Abbott (1857-1904) sobre a distribuição de metabólitos secundários encontrados em determinados táxons e que essas ocorrências não eram aleatórias.
Estratégias de bioprospecção de produtos naturais: 
Quimiotaxonomia vegetal: 
Segundo o Prof. Otto Gottlieb, quimiossistemática é um campo científico baseado na interação da diversidade biológica com a diversidade metabólica conduzindo ao conhecimento da natureza de forma racional.
Atribuições:
• Aplicação de dados químicos para a resolução de problemas de natureza taxonômica (esclarecer posicionamentos incertos de táxons);
• Apoiar esquemas biossintéticos;
• Quantificação da biodiversidade a partir de parâmetros eco geográficos, morfológicose metabólitos;
• Traçar tendências filogenéticas;
• Identificar possíveis marcadores quimiotaxonômicos de táxons; e
• Auxiliar no direcionamento da fitoquímica para a busca de possíveis atividades biológicas.
Quimiofenéticos Vegetal: Quimiofenéticos são definidos como estudos que visam descrever a variedade de metabólitos secundários/especializados em um determinado táxon.
Sistemas de classificação: 
Metodologia Quimiossistemática:
• Coleta de dados
• Perfil químico e marcadores quimiotaxonômicos
• Cálculo de índices:
 • morfológicos,
 • morfológicos-químicos e
 • químicos
• Parâmetros de avanço evolutivo