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52 Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. Estudo anatômico do rizoma de Smilax goyazana A. DC. (Smilacaceae) PALHARES, D.¹ ; SILVEIRA, C.E.S.² ¹Mestre em Botânica, Universidade de Brasília. Correspondência: SQS 313-A-406 70382-010 Brasília-DF. e-mail: dariompm@bol.com.br ²Doutora pela Université Paris VI, Professora Adjunta, Laboratório de Anatomia Vegetal, Universidade de Brasília RESUMO: Smilax goyazana é um arbusto muito comum no cerrado. Plantas do gênero Smilax são conhecidas por produzirem saponinas de interesse medicinal. Rizomas de Smilax goyazana foram estudados anatomicamente. A epiderme unisseriada se compõe de células com núcleo basal grande e citoplasma rico em lipídios e taninos e se associa a uma exoderme esclerificada. Estômatos foram observados. O córtex apresenta feixes fibrovasculares pouco diferenciados. O parênquima de transição entre o córtex e o cilindro central parece ser região de surgimento de novos feixes vasculares. Ocorre esclerificação progressiva na região de transição. O cilindro central é rico em cristais de oxalato e algumas células acumulam amido ou taninos. Os feixes vasculares se compõem de dois elementos de metaxilema, envoltos por uma camada de parênquima, floema e resquícios de protoxilema. Cada feixe vascular é envolto por uma endoderme. Alguns feixes apresentam elementos de vaso geminados. Os elementos de vaso são muito longos, recurvados, com placa de perfuração composta e pontuações escalariformes em fenda. Os elementos de tubo crivado apresentam placa crivada simples, de levemente a muito oblíquas, com áreas crivadas laterais elípticas. Fibras septadas são observadas. Palavras-chave : Smilax, Smilacaceae, monocotiledônea, rizoma, anatomia ABSTRACT: Anatomy of rhizome of Smilax goyazana A. DC. (Smilacaceae). Smilax goyazana is a very common shrub in cerrado vegetation. Plants of the genus Smilax are known by their significative production of saponins of medicinal interest. Rhizomes of Smilax goyazana were characterized anatomically. The one-layered epidermis is composed of cells with a great basal nucleus and citoplasm with much lipids and tannins; the epidermis also associates with a sclerified exodermis. Stomata were observed. The cortex presents poorly differentiated fibrovascular bundles. The parenchyma at the limit between cortex and central cylinder appears to originate new vascular bundles. Progressive sclerification occurs in this region of transition. The central cylinder is rich in oxalate crystals and some cells accumulate starch or tannins. The vascular bundles are composed of two vessel elements; a layer of parenchyma, phloem and protoxylem involves each one. Moreover, each vascular bundle is involved by an endodermis. Some bundles present duplicated vessel elements. The vessel elements are very long, recurved, with composed perforation plaque, and scalariform punctuations. The sieve elements present simple sieve plates, which range from transverse to very oblique, with elliptical lateral sieve areas. Key words : Smilax, Smilacaceae, monocotyledon, rhizome, anatomy Recebido para publicação em 15/10/2003 Aceito para publicação em 19/05/2005 INTRODUÇÃO Plantas do gênero Smilax têm sido utilizadas na medicina tradicional chinesa para o tratamento de diversas doenças exantemáticas, tipicamente causadas por vírus (Schroeder, 1988). Esta utilização medicinal talvez esteja relacionada com a presença de diversas substâncias com propriedades antivirais, tais como foram identificadas em plantas indianas desse gênero (Pana & Joshi, 1996). Todas as partes vegetais são utilizadas na extração de princípios ativos e nos preparados da medicina popular, geralmente sob a forma de infusões ou cataplasmas. De modo geral, as Smilax spp. produzem grande quantidade e variedade de saponinas. Smilax officinalis, comum na mata atlântica, apresenta saponinas com grande poder adjuvante em vacinas, mas também com grande potencial hemolítico (Santos et al., 1997). De acordo com Barradas & Figueiredo 53 Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. (1974), o gênero Smilax fazia parte da subfamília Smilacoideae, da família Liliaceae, porém atualmente se considera uma família à parte, Smilacaceae. Apesar de serem monocotiledôneas, as Smilax sp. apresentam folhas pecioladas, com bainha amplexicaule e nervuras reticuladas, onde mais tipicamente uma nervura principal se acompanha de três nervuras secundárias em cada lado da folha, em disposição acródroma (Barradas & Figueiredo, 1974). As plantas da família Smilacaceae são dióicas (Andreata,1984; Viajayavalli & Mathew,1989). Smilax goyazana é uma representante do gênero muito comum no cerrado (Almeida et al., 1998). Ao início da época chuvosa, é uma das primeiras espécies a rebrotar em campos queimados. Seus grãos de pólen representam uma parcela significativa do pólen circulante em Brasília, principalmente na época de agosto a fevereiro (Válio & Labouriau, 1964; Cardoso et al., 1975). Folhas jovens são freqüentemente pastejadas por bovinos e apresentam razoável teor proteico (Pott & Pott, 1987). O objetivo desse estudo é a caracterização farmacognóstica do rizoma, por sua utilização medicinal e por ser a parte que sobrevive às queimadas, rebrotando após o reinício das chuvas. MATERIAL E MÉTODO Plantas inteiras foram coletadas em áreas de cerrado do Centro Olímpico da Universidade de Brasília durante a época chuvosa, entre outubro e dezembro de 2002. Exsicatas-testemunha foram depositadas no herbário UB, sob o leg: The taxonomic class of Universidade de Brasilia 1330. Os rizomas foram separados em nós e entrenós. Secções transversais e longitudinais de material fresco a 80-120 µm de espessura foram obtidos em micrótomo de deslize modelo Jung 27407. Nós e entrenós foram inclusos tanto em parafina como em historresina para cortes transversais e longitudinais de cerca de 10 µm de espessura em micrótomo rotatório Leica modelo RM 2145. Os cortes aderidos às lâminas foram submetidos à dupla coloração com safranina e verde rápido ou com fucsina básica e astra azul (Johansen, 1940; Kraus & Arduin, 1997), sendo esta última a preferida, por distinguir nessa espécie o floema em azul. Material dissociado dos entrenós foi obtido mediante imersão por 24 horas em solução de Jeffrey composta de ácido nítrico e ácido crômico a 5%, seguida de armazenagem em álcool 70ºGL. A observação dos elementos celulares se deu após coloração com uma gota de verde rápido. As medições foram feitas com auxílio de ocular milimetrada. As fotomicrografias foram realizadas em fotomicroscópio Zeiss modelo Axioskop, ou em câmera digital Sony CyberShot, sendo as escalas preparadas adequadamente e as imagens processadas em computador pelos programas Microsoft Photo Editor e MGI Photosuite. Testes histoquímicos com lugol, cloreto férrico, ácido clorídrico e ácido acético glacial, floroglucinol em meio ácido e Sudan foram realizados em cortes transversais de nós e entrenós para a detecção, respectivamente, de amido, taninos, cristais de oxalato, lignina e lipídios. Lâminas semipermanentes de entrenós após reação com floroglucinol em meio ácido foram montadas da seguinte maneira: após gotejamento dos reagentes, os cortes foram desidratados em estufa seca a 40 ºC por 3 horas, posteriormente ressuspensos em xileno, a vácuo, por 4 a 12 horas e montados em lâminas usando Entellan® como aderente. RESULTADO Observações de campo mostram que a planta se sustenta ereta por sua própria estrutura, contudo, as folhas apresentam estípulas que, ao entrarem em contato com algum suporte, diferenciam- se em gavinhas (Figura 1), do contrário, senescem e sofrem abscisão. Anatomicamente, o entrenó do rizoma é constituído de um córtex e um cilindro central, envoltos pela epiderme unisseriada. A epiderme é composta de uma camada de células tabulares com núcleo basal e citoplasma abundante, apresentando tanto lipídios como taninos (Figura 2). Em material dissociado, a epiderme é plana, constituída de células de paredes retas e fortementeunidas entre si, com ocorrência ocasional de estômatos (Figura 3). Abaixo da epiderme, observa-se a exoderme composta de uma camada de células esclerenquimáticas. O córtex se compõe de cerca de dez camadas de células de parênquima e feixes fibrosos dispersos apresentando elementos vasculares pouco desenvolvidos. Algumas células do parênquima cortical apresentam cristais romboédricos de oxalato de cálcio, porém não foram evidenciados lipídios, taninos nem amido (Figura 4). Separando o córtex do cilindro central, há uma região de parênquima pouco distinta quando corada com safranina/verde rápido ou fucsina/astrazul (Figura 5), porém melhor evidenciada pela reação com floroglucinol em meio ácido. A partir dessa região parecem se diferenciar feixes vasculares para o cilindro central e feixes fibrosos para o córtex. Aparentemente, nessa região do parênquima ocorre lignificação progressiva, formando-se uma faixa esclerenquimática descontínua com 4 a 7 camadas, que termina por envolver os feixes próximos (Figura 6). O cilindro central se compõe de um parênquima com feixes distribuídos em estrutura atactostélica. Os feixes mais internos apresentam os elementos de xilema com diâmetro tangencial maior que os feixes mais externos. O parênquima do 54 cilindro central apresenta abundância de cristais romboédricos de oxalato de cálcio (Figura 7). Algumas células acumulam amido ou pequenas quantidades de taninos. Ao corte longitudinal, nota-se a organização de feixes alternados com parênquima, composto de células procumbentes ou quadradas (Figura 8). Cada feixe vascular se compõe de dois elementos de vasos (metaxilema), alguns dos quais geminados; resquícios de protoxilema, em quantidade variável; floema, sempre orientado em direção à superfície do rizoma. Cada elemento de metaxilema encontra-se envolto por uma camada de parênquima. Por sua vez, cada feixe vascular é envolto por uma endoderme e por bainha esclerenquimática (Figuras 9 e 10). Os elementos de vaso são muito longos, alguns recurvados e apresentam uma parede com pontoações escalariformes, organizadas em blocos e placa de perfuração composta escalariforme, oblíqua, com angulação de 80º. O floema se cora em azul pela fucsina/astrazul, evidenciando células companheiras com núcleo elíptico. Os elementos de tubo crivado apresentam áreas crivadas elípticas escalariformes, placa crivada simples, variando de quase transversal até oblíqua, a aproximadamente também de 80º (Figuras 11 a 13). O dissociado mostra a ocorrência de fibras septadas, esclereídeos, células de parênquima, elementos de vaso, elementos de protoxilema, elementos de tubo crivado. A Tabela 1 mostra os resultados biométricos. A estrutura dos nós difere dos entrenós pela adição de novos feixes, diferenciados a partir do desenvolvimento dos ramos aéreos, como evidenciado pela mudança de direção dos feixes vasculares (Figura 14). DISCUSSÃO No cerrado, vegetação naturalmente submetida a queimadas recorrentes, a existência de rizoma favorece o estabelecimento da espécie, na medida em que permite a sobrevivência e o rebrotamento do indivíduo quando da ocorrência dessa perturbação ambiental. Quanto à possibilidade de a espécie apresentar crescimento secundário por meio do parênquima de transição entre córtex e cilindro central, o aspecto anatômico é condizente com o visto tipicamente em monocotiledôneas com crescimento secundário, qual seja o de produção de tecidos vasculares de tamanho menor ou menos diferenciados (DeMason, 1983; Cutter, 1987). A reação com floroglucina mostra intensa e progressiva lignificação da região de transição. A safranina cora intensamente células com paredes lignificadas, contudo, o floroglucinol em meio ácido, por ser mais específico, ressaltou melhor o parênquima de transição entre córtex e cilindro central, evidenciando que mesmo as células parenquimáticas que ainda não se esclerificaram mostram paredes mais espessas. Com relação à possibilidade de ser uma região passível de diferenciação em feixes fibrovasculares, Martin & Tucker (1985) observaram que as células meristemáticas de diversas Smilax spp não reagiram a safranina, hematoxilina ou laranja G. Em todo caso, documentar crescimento secundário na espécie depende de estudos mais detalhados de ontogenia. A família Liliaceae, que em algumas classificações engloba as Smilacaceae, possui TABELA 1 : Dados biométricos do rizoma de Smilax goyazana Elementos Anatômicos N o de aferições Preparação Unidade de medida Máx Mín Média σσσσ Elementos de tubo crivado comprimento diâmetro área crivada lateral quantidade em cada feixe 20 20 20 20 Dissociado Dissociado Dissociado Transversal µm µm µm 335 40 10 6 150 20 5 2 237,5 28,8 6,6 4,3 50 6 1,8 1,3 Freqüência de feixes 20 Transversal nº /mm2 9 3 6 1,8 Comprimento do raio de córtex cilindro central 20 20 Transversal Transversal mm mm 0,65 4,0 0,4 3,2 0,58 3,78 0,09 0,25 Elementos de vaso diâmetro próximo à endoderme diâmetro no centro do cilindro comprimento largura da pontuação 20 20 20 20 Transversal Transversal Dissociado Dissociado µm µm µm µm 45 125 6800 25 15 75 2000 5 25 97,3 3288 12 8,5 14,6 1188 5,8 Fibras comprimento diâmetro máximo 20 20 Dissociado Dissociado µm µm 1400 20 450 50 888 37 282 8,1 Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. 55 representantes com crescimento secundário. LaFrankie (1985) não evidenciou o limite entre córtex e cilindro central em Smilacina racemosa, contudo, usou apenas colorações usuais, não tendo lançado mão do floroglucinol em meio ácido. Os tecidos vasculares costumam serem envoltos por uma ou mais camadas de parênquima especializado - periciclo e endoderme – (Menezes et al., 2003), provavelmente relacionadas ao controle do transporte de substâncias. Em monocotiledôneas, cada feixe vascular apresenta sua camada de endoderme. Entretanto, os feixes vasculares se distribuem de modo atactostélico, porém formando um cilindro central. O reconhecimento de um parênquima limítrofe na espécie estudada abre a perspectiva que as monocotiledôneas possam apresentar um tecido que funcionalmente isole o cilindro central do córtex. A epiderme composta de uma camada celular com uma bainha esclerenquimática subjacente é um padrão usual nas demais Smilacaceae (Popham, 1966; La Fankie, 1985). A epiderme sugere ser metabolicamente muito ativa, pela presença de núcleo grande e citoplasma abundante em lipídios e taninos. O aspecto tangencial sugere uma estrutura muito coesa e resistente. Estômatos comumente ocorrem em folhas, podendo ser detectados em caules aéreos e tipicamente são responsáveis por troca gasosa. Em um órgão subterrâneo, não há evidências que realizem trocas gasosas. Appezzato-da-Glória (2003) sugere que a ocorrência de estômatos em caules subterrâneos suporta as idéias de Raunkiaer que as plantas evoluem de modo a proteger suas gemas sob o solo. O córtex se distingue do cilindro central tanto pela característica dos feixes fibrovasculares como pelo parênquima pobre em cristais. Em Acrocomia intumescens (Palmae), o parênquima separando córtex e cilindro central é ressaltado por técnicas usuais de coloração, bem como em Araceae (French & Tomlinson, 1981a, 1981b), mas em Prionium serratum (Juncaceae), não há um limite nítido (Zimmermann & Tomlinson, 1968). Em pecíolo de Smilax spicata, cada feixe vascular tem de 1 a 3 elementos de xilema; em S. rufescens, 2 a 4 e em S. fluminensis, que também ocorre no cerrado, 3 a 4 (Marquete & Pontes, 1994). Em Smilax rotundifolia (Ervin & Evert, 1967), os elementos de tubo crivado apresentam placas crivadas simples, levemente oblíquas. Em Smilax goyazana as placas crivadas também são simples, porém a inclinação varia de levemente a conspicuamente oblíqua. A organização do metafloema, em que elementos de tubo crivado jovens e maiores ficam emcontato com elementos de tubo crivado mais antigos e menores, é semelhante nas duas espécies. Aliás, a estrutura anatômica em geral é muito semelhante entre as duas espécies. O protoxilema, porém, difere marcadamente: em S. goyazana, há poucos elementos, adjuntos aos vasos, enquanto em S. rotundifolia ocorre um agrupamento de elementos, claramente distintos do metaxilema. Em conclusão, o estudo anatômico dessa espécie contribui para ampliar o conhecimento sobre essa família de interesse medicinal, podendo servir de base para análises taxonômicas, ao mesmo tempo que levanta questões a respeito da organização e desenvolvimento de monocotiledôneas. Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. 56 FIGURA 1: Planta no campo mostrando estípula (Es) que se diferencia em gavinha (Ga) após encontrar um suporte. FIGURA 2: Entrenó em corte transversal, incluso em resina, mostrando a epiderme (Ep) composta de uma camada de células com núcleo basal grande e a exoderme (Exo) esclerificada. Escala: 100 µm FIGURA 3: Epiderme em vista frontal, mostrando células com paredes retas e a ocorrência de estômato. Escala: 100 µm FIGURA 4: Entrenó em corte tranversal, mostrando em detalhe dois feixes do córtex, um composto apenas de fibras, o outro com elementos vasculares imaturos. Escala: 100 µm. FIGURA 5: Entrenó ém corte transversal, corado com safranina e verde rápido, mostrando que o limite entre córtex e cilindro central não é evidenciado nitidamente. Uma camada contínua de esclerênquima aos poucos se diferencia nessa região. Os vasos xilemáticos mais internos (Int) apresentam diâmetro tangencial maior que os vasos xilemáticos dos feixes mais externos (Ext). Escala: 100 µm. FIGURA 6: Entrenó em corte transversal, reação com floroglucinol em meio ácido. Delimita-se a região entre córtex (co) e cilindro central (cil), por uma região de células esclerificadas. O parênquima dessa região apresenta paredes espessadas (pa). Na região de transição, parecem diferenciar-se feixes fibrovasculares pouco desenvolvidos. Escala: 100 µm. Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. 57 1 2 3 4 5 6 Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. 58 FIGURA 7: Entrenó em corte transversal, corado com safranina e verde rápido, mostrando o parênquima do cilindro central com muitas células contendo cristais de oxalato (setas). Escala: 100 µm. FIGURA 8: Entrenó em corte longitudinal, ao plano do cilindro central, reação com floroglucinol em meio ácido, mostrando a alternância entre feixes vasculares e parênquima, composto de células procumbentes (p) ou quadradas (q). Escala: 100 µm. FIGURA 9: Entrenó em corte transversal, incluso em resina, após coloração com fucsina e astrazul. A endoderme é destacada pela linha contínua, circundando o feixe vascular. Cada elemento de vaso está envolto por uma camada de parênquima. F: floema. Px: resquício de protoxilema. X: elemento de vaso. Escala: 100 µm. Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. 59 7 8 9 Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. 60 FIGURA 10: Entrenó em corte transversal, incluso em resina, após coloração com fucsina e astrazul, mostrando um feixe com elementos de vaso geminados. X: elementos de vaso. Px: resquícios de protoxilema. Escala: 100 µm FIGURA 11: Corte longitudinal de cilindro central de entrenó, incluso em resina mostrando o floema. Entre círculos, placas crivadas simples. No detalhe, dois elementos de vaso unidos por placa de perfuração composta. n: núcleo da célula companheira Escala: 100 µm. FIGURA 12: Dissociado mostrando dois elementos de tubo crivado, com suas áreas crivadas laterais elípticas e as placas crivadas de leve a intensamente oblíquas. Escala: 100 µm. FIGURA 13: Dissociado mostrando um grande elemento de vaso. Acima, à esquerda, detalhe da parede do elemento de vaso, com blocos de pontuações escalariformes em fenda. Abaixo, ao centro, detalhe de uma fibra septada. Abaixo, à direita, elementos de protoxilema com espessamento helicoidal das paredes. Escalas: 100 µm. FIGURA 14: Nó em corte transversal, corado com safranina e verde rápido, mostrando feixes vasculares mudando de direção. Escala: 100 µm. Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. 61 10 11 12 13 14 Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. 62 Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.1, p.52-62, 2005. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ALMEIDA, S. et al. Cerrado: espécies vegetais úteis. Brasília: Embrapa-CPAC, 1998. 461p. ANDREATA, R. Smilax L. (Smilacaceae). Espécies brasileiras. I. S. longifolia Richard: localização e classificação do tipo e seus sinônimos. Rodriguesia , v.36, n.58, p.45-50, 1984. APPEZZATO-DA-GLÓRIA, B. Morfologia de sistemas subterrâneos: histórico e evolução dos conhecimentos no Brasil. Ribeirão Preto: A.S.Pinto, 2003. 80p. BARRADAS, M.; FIGUEIREDO, R. 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