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1 Farmacognosia Conhecimentos botânicos Conhecimentos farmacológicos Conhecimentos químicos É o ramo mais antigo das ciências farmacêuticas e tem como alvo de estudo os princípios ativos naturais, sejam animais ou vegetais. Estudar as classes de constituintes químicos das espécies vegetais quanto a: o aspectos da biossíntese o classificação, ocorrência e distribuição o caracterização química o atividades farmacológicas Aprender aspectos relacionados ao controle da qualidade de fitoterápicos; Compreender a importância do conhecimento farmacognóstico para a valorização da biodiversidade e obtenção de novos fármacos; Fitoterapia – Prática terapêutica funda mentada no uso de plantas medicinais, drogas vegetais e fitoterápicos. Planta Medicinal - espécie vegetal, cultivada ou não, utilizada com propósitos terapêuticos. Droga Vegetal - planta medicinal, ou suas partes, que contenham as substâncias, ou classes de substâncias, responsáveis pela ação terapêutica, após processos de coleta, estabilização, quando aplicável, e secagem, podendo estar na forma íntegra, rasurada, triturada ou pulverizada. Fitoterápico - São considerados medicamentos fitoterápicos os obtidos com emprego exclusivo de matérias- primas ativas vegetais, sendo caracterizados pelo conhecimento da eficácia e dos riscos de seu uso, assim como pela reprodutibilidade e constância de sua qual idade; Não se considera medicamento fitoterápico aquele que inclui na sua composição substâncias ativas isola das sintéticas ou naturais, nem as associações dessas com extratos vegetais. 2 Droga Derivada – Produtos derivados de vegetais ou animais, obtidos diretamente, sem a utilização de processos extrativos elaborados. Exemplos: o Incisões na cápsula imatura do fruto da papoula (Papaver somniferum L.), ocorre a exsudação do látex, que ao secar é denominado ópio. o Incisões no tronco de espécies de pinheiros (Exemplos: Pinus pinaster, Pinus halepensis, Pinus massonianae etc.), promovem a exsudação de uma resina, que após coleta e preparo é denomina da terebentina. o Mel de abelhas (droga derivada animal). o Veneno de cobra (droga derivada animal). 3 Princípio Ativo Natural- São princípios ativos obtidos de fontes naturais, sejam vegetais ou animais. Exemplos de princípios ativos naturais: Alcaloides, flavonoides, taninos, antraquinonas, saponinas, cumarinas. Princípio Ativo de medicamentos Fitoterápicos - Substância ou classe química caracterizada, cuja ação farmacológica é conhecida e responsável, total ou parcial mente, pelos efeitos terapêuticos do medicamento fitoterápico; Exemplo: o Alcaloide o Flavonoide o Ácido graxo, entre outros Princípio Inativo - (Necessidade farmacêutica, adjuvantes, excipientes) - Substâncias que não apresentam atividade farmacodinâmica, mas que apresentam importância complementar nas formulações fitoterápicas, não interferindo no efeito de princípios ativos. Fitocomplexo - Substâncias origina das no metabolismo primário e/ou secundário responsáveis, em conjunto, pelos efeitos biológicos de uma planta medicinal ou de seus derivados. Marcador - composto ou classe de compostos químicos (ex: alcaloides, flavonoides, ácidos graxos, etc.) presentes na matéria prima vegetal, preferencialmente tendo correlação com o efeito terapêutico, que é utilizado como referência no controle da qualidade da matéria-prima vegetal e do medicamento fitoterápico. Medicamento - produto farmacêutico, tecnicamente obtido ou elaborado, com finalidade profilática, curativa, paliativa ou para fins diagnósticos; Remédio – É um termo amplo, usado para designar todo produto ou procedimento usado para combater estados patológicos do organismo. Neste sentido pode ser um medicamento, uma planta medicinal, diet as, exercícios, e até hábitos religiosos relacionados à cultura da população. Derivado de Droga Vegetal: produto de extração da matéria-prima vegetal: extrato, tintura, óleo, cera, exsudato, suco e outros. Anti-flogístico – Anti-inflamatório; Béquico – antitussígeno; Carminativo – Facilita a eliminação de gases, antiespasmódico; Catártico – Laxativo drástico ou purgativo; Colagogo – Aumenta o fluxo de bile; Colerético – Aumenta a produção de bile; Constipante – Dificulta a evacuação; Demulcente – Protetor de mucosas; Diaforéticos – Aumenta a sudorese (antifebril). Emenagogo – Facilita o fluxo menstrual; Eupéptico – Estimula a secreção gástrica, digestivo; Rubefaciente – Causa a vermelhidão, ativa a circulação; Uterotônico – Induz contrações uterinas; Vesicantes – Irritante da pele; 4 Doenças - Castigo dos deuses: Primeiros curandeiros - preces e rituais, que incluíam o que se poderiam considerar “poções mágicas”; As plantas medicinais foram descobertas pelo homem através da procura por alimentos, e desde então, foram aplicadas empiricamente para o tratamento de patologias; Plantas com propriedades conservantes; Plantas com propriedades cosméticas; Plantas com propriedades medicinais; Plantas tóxicas. Escolha das ervas: primeiro pela cor, odor, forma ou raridade No entanto a aplicação de qualquer erva ou mistura de ervas a um distúrbio específico deve ter sido o resultado de muita experimentação, na base da tentativa e erro, ao longo de muitas gerações; Até alguns séculos atrás (para muita gente, até os dias atuais) as propriedades medicinais das plantas eram deduzidas a partir de certos caracteres morfológicos; Por exemplo, se uma parte da planta se assemelha com algum caráter anatômico humano ou o sintoma de alguma doença, então ela deve ser útil para a saúde daquele órgão ou para o tratamento daquela doença; Juglans sp. Semente: Usada para problemas no cérebro Echium sp. - Frutos :Usados em casos de picada de cobra; Caule de Rosa canina: Usado para mordidas de cães raivosos; 5 Hipantos de Rosa – Usado para cálculos renais; 3.000 a. C: Livro Pen Tsao com 365 medicamentos derivados de plantas, minerais e animais, base da medicina chinesa. 1.535 a. C.: Papiro de Ebers descreve 700 substâncias medicamentosas incluídas em mais de 800 formulas; 400 a.C. Hipócrates (Pai da medicina, usava a natureza como guia na escolha dos remédios) - Recomendava uso de folhas de salgueiro para doença nos olhos e parto; 350 d. C: Teofrastus, discípulo de Aristóteles, foi o primeiro a sistematizar as plantas medicinais com forte influência na botânica antiga, sendo seu o registro da utilização da papoula (Papaver somniferum)- Historia plantarum, De causis plantarum; 60 d. C.: Dioscórides, médico do exército de Roma. Utilizava, estudava e registrava o uso popular das plantas medicinais, culminando na obra Matéria médica, contendo cerca de 600 drogas vegetais, minerais e animais, com descrição, inclusive da terapêutica destas. Matéria Médica: eram todas as informações referentes a medicamentos e seus usos; Pedanius Dioscorides: greco romano, farmacologista e botânico, considerado o fundador da Farmacognosia por intermédio da sua obra “De materia medica”, Precursora das Farmacopeias. Tratado com cerca de 600 plantas Século 1º ao Séc. XVI; 1815 – Seydler criou o termo FARMACOGNOSIA em seu trabalho ANALECTA FARMACOGNOSTICA como sendo: ciência que estudava as drogas, de origem natural, usadas no tratamento de enfermidades; Divisão da Matéria Médica: o Farmacologia: estuda ação e dinâmica do medicamento; o Farmacognosia: é a ciência que estuda os princípios ativos, aplicadosem farmacologia, oriundos dos animais e plantas, com menos ênfase na sua ação. Final do Século XIX: nascimento da Química Farmacêutica com a síntese de um grande número de substâncias orgânicas, tendo alguns atividade terapêutica. Nova divisão da Matéria Médica: o Farmacologia o Farmacognosia o Química Farmacêutica Declínio da farmacognosia - 2ª guerra mundial; 1º Fato: 6 Farmacognosia Farmacobotânica Farmacozoologi a Etnobotânica Etnofarmacologia Quimiossistemática o Descoberta dos medicamentos de origem vegetal pelos leigos; o Insatisfação com eficácia e custo da medicina moderna; o Revolução Verde 2º Fato: o Reconhecimento pelas indústrias Farmacêuticas do valor de certas plantas de uso popular; o Uso destas plantas como fonte de novos medicamentos ou uso de seus constituintes como protótipos de novos fármacos; Descoberta dos medicamentos de origem vegetal pelos leigos; Insatisfação com eficácia e custo da medicina moderna; Reconhecimento pelas indústrias Farmacêuticas do valor de certas plantas de uso popular; Uso destas plantas como fonte de novos medicamentos ou uso de seus constituintes como protótipos de novos fármacos. 3º Fato: em fase de desenvolvimento Farmacobiotecnologia: o Ex: Produção de insulina humana através da alteração genética de uma cepa não patogênica de E. coli. FARMACOGNOSIA Conceito atual: ciência que estuda a matéria prima natural de origem animal ou vegetal: Respeitar o conhecimento popular sobre o uso de plantas medicinais; Conhecer os grandes grupos de substâncias de origem natural dotados de atividade farmacológica ou com interesse tecnológico Farmacêutico; Adquirir conhecimentos que habilitem ao reconhecimento dos fármacos e conhecer todos os processos intermédios de processamento, desde a origem até à utilização farmacêutica final; Compreender as ferramentas básicas da biotecnologia aplicadas à produção de medicamentos e suas implicações bioéticas; Adquirir conhecimentos sobre às técnicas aplicáveis ao controle de qualidade dos fármacos, em obediência às normas oficiais e para executar as metodologias analíticas e métodos instrumentais de análise aplicáveis a esse fim; Estudar as propriedades físicas, químicas, bioquímicas e biológicas das drogas de origem natural; Procurar novas drogas de origem natural; Realizar pesquisa científica nas áreas de fitoquímica, química microbiana, biosíntese, biotransformações, quimiotaxonomia e em outras áreas biológicas e químicas; Conjunto das substâncias, em geral de uma única classe de metabólitos secundários, responsável pela ação farmacológica atribuída à planta; 7 A cada substância isoladamente, presente no princípio ativo, dá-se o nome “fármaco”; Exemplo: o O conjunto dos alcaloides da beladona é o seu princípio ativo. o A hiosciamina é um fármaco presente na beladona A classe mais importante de princípios ativos medicinais é a dos ALCALOIDES. Os alcaloides são substâncias nitrogenadas. A maioria possui o átomo de nitrogênio em anel heterocíclico, é produzida por plantas e possui atividade farmacológica. Grande parte dos princípios ativos obtidos de plantas são alcaloides; Reserpina – alcalóide de Rauvolfia serpentina; Outra classe importante de princípios ativos medicinais é a das SUBSTÂNCIAS FENÓLICAS. Entre as substâncias fenólicas comuns em plantas, incluem-se os FLAVONOIDES e os TANINOS; As antocianinas são flavonoides muito valorizados atualmente. Estão presentes no morango, na amora e no vinho tinto; Os taninos são princípios ativos de plantas medicinais muito usadas no passado e que voltaram hoje a ser valorizadas, como a Hamamelis e a cáscara sagrada; A terceira grande classe de princípios ativos é a dos TERPENOIDES. Alguns terpenoides são voláteis, entrando na composição dos óleos voláteis (óleos essenciais). O mentol, a cânfora e o geraniol são exemplos de terpenos da hortelã, da canforeira e do gerânio, respectivamente; As plantas de Digitalis contêm substâncias de grande importância medicinal para o tratamento de problemas cardíacos, que possuem em sua composição esteroides, substâncias pertencentes à classe dos terpenoides. Exemplo: Digitoxina; GRANDE PARTE DOS PRINCÍPIOS ATIVOS VEGETAIS SÃO PRODUTOS DO METABOLISMO SECUNDÁRIO; Substâncias fenólicas Flavonoides Antocianinas Taninos Terpenoides Esteroides 8 Metabolismo primário - conjunto das transformações bioquímicas essenciais para produção de protoplasma e geração de energia para as células. Exemplo: Carboidratos, proteínas, lipídios, ácidos nucleicos. Metabolismo secundário - transformações bioquímicas não diretamente ligadas a processos essenciais para formar novas células e gerar energia. Em geral, têm distribuição restrita. Exemplo: Alcaloides, taninos, flavonoides, terpenoides, etc. As plantas medicinais podem ser adquiridas nas casas de ervas ou podem ser coletadas no campo, sejam silvestres ou cultivadas em jardins ou hortos; Plantas medicinais cultivadas em canteiros - Ciclo curto, podem ser tratadas como as hortaliças Plantas medicinais cultivadas em vasos ou floreiras - Plantadas sementes ou mudas; Plantas medicinais coletadas no campo - É necessário saber que partes dos vegetais das quais se utilizam: o as folhas colhidas antes da floração; o as flores ou as sumidades floridas colhidas no início da floração; o os frutos colhidos no início da maturação; o as raízes devem ser retiradas do solo quando o talo murcha, ou no começo da primavera, antes que haja rebrotado. De Candolle (1816) - plantas diferentes nascidas em solos idênticos continham produtos diferentes enquanto que plantas análogas nascidas em solos completamente diferentes formavam produtos análogos - considerou a composição química como um caráter taxonômico. Propôs as bases da moderna ecologia bioquímica – observação; Alelopatia - interação de insetos com grupos de plantas; Grupos não relacionados - similaridades morfológicas - denomina-se - convergência ou paralelismo; Grupos relacionados – divergência - SOLUÇÃO - conhecimento químico - QUIMIOTAXONOMIA. 9 Metabolismos primário Açucares Aminoácidos Ácidos graxos Nucleotídeos e seus polímeros Metabolismo secundário Metabólitos secundários Uma das características dos seres vivos é a presença de atividade metabólica; Metabolismo - conjunto de reações químicas que ocorrem no interior das células; Plantas: o Primário. o Secundário. METABOLISMO PRIMÁRIO Conjunto de processos metabólicos que desempenham uma função essencial no vegetal, tais como a fotossíntese, a respiração e o transporte de solutos; Os compostos envolvidos no metabolismo primário possuem uma distribuição universal nas plantas: o Aminoácidos; o Nucleotídeos; o Lipídios; o Carboidratos; METABOLISMO SECUNDÁRIO Origina compostos que não possuem uma distribuição universal, pois não são necessários para todas as plantas; Como consequência prática, esses compostos podem ser utilizados em estudos taxonômicos (quimiosistemática). Estímulos para a produção de metabólitos secundários: Constituintes químicos Metabolismo das plantas Grupos de princípios ativos Alcaloides Taninos Flavonoides Óleos essenciais Saponinas Glicosídeos cardiotônicos Estímulos Estímulos do meio Excesso ou deficiência de algum fator de produção para a planta Situações de "stress" 10 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 omeio ambiente; PRODUTOS SECUNDÁRIOS Possuem um papel contra: o a herbivoria; o ataque de patógenos; o competição entre plantas; o atração de organismos benéficos como polinizadores, dispersores de semente e microrganismos simbiontes. Possuem ação protetora: em relação a estresses abióticos, como aqueles associados com mudanças de temperatura, conteúdo de água, níveis de luz, exposição a UV e deficiência de nutrientes minerais; Existem três grandes grupos de metabólitos secundários: TERPENOS, COMPOSTOS FENÓLICOS E ALCALOIDES; Terpenos: 25.000 compostos diferentes Derivados biossinteticamente do ISOPENTENIL DIFOSFATO (5 átomos de carbono); Alfa-pineno (terebentina) Ácido abiético (breu) Carotenoides Taxol Limoneno Óleos essenciais Borracha Alcaloides: 12.000 componentes Contém um ou mais átomos de nitrogênio. Alcaloides glicosídeos Cafeína Nicotina Cocaína Morfina Atropina Compostos fenólicos: 8.000 componentes; Formados por um ou dois anéis aromáticos e um grupo funcional OH; Taninos Flavonoides Lignina Cumarina Vanilina Ácido salicílico; Segundo Mann (1987), há três pontos de origem e produção de metabólitos secundário, diferenciados mediante seus precursores: Ácido shiquímico Compostos aromáticos Áminoácidos Alcaloides e peptídeos Acetato Poliacetilenos Terpenos Esteroides e outros 11 Principais vias do metabolismo secundário; COMPOSTOS FENÓLICOS Muito do sabor, odor e coloração de diversos vegetais que apreciamos são gerados por compostos fenólicos. Os compostos fenólicos não são apenas atrativos para nós, mas também para outros animais, os quais são atraídos para polinização ou dispersão de sementes. TERPENOS Cada unidade básica dos terpenos assemelha-se mais a uma peça de lego, do que propriamente um monômero; ALCALOIDES Os alcaloides são compostos orgânicos cíclicos que possuem pelo menos um átomo de nitrogênio no seu anel. Notar que uma característica comum dos alcaloides é a presença de nitrogênio no anel carbônico. Essa estrutura indica que os alcaloides são derivados de aminoácidos; METABÓLITOS PRIMÁRIOS METABÓLITOS SECUNDÁRIOS Encontram-se em todas plantas Distribuídos diferencialmente entre grupos taxonômicos limitados Função: Nutrição, crescimento e desenvolvimento Função: Influenciam interações ecológicas entre planta e meio ambiente Biossíntese: não são facilmente distinguidos uns dos outros, na base de suas moléculas precursoras, estrutura química ou origem biossintético; Nucleotídeos, aminoácidos, açúcares, ácidos orgânicos; Terpenos: compostos nitrogenados e fenilpropanoides (compostos fenolados) 12 A presença de vários princípios ativos nos extratos vegetais é explicada pelo fato das plantas normalmente desenvolvem uma série de metabólitos com funções complementares na defesa contra pragas e doenças. Essa estratégia impede o desenvolvimento de resistência por parte dos organismos maléficos; SIMÕES, C. M. O.; SCHENKEL, E. P.; GOSMANN, G.; DE MELLO, J. C. P.; MENTZ, L. A.; PETROVICK, P. R. Farmacognosia: da planta ao medicamento. 6. ed. Porto Alegre: Editora da UFRGS; Florianópolis: Editora da UFSC, 2007. LEITE, J. P. V. Fitoterapia: bases científicas e tecnológicas. São Paulo: Atheneu, 2009. ROBBERS, J. E.; SPEEDIE, M. K.; TYLER, V. E. Farmacognosia e Farmacobiotecnologia. São Paulo: Premier, 1997.
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