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Farmacobotânica Apresentação A Farmacobotânica é o estudo científico das plantas. Essa área da Farmácia busca entender o funcionamento vegetal do ponto de vista tanto morfológico quanto estrutural. Ela permite o estudo de características macroscópicas e microscópicas (anatômicas) das plantas. O conhecimento acerca dessa disciplina é de grande interesse, uma vez que boa parte dos medicamentos é derivada de compostos naturais. O esclarecimento de conceitos importantes auxilia no entendimento relacionado à descoberta de novos fármacos e suas propriedades terapêuticas. Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai aprender sobre o processo de identificação botânica, conhecer as especificações químicas e físicas e elucidar as estruturas morfofisiológicas das plantas. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Organizar chaves de identificação botânica de acordo com as espécies de interesse e nomenclatura científica. • Selecionar plantas de acordo com a sistemática e as especificações físicas e químicas ligadas às famílias botânicas. • Identificar as estruturas morfofisiológicas presentes em plantas.• Desafio A Farmacobotânica contribui para a construção de conhecimentos morfológicos e anatômicos dos vegetais e para o desenvolvimento do controle de qualidade da matéria-prima vegetal. Em um laboratório de pesquisas envolvendo plantas medicinais, foi solicitado que o pesquisador fizesse todos os levantamentos bibliográficos relativos à espécie Euphorbia attastoma, uma planta da família das Euphorbiaceae. Após dias de pesquisa, o cientista, com certa frustração, alega não ter encontrado pesquisas muito substanciais sobre a composição química e a estrutura física da espécie. Poucas foram as informações encontradas, como, por exemplo, o uso ornamental por ser uma das plantas mais bonitas e exuberantes de sua família. Conversando com os outros membros do grupo de pesquisa, algumas sugestões de triagem na busca por informações foram discutidas. Como membro do grupo de pesquisa, o que você recomendaria ao pesquisador, considerando os aspectos farmacobotânicos da espécie em questão? Infográfico Os herbários são definidos como o conjunto que armazena espécies vegetais e estão organizados de acordo com um sistema de classificação. O herbário pode abrigar pequenas porções da biodiversidade e, por meio dele, podem-se conhecer as plantas de uma região, tornando-se um importante banco de dados. Além de auxiliar em pesquisas botânicas, apresenta documentos com uma série de informações. As exsicatas são uma forma de documentar e armazenar vegetais; elas são feitas a partir de plantas previamente prensadas e secas em estufas e, depois, fixadas em papel e devidamente classificadas. Veja, neste Infográfico, como ocorre a produção da exsicata. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/c7bc42eb-f97c-4747-b815-73c33ba56433/79ce869f-c508-44a3-a2f4-2fad3d1da7f5.jpg Conteúdo do livro Em qualquer trabalho de biodiversidade, seja de ecologia, taxonomia ou bioprospecção, de plantas ou de animais, um dos aspectos fundamentais é o reconhecimento das espécies. Portanto, a importância da identificação correta é indiscutível. A identificação rápida e prática de plantas em campo é uma necessidade para estudos de ecologia e conservação, bem como para muitas outras áreas. Chaves dicotômicas de identificação de espécies parecem ser a maneira mais eficiente para a determinação de espécies em pequenas áreas. No capítulo Farmacobotânica, da obra Farmacognosia aplicada, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, você vai estudar a identificação botânica, conhecer as especificações químicas e físicas ligadas à botânica e identificar as estruturas morfofisiológicas das plantas. Boa leitura. FARMACOGNOSIA APLICADA Carlos Ananias Aparecido Resende Farmacobotânica Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Organizar chaves de identificação botânica de acordo com as espécies de interesse e a nomenclatura científica. � Selecionar plantas de acordo com a sistemática e as especificações físicas e químicas ligadas às famílias botânicas. � Identificar as estruturas morfofisiológicas presentes em plantas. Introdução Desde os tempos antigos, a humanidade tem usado a natureza como recurso para o alívio dos males do corpo e da alma. As plantas foram as formas exploradas para a produção de chás, banhos ou unguentos, utilizando-se partes das plantas como folhas, cascas e raízes. Hoje sabe- -se que as plantas são responsáveis por diversos efeitos farmacológicos. Com as descobertas de substâncias químicas presentes nos produtos naturais, surgiu a necessidade de desenvolver técnicas e métodos para a extração dessas substâncias. A farmacobotânica contribui para a constru- ção de conhecimentos morfológicos e anatômicos dos vegetais e para o desenvolvimento do controle de qualidade da matéria-prima vegetal. Neste capítulo você vai estudar a organização e a identificação botâ- nica. Vai ver também quais são as especificações físicas e químicas ligadas às famílias botânicas, bem como as estruturas morfológicas de plantas. 1 Organização e identificação botânica Ao longo da história foram empregadas diversas formas de classificação por estudiosos na área de botânica, que aplicaram diferentes critérios para a classificação e desenvolveram formatos distintos para essa classificação (CHASE, 2016; RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). O sistema de classifi- cação utilizado hoje na botânica apresenta categorias taxonômicas que seguem uma padronização, que reconhece os grupos característicos. Acompanhe na Figura 1 uma ilustração dessa classificação. Figura 1. Sistema de classificação: esquema taxonômico. Fonte: Adaptada de VectorMine/Shutterstock.com. Espécie Gênero Família Ordem Classe Filo Reino Especí�co Geral O sistema de classificação propõe relações parentais e ancestrais entre os grupos vegetais, possibilitando delinear sua história evolutiva. De acordo com Raven, Evert e Eichhorn (2014), esse processo é denominado de sistemática filogenética. Sistemática filogenética é o estudo científico da diversidade de organismos que vivem na terra, que analisa suas relações parentais e história evolutiva (CIANCIARUSO; SILVA; BATALHA, 2009). Farmacobotânica2 Segundo Cianciaruso, Silva e Batalha (2009), a construção da sistemática filogenética é feita a partir de características das plantas: morfologia, anatomia, fitoquímica e biologia molecular. Nenhuma característica pode apresentar maior valor do que a outra, todas apresentam pesos iguais. Taxonomia é o estudo que determina o táxon que descreve a planta, atri- buindo o nome, a identificação e a classificação a ela. De acordo com Fernandes (2019), a taxonomia trabalha com identificação morfológica dos vegetais, analisando as características externas visíveis para uma identificação vegetal, podendo adicionar a caracterização anatômica e química. Existem quatro grupos de vegetais: briófitas, plantas vasculares sem se- mentes, gimnospermas e angiospermas. As briófitas estão presentes em meio aquático e entre os vasculares terrestres. Esse grupo de vegetais não apresenta rigidez na parede celular, tendo um corpo bastante pequeno. De acordo com Raven, Evert e Eichhorn (2014), as plantas vasculares são aquelas que não apresentam organização de tecidos, e seus órgãos não estão bem definidos. Gimnospermas são plantas presentes no ambiente terrestre e não dependem de água para a reprodução sexuada. Encontramos, nessa estrutura, o grão de pólen, que carrega a estrutura de reprodução feminina (óvulos que originam as sementes) e os gametas masculinos. As gimnospermas são encontradas em vegetais de característica alta, que apresentam um sistema condutor bem desenvolvido. Os caulessão bem ramificados e as folhas apresentam diferentes tamanhos (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). As angiospermas são divididas em dois grupos, de acordo com as carac- terísticas relacionadas à ancestralidade. Os grupos são os seguintes (CHASE et al., 2016): � Angiospermas basais: apresentam o maior número de características ancestrais. � Angiospermas centrais: são subdivididas em dois grupos: ■ Monocotiledôneas (Monocotyledone): apresentam uma abertura (monoaperturado ou derivada), peças florais cíclicas e um cotilédone nas sementes. 3Farmacobotânica ■ Eudicotiledôneas (Eudicotyledone): apresentam três aberturas (tria- perturado ou derivada), peças florais cíclicas e sementes com dois cotilédones. Veja mais características das Monocotiledôneas e das Eudicotiledôneas no Quadro 1. Fonte: Adaptado de Chase et al. (2016) e Raven, Evert e Eichhorn (2014). Características Monocotiledôneas Eudicotiledôneas Nº de cotilédones 1 2 Flores quanto aos verticilos florais Trímeras Tetrâmeras ou pentâmeras Abertura do grão de pólen Monoaperturado Triaperturado Disposição das nervuras foliares Paralelinérveas Reticuladas Sistema radicular Adventício, fasciculado Pivotante, axial Distribuição dos feixes vasculares no caule Desorganizados, dispersos na matriz fundamental Organizados, formado um cilindro com aspecto de um anel Quadro 1. Características das Monocotiledôneas e Eudicotiledôneas Regras de nomenclatura botânica As definições dos nomes das plantas são estabelecidas pelo Código de No- menclatura Botânica (CNB), atualizado a cada seis anos por uma comissão que se reúne dias antes do Congresso Internacional de Botânica (PRADO; HIRAI; GIULIETTI, 2011). Farmacobotânica4 O CNB traz uma série de regras para a descrição e atribuição de nomes a todos os táxons, que você pode ver no Quadro 2. Fonte: Adaptado de International Association for Plant Taxonomy (2012). Ordem Nomes que terminam em “ales” Família Nomes que terminam em “aceae” Gênero Nomes simples que não apresentam terminação definida; devem ser destacados com itálico ou sublinhado Espécie Nome formado pelo nome do gênero que a espécie pertence e pela característica marcante da espécie (lugar de onde ela é ou nome do botânico) Quadro 2. Regras para descrição do táxon Os nomes científicos devem apresentar o seu autor, quando forem escritos pela primeira vez em um texto. Quando se desconhece a espécie, deve-se indicar somente o nome do gênero. A grafia dos nomes científicos deve ser sempre feita de forma correta, para que sejam reconhecidos em qualquer parte do mundo. Prado et al. (2017) afirmam que o uso de nomes populares ou vulgares deve ser evitado, pois pode ocasionar o entendimento de uma espécie não desejada, uma vez que as espécies, apesar de diferentes, apresentam o mesmo nome vulgar. As mudanças oficiais de nomes podem ocorrer entre as espécies. 2 Especificações químicas e físicas botânicas Nos vegetais encontramos uma grande quantidade de água — 90% do peso total das plantas são representados por água. Os íons K+, Mg2 + e Ca2 + apresentam uma baixa concentração, e o restante da constituição química é composto por moléculas orgânicas (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). 5Farmacobotânica Carboidratos Uma das moléculas mais encontrada no meio vegetal, os carboidratos apre- sentam reserva energética para os organismos vivos, sendo um componente estrutural da parede celular. A forma de transporte do açúcar nas plantas é por meio da sacarose. Esse transporte ocorre por meio do órgão fotossinteti- zante, passando para o corpo da planta e para o órgão armazenador. Quando a sacarose chega ao órgão armazenador, os açúcares sofrem a polimerização, gerando os grãos de amido (BELTRÃO; OLIVEIRA, 2007; RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). A Figura 2 apresenta a estrutura química da sacarose. Figura 2. Estrutura química da sacarose. Fonte: Adaptada de grebeshkovmaxim/Shutterstock.com. Os polissacarídeos apresentam cadeias longas com a presença de muitos açúcares. O amido e a celulose são os principais polissacarídeos encontrados nas plantas, e a reserva energética acontece no amido, produzido pela própria planta (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). A reserva ocorre em órgãos em forma de grãos, e pode ser no caule, nas raízes e nas sementes. Farmacobotânica6 Lipídeos Os lipídeos apresentam características hidrofóbicas e são formados pela união de moléculas de ácido graxo e uma molécula de glicerol. As gorduras e óleos se encontram armazenados nas sementes. Óleos representam uma grande reserva energética. Os óleos essenciais são secretados e armazenados em estruturas secretoras que se encontram na epiderme; as gorduras estruturais (curina e siberina) promovem, nos tecidos, a impermeabilização da parede celular (BELTRÃO; OLIVEIRA, 2007; RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Proteínas A formação das proteínas ocorre com a junção de centenas de aminoácidos, que são chamados de monômeros. Esses aminoácidos estão organizados de forma linear. As proteínas são polímeros e constituem a estrutura de membranas; essas proteínas podem agir como catalizadores nas reações químicas que ocorrem dentro da célula (enzimas). Encontra-se uma quantidade satisfatória de proteínas em sementes, em que representam 40% do seu peso seco (BEL- TRÃO; OLIVEIRA, 2007; RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Ácidos nucleicos Os ácidos nucleicos são formados por longas cadeias construídas de unidades denominadas nucleotídeos. Hoje são conhecidos alguns metabólitos secundá- rios que são de grande importância para a indústria farmacêutica e alimentícia. Os metabólitos secundários são responsáveis pelos efeitos terapêuticos. São conhecidas três classes de metabólitos secundários: alcaloides, terpenoides e compostos fenólicos. Alcaloides É uma classe que apresenta grande potencial medicinal, encontrada em di- ferentes espécies, sendo associada a ações terapêuticas, efeitos psicoativos e intoxicação. É um composto nitrogenado e apresenta sabor amargo (SIMÕES et al., 2017). 7Farmacobotânica Em suas obras, Simões et al. (2017) e Raven, Evert e Eichhorn (2014) apresentam alguns exemplos de alcaloides: morfina (analgésico), cocaína (alucinógeno), cafeína (estimu- lante), nicotina (ação estimulante) e atropina (estimulante cardíaco). Terpenoides Os terpenoides são encontrados em todas as plantas. São formados pelo en- cadeamento de unidades chamadas isoprenos. A mesma planta apresenta a capacidade de sintetizar diferentes terpenoides em seus diferentes órgãos, apresentando ações diferenciadas com sazonalidades diferentes (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Os óleos essenciais, em sua constituição, apresentam terpenoides, que proporcionam a esses óleos odores característicos para diferentes plantas. Existem alguns terpenoides de grande importância farmacológica, como o taxol (ação antitumoral para câncer de ovário e mama) e os glicosídeos car- dioativos (efeito regulador cardíaco), como, por exemplo, a digoxina extraída da deladeira (Digitalis purpurea) (SIMÕES et al., 2017; RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Compostos fenólicos Essa classe se caracteriza por apresentar em sua estrutura química um grupo hidroxila (−OH) ligado ao anel aromático. Os compostos fenólicos são encontra- dos em todos vegetais, esses metabolitos desempenham funções diferenciadas (SIMÕES et al., 2017). Os flavonoides e as antocianinas proporcionam uma coloração nas par- tes das plantas onde estão armazenados, que vai do vermelho ao púrpura. As flavonas e os flavonóis apresentam uma pigmentação amarela ou incolor, e as antocianinas, junto com os íons metálicos, desenvolvem uma coloração azul intensa em flores. Taninos são compostos fenólicos que configuram proteção aos vegetais contra insetos, aves, mamíferos e répteis, muito utilizados na indústria têxtil para a tanagem do couro. Encontra-se uma grande concentração de taninos em folhas de diversas plantas (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Farmacobotânica8 Estruturacelular vegetal As células vegetais são eucariontes e apresentam material genético indivi- dualizado, que se encontra dentro do núcleo delimitado por uma membrana (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Parede celular O que define as características celulares é a parede celular, pois ela apresenta as diferenciações celulares de animal e vegetal. Ela delimita o tamanho e o formato da célula, e é a estrutura que protege a célula contra a entrada de bactérias e fungos (PAIVA; LIMA, 2009). A parede celular é uma estrutura rígida que pode apresentar diversas es- pessuras. Ela previne o rompimento da membrana quando está cheia d’água. A água penetra na parede celular e contribui para a elasticidade primária (BUCKERIDGE et al., 2000; RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Na constituição química da parede celular são encontradas enzimas que são sinalizadoras contra o ataque de microrganismos e que trabalham na produção de fitoalexinas (FARINAS, 2011). A pectina é um polissacarídeo altamente hidrofílico que forma um gel, compondo uma rede de microfibrilas de celulose e hemiceluloses (BUCKERIDGE et al., 2000). Protoplasto Estrutura delimitada pela membrana plasmática, constituída de uma ma- triz fluida chamada de citoplasma. Nessa matriz estão organelas, núcleo e substâncias como lipídios, carboidratos de proteínas, acompanhe (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014): � Núcleo: apresenta delimitação por duas membranas lipoproteicas e armazena a maior parte do material genético celular. Os ribossomos e o retículo endoplasmático estão ligados à membrana. O núcleo apresenta a função de controle metabólico da célula, comando da síntese ribossomal. � Vacúolo: organela presente nas células vegetais, delimitada por uma camada lipoproteica (tonoplasto). Seu interior é constituído pelo suco vacuolar, e sua constituição química apresenta água, íons, ácidos or- gânicos, açúcares e aminoácidos. Esses componentes são sintetizados em outras partes do citoplasma e acumulados dentro do vacúolo. Ele 9Farmacobotânica apresenta diferentes funções metabólicas celulares, que vão depender do tecido onde se encontram. Essas funções são controle osmótico, armazenamento de ácidos orgânicos, digestão de organelas presentes no citoplasma e armazenamento de substâncias (açúcares, metabólitos secundários, pigmentos e proteínas). � Plastos: têm a função de realizar a fotossíntese. Apresentam envoltório de dupla membrana e um sistema interno de membranas denominadas tilacoide, presente na matriz estroma. � Cloroplastos: local de armazenamento da clorofila, dos carotenoides e dos pigmentos e o principal acessório no processo da fotossíntese. São encontrados em todas as partes verdes das plantas, mas as folhas apresentam a maior concentração, podendo acumular amido de assi- milação, aminoácidos e lipídios. � Ribossomos: não apresentam membrana em sua estrutura, e são for- mados por uma porção proteica e outra porção de RNA ribossômico. Estão dispersos no citoplasma, podendo estar associados à membrana do retículo endoplasmático. Quando se agrupam, formam os polissomos, que têm a função da síntese proteica. � Mitocôndrias: organelas de estrutura ovalada, apresentam uma deli- mitação por dupla membrana lipoproteica. As mitocôndrias apresentam seu próprio genoma e se autoduplicam. Nelas ocorre a respiração. � Retículo endoplasmático: uma rede interna de dupla membrana lipopro- teica ligada à membrana nuclear. Não apresenta ribossomos e apresenta regiões tubulares. O retículo endoplasmático liso é responsável pela síntese de lipídeos de membrana e dos corpos oleaginosos. O retículo endoplasmático rugoso apresenta regiões em formato de cisternas, sendo responsável pela síntese de proteínas de membranas e das que serão armazenadas ou secretadas fora da célula. � Complexo de Golgi: estrutura formada por uma pilha ou mais pilhas denominadas corpo de Golgi. Cada pilha é constituída por cisternas, que são redes irregulares de tubos e vesículas. O complexo de Golgi tem como função a síntese de polissacarídeos (não celulósicos) na parede celular. Acompanhe na Figura 3 uma ilustração de todas essas estruturas que acabamos de ler. Farmacobotânica10 Figura 3. Estrutura da célula vegetal. Fonte: Adaptada de snapgalleria/iStock.com. Retículo endoplasmático rugoso Retículo endoplasmático liso Complexo golgiense Cloroplasto Vacúolo Membrana plasmática MitocôndriaParede celular Glioxissomo Ribossomo Núcleo 3 Caracterização morfofisiológica As angiospermas são classificadas como vegetais complexos, pois apresentam uma organização do seu corpo, trazendo em sua estrutura órgãos reprodutivos e vegetativos. Vejamos mais sobre eles (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). � Órgãos vegetativos ■ Raiz: absorção e fixação. ■ Caule: sustentação e via de transporte. ■ Folhas: fotossíntese, trocas gasosas e transpiração. � Órgãos reprodutivos ■ Flor: reprodução sexuada. ■ Fruto: dispersão das espécies. ■ Semente: proteção e nutrição do embrião. 11Farmacobotânica De acordo com Chase et al. (2016), é necessário conhecer toda a estrutura das plantas e suas diferentes funções, para que se possa realizar um trabalho seguro de identificação das plantas. Morfologia da raiz A raiz, que você pode ver na Figura 4, é o órgão responsável pela absorção de água e minerais presentes no solo. Ela tem a função de fixação das plantas no substrato, reserva de água e armazenamento de alimentos. Elas são reco- nhecidas como um órgão subterrâneo, além de apresentarem raízes aéreas (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Figura 4. Estrutura da raiz. Fonte: Adaptada de Designua/Shutterstock.com. Colo Zona de rami�cação Zona lisa Coifa Zona pilífera Farmacobotânica12 O colo é a região entre o caule e a raiz. Abaixo dessa região se encontra a zona de ramificação das raízes. A zona pilífera é a região onde ocorre maior absorção, sendo o prolongamento das células epidérmicas da raiz. Com isso há uma maior área de contato com o solo, proporcionando maior eficácia na absorção. Zona lisa é a região de divisão e crescimento celular (na zona pilífera as células não são mais capazes de se dividirem, apenas crescem). A coifa tem a função de proteger contra atritos com o meristema apical de raiz (APPEZZATO-DA-GLÓRIA; CARMELLO-GUERREIRO, 2006). O conhecimento anatômico da raiz permite reconhecer com clareza a classe taxonômica da planta; por meio de análise pode-se concluir como é o tipo de crescimento de cada região. Características anatômicas da raiz primária A região primária do corpo da raiz apresenta três sistemas de tecidos: dérmico, fundamental e vascular. Epiderme Pode-se observar o córtex constituído de parênquima, região mais ampla do corpo primário da raiz. As células são aclorifadas, o córtex apresenta células que se conectam por plasmodermos, apresentando espaços intercelulares, por onde minerais e água atravessam com facilidade para o cilindro vascular, pelas vias simplástica e apoplástica (APPEZZATO-DA-GLÓRIA; CARMELLO- -GUERREIRO, 2006; RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Cilindro Vascular Apresenta delimitação pelo periciclo, formado de uma ou duas camadas de células parenquimáticas, sendo originárias do procâmbio. A principal função do periciclo é originar o câmbio vascular nas regiões opostas aos raios do protoxilema, podendo originar em raízes o felogênio. O periciclo também é responsável pela origem das ramificações em raízes que acontece na zona tuberosa. O xilema e o floema são considerados tecidos vasculares e apresen- tam características organizativas parecidas com o cilindro vascular das raízes (APPEZZATO-DA-GLÓRIA; CARMELLO-GUERREIRO, 2006; RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). 13Farmacobotânica Morfologia do caule O caule apresenta um crescimento indeterminado e, em sua estrutura básica, existem nós e entrenós. Os nós são regiões onde as folhas se inserem, dando origem as gemas axilares. O espaço que se forma entre os nós sucessivos se denomina entrenó. No ápice caulinarencontra-se a gema apical, responsável pela produção de novas folhas e pelo crescimento primário contínuo (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). A Figura 5 mostra a estrutura do caule com nós. Figura 5. Caule que apresenta nós em sua estrutura. Fonte: Adaptada de Raven, Evert e Eichhorn (2014). Folha jovem Ápi ce d o si stem a ca ulin ar Gema Nó Nó Entrenó Entrenó Nó Farmacobotânica14 A classificação do caule pode ocorrer de diferentes maneiras: observando-se a estrutura de acordo com a lenhosidade, a ramificação e o ambiente, quando ligado ao seu desenvolvimento, e avaliando-se o porte do caule. Caracterização anatômica do caule primário Epiderme A epiderme apresenta característica uniestratificada, com raros estômatos ou ausentes. Pode haver presença variável de tricomas. A epiderme caulinar é coberta por uma cutícula, e uma hipoderme pode estar presente (APPEZZATO- -DA-GLÓRIA; CARMELLO-GUERREIRO, 2006). Tecidos fundamentais A região cortical nos caules primários está localizada abaixo da epiderme. O córtex é constituído, principalmente, por células parenquimáticas pequenas, mas também podem estar presentes a colênquima e a esclerênquima, para melhorar a sustentação do órgão (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). O cilindro vascular é composto por feixes vasculares, e é uma medula paren- quimática (APPEZZATO-DA-GLÓRIA; CARMELLO-GUERREIRO, 2006). Tecidos vasculares Os tecidos vasculares primários estão organizados em feixes vasculares, podendo ser colaterais e biocolaterais. O tipo bicolateral anfivasal é encon- trado nas Monocotiledôneas (APPEZZATO-DA-GLÓRIA; CARMELLO- -GUERREIRO, 2006). O floema está voltado para a região periférica do órgão, o xilema está voltado para dentro, exceto nas Monocotiledôneas, cujos feixes vasculares estão dispersos em todo o tecido (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). O xilema apresenta uma região protoxilema, onde está voltado para a medula parenquimática. O metaxilema está abaixo de procâmbio, região não condu- tora do xilema primário de caules primários. O metaxilema tem a função de condução (APPEZZATO-DA-GLÓRIA; CARMELLO-GUERREIRO, 2006). 15Farmacobotânica Caracterização anatômica do caule secundário A periderme é responsável pela construção da casca, sendo constituída por tecidos externos ao câmbio vascular das Eudicotiledôneas (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). O xilema secundário é denominado de lenho, sendo originário do câmbio vascular. Conforme a planta envelhece e seu espessa- mento aumenta, o lenho é preenchido por todo o cilindro vascular. É possível observar o crescimento de anéis nos xilemas secundários (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Morfologia e anatomia das folhas As folhas apresentam um crescimento variável, de acordo com o tempo de vida. Apresentam uma morfologia variável e, por isso, sua classificação e caracterização é mais complexa do que do caule e da raiz. A folha está divi- dida em três partes: bainha, pecíolo e limbo (APPEZZATO-DA-GLÓRIA; CARMELLO-GUERREIRO, 2006). A classificação das folhas é feita de acordo com as partes que ela apresenta, da seguinte maneira: � Completa: limbo + pecíolo + bainha. � Peciolada: limbo + pecíolo presente. � Invaginante: limbo + bainha presente. � Séssil: apenas o limbo presente. As folhas podem apresentar tricomas e sua distribuição é bastante variável nos táxons. Quando a folha apresenta tricomas é designada pilosa; quando não apresenta, é denominada glabra. A superfície do limbo pode ser lisa. A enervação das folhas ajuda a distinguir as Monocotiledôneas e as Eudico- tiledôneas, ajudando na identificação de alguns táxons (APPEZZATO-DA- -GLÓRIA; CARMELLO-GUERREIRO, 2006; RAVEN; EVERT; EICH- HORN, 2014). Essas características apresentadas até aqui ajudam na análise entre as diferentes espécies, atestando a autenticidade da espécie. Farmacobotânica16 Anatomia foliar O conhecimento da anatomia foliar é de suma importância para o controle de qualidade de plantas medicinas e drogas vegetais. Todas as folhas apresentam o mesmo padrão e são compostas dos mesmos tecidos. As folhas são órgãos primários formados por tecidos primários. Podem apresentar crescimento secundário nos tecidos vasculares foliares das gimnos- permas e no pecíolo e na nervura mediana de algumas Eudicotiledôneas; a base foliar das monocotiledôneas apresenta um espaçamento secundário também no caule (APPEZZATO-DA-GLÓRIA; CARMELLO-GUERREIRO, 2006). Epiderme É o primeiro tecido a receber energia luminosa, transformada pelo processo da fotossíntese. Segundo Segatto et al. (2004), a epiderme apresenta uma série de características conforme a disponibilidade hídrica, como posição dos estômatos, cutícula, cera, tricomas e espessamento de parede. A distribuição de tricomas e estômatos e a deposição de cutícula e ceras são caracteres para a identificação de táxons (APPEZZATO-DA-GLÓRIA; CARMELLO- -GUERREIRO, 2006). Mesofilo Esse tecido indica o ambiente em que a planta vive, pois apresenta estruturas que ajudam na identificação celular. Essas células são geneticamente deter- minadas, mas há uma variação celular, e isso ocorre devido ao ambiente em que a planta se encontra (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). O mesofilo é utilizado para realizar o diagnóstico na distinção de folhas das Eudicotiledôneas (mesófilo diferenciado em parênquima paliçádico e parênquima lacunoso) e Monocotiledôneas (parênquima paliçádico ausente) (APPEZZATO-DA-GLÓRIA; CARMELLO-GUERREIRO, 2006). Ele é classificado de acordo com os tipos celulares fotossintetizantes, acompanhe: � Homogêneo: mesófilo formado só por um tipo celular. � Bifacial: mesófilo formado por uma região do parênquima paliçádico voltada para a face adaxial; apresenta uma região esponjosa, sendo voltada para a base abaxial. � Isolateral: parênquima paliçádico localizado abaixo da epiderme nas duas faces da folha. 17Farmacobotânica Tecidos vasculares O xilema está voltado para a face adaxial e o floema está voltado para a face abaxial. Os feixes vasculares são envolvidos por uma bainha, que os separa dos espaços preenchidos por ar (RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Variações na anatomia foliar com o ambiente A variação de água e de luz pode influenciar nas características da anatomia foliar. Para Appezzato-da-Glória; Carmello-Guerreiro (2006), as adaptações das plantas ocorrem de acordo com as necessidades de água e são classificadas em xerófitas, plantas adaptadas a períodos de estiagem e ambiente seco e árido; mesófitas, plantas adaptadas para ambiente úmido (solo e ar); e hidrófitas, plantas presentes em ambiente aquático ou rico em água. O conhecimento da estrutura corporal dos vegetais às vezes é complexo, mais segue um padrão de definição para cada um. Esse padrão estabelecido ajuda no controle microscópico e no desenvolvimento de estudos voltados para o corpo vegetal, e ajuda compreender por que as plantas têm um crescimento indeterminado e quais os padrões encontrados para sistema de tecidos e como é sua distribuição em cada órgão da planta. APPEZZATO-DA-GLORIA, B.; CARMELLO-GUERREIRO, S. M. Anatomia vegetal. 2. ed. Viçosa: Editora UFV, 2006. BELTRÃO, N. E. de M.; OLIVEIRA, M. I. P. de. Biossíntese e degradação de lipídios, carboi- dratos e proteínas em oleaginosas. Campinas Grande: Embrapa Algodão, 2007. (Série Documentos). BUCKERIDGE, M. S. et al. Polissacarídeos de reserva de parede celular emsementes. estrutura, metabolismo, funções e aspectosecológicos. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, v. 12, nº. esp., p.137–162, 2000. CHASE, M. W. et al. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG IV. Botanical Journal of the Linnean Society, v. 181, nº. 1, p. 1–20, maio 2016. Farmacobotânica18 CIANCIARUSO, M. V.; SILVA, I. A.; BATALHA, M. A. Diversidades filogenética e funcio- nal: Novas abordagens para a ecologia de comunidades. Biota Neotropica, v. 9, nº. 3, p. 93–103, jun. 2009. Disponível em: http://www.biotaneotropica.org.br/v9n3/pt/fullpaper?bn01309032009+pt. Acesso em: 25 fev. 2020. FARINAS, C. S. A parede celular vegetal e as enzimas envolvidas na sua degradação. São Carlos: Embrapa Instrumentação, 2011. (Série Documentos). FERNANDES, N. B. G. Diversidade taxonômica e aspectos ecológicos de Passifloraceae s.s. no Parque Nacional Serra dos Órgãos. 2019. Dissertação (Mestrado em Ecologia) – Departamento de Ciências Naturais, Universidade Federal de São João del-Rei, 2019. Disponível em: https://www.ufsj.edu.br/portal2-repositorio/File/pge/dissertacao%20 015%20Natalia%20Brandao.pdf. Acesso em: 25 fev. 2020. INTERNATIONAL ASSOCIATION FOR PLANT TAXONOMY. International code of nomen- clature for algae, fungi, and plants. 2012. Disponível em: https://www.iapt-taxon.org/ historic/2012.htm. Acesso em: 25 fev. 2020. PAIVA, E. P.; LIMA, M. S.; PAIXÃO, J. A. Pectina: propriedades químicas e importância sobre a estrutura da parede celular de frutos durante o processo de maturação. Revista Iberoamericana de Polímeros, v. 10, nº. 4, p. 196–211, jul. 2009. 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Técnica para o estudo da anatomia da epiderme foliar de batata. Ciência Rural, v. 34, nº. 5, p. 1597–1601, set./out. 2004. SIMÕES, C. M. O. et al. Farmacognosia: do produto natural ao medicamento. Porto Alegre: Artmed, 2017. 19Farmacobotânica Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. Farmacobotânica20 Dica do professor Os frutos surgem do desenvolvimento dos ovários, geralmente após a fecundação dos óvulos. Em geral, a transformação do ovário em fruta é induzida por hormônios liberados pelos embriões em desenvolvimento. Existem casos, porém, em que ocorre a formação de frutos sem que tenha havido polinização. Diversas características são consideradas para a classificação dos frutos, entre elas o tipo de pericarpo, se o fruto abre-se ou não espontaneamente para liberar as sementes, etc. A flor nada mais é do que o órgão reprodutivo das plantas superiores (angiospermas). Uma flor é, geralmente, constituída por quatro conjuntos de folhas modificadas, denominadas verticilos florais. Na Dica do Professor, você verá as características morfológicas da flor, das flores e das sementes. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/9eac3656bcee3115eabe21a7e54e3156 Exercícios 1) Duas crianças, com o auxílio de um canivete, fazem a inscrição de seus nomes ao redor do tronco de uma árvore. Passados 6 meses, elas vão até a árvore e retiram um anel da casca, circundando o tronco na região que continha a inscrição. Após algum tempo, voltam ao local, mas, para a surpresa delas, encontram-na morta, pois o anel de casca que foi retirado continha: A) periderme e xilema. B) floema. C) xilema e floema. D) xilema. E) floema e periderme. No corte histológico, podemos ver alguns tecidos. Eles desempenham várias funções nas plantas. Relacione as funções ( ) com as partes do corte (números romanos), assinalando a alternativa que contém a ordem correta: 2) A) Transporte de água e minerais absorvidos no solo B) Reserva de amido C) Revestimento e proteção D) Condução dos produtos fotoassimilados pelo caule até à raiz I - Xilema II - Epiderme III - Córtex IV – Floema A) I – A; II – C; III – B; IV - D B) I – A; II – B; III – C; IV - D C) I – B; II – A; III – C; IV - D D) I – D; II – C; III – B; IV - A E) I – C; II – A; III – B; IV - D 3) As monocotiledôneas são um grupo de seres angiospérmicos que se caracterizam taxonomicamente na botânica como categoria de plantas cujo embrião tem: Observe a tabela e assinale o número da coluna que corresponde às características do embrião. A) I. B) II. C) IV. D) III. E) V. 4) Flor é a estrutura reprodutora característica das plantas angiospérmicas. Sua função é produzir sementes por meio da reprodução sexuada. Para as plantas, as sementes representam o embrião, que irá germinar quando entrar em contato com um substrato propício; as sementes são o principal meio pelo qual as espécies de espermatófitas se perpetuam e se propagam. Identifique as estruturas apresentadas e assinale a resposta correta: A) 1 – Estigma, 2 – Pétalas, 3 – Sépalas, 4 – Filamento. B) 1 – Filamento, 2 – Pétalas, 3 – Sépalas, 4 – Estigma. C) 1 – Sépalas, 2 – Pétalas, 3 – Sépalas, 4 – Filamento. D) 1 – Filamento, 2 – Pétalas, 3 – Sépalas, 4 – Filamento. E) 1 – Sépalas, 2 – Pétalas, 3 – Estigma, 4 – Filamento. 5) Os vegetais têm uma diversidade de conjuntos celulares, nos quais formam vários tecidos com muitas funções fisiológicas, tendo um papel fundamental. Indique a sequência correta: A) 4, 5, 1. B) 5, 4, 1. C) 1, 4, 5. D) 4, 1, 5. E) 5, 1, 4. Na prática A família Asteraceae compreende, aproximadamente, 1.500 gêneros e 23.000 espécies, estando incluído o gênero Mikania, o qual abrange cerca de 430 espécies distribuídas principalmente em regiões neotropicais. Nos países andinos, foram constatadas 150 espécies. No Brasil, o gênero, com 171 espécies, tem sua principal área de dispersão nos Estados de Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo. No Brasil, M. laevigata e M. glomerata são amplamente utilizadas, com evidências pré- clínicas, para o tratamento de diversos tipos de doenças em que sejam benéficas as ações broncodilatadora, anti-inflamatória, antiespasmódica, no tratamento de úlceras gástricas, entre outros. Conheça o caso de Dona Maria, que acredita estar utilizando determinado tipo de guaco, mas que, na verdade, se tratava de outro tipo. Observe o caso e fique atento às possíveis interações medicamentosas das plantas. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Plantas secas para decorar sua casa Neste vídeo, você verá a técnica botânica para produzir exsicatas, as amostras de folhas e flores secas que são usadas pela ciência para estudar e catalogar as espécies vegetais. Com a ajuda de um livro pesado, você pode criar esses arranjos de um jeito caseiro e até colocá-los em molduras para decoração. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Perda dos cotilédones em diferentes épocas no crescimento inicial do feijoeiro Leia este artigo, o qual teve como objetivo analisar o efeito da perda dos cotilédones em diferentes épocas do crescimento inicial do feijoeiro. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://www.youtube.com/embed/-q0qKwkXYWA https://isb.emnuvens.com.br/iheringia/article/view/545/358
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