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Daniel P. Demarque UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS Disciplina: FBF0429 - Farmacognosia II Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 1. Histórico 3 - Meados do séc. XX → utilização de antibióticos e antissépticos - Taxa de mortalidade de neonatos - Busca pela contracepção (Mg+2, poções) - Dificuldade de isolamento de hormônios a partir de animais - 1931, androsterona isolada de ~15000 litros de urina - 1935, testosterona foi isolada de testículos - 12 mg → 4t de ovário de porca Precursor p/ síntese de esteroides Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 4 Solução → síntese. Problema: fonte de um precursor RUSSEL MARKER - Estudou terpenos provenientes de plantas - Raízes da salsaparrilha → SAPONINAS - Fonte abundante → Raízes de Dioscorea sp (Inhame do México) Fundou Syntex SA, em 1944 - 1º anticoncepcional Noretindrona (dec. 60) https://naukas.com/2014/02/06/cabeza-de-negro/ 1. Histórico Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 5 1. Histórico • Nome oriundo da palavra latina sapo (sabão) – extraídas de Saponaria officinalis; • Principal fonte em nossa dieta são as leguminosas: – soja, amendoim, lentilha; • Também estão presentes em aveia, alho, aspargos, espinafre e chás; • Diminuem tensão superficial da H2O (tensoativos) ; – ação detergente e emulsificante Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 6 2. Características gerais • Caráter anfifílico – Parte lipofílica → núcleo terpênico ou esteoidal – Parte hidrofílica → açúcares • Massa molecular elevada → 600 a 2000 Da • Cadeia de açúcares → linear ou ramificada – Podem chegar a 12 • Elucidação estrutural 2.1. Características estruturais Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 7 2. Características gerais Panax ginseng - ginseng 2-3 % Hedera helix - hera 5 % Aesculus hippocastanum- Castanha-da-índia 3 % Glycyrrhiza glabbra - alcaçuz 8-12 % Primula spp. - prímula 5-10 % Saponaria officinalis - saboneteira 2-5 % Saponaria alba - saboneteira 20 % Smilax officinalis - salsaparrilha 1.8-2.4 % Polygala spp - senega 8-10 % 2.2. Abundância em algumas espécies Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 8 3. Biossíntese 3.1. Formação do isopreno Ac. carboxílico Redução a álcool Ácido mevalônico ESTATINAS!! HMG-CoA redutase 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA HMG-CoA IPP DMAPP difosfato ou pirofosfato de dimetilalila difosfato de isopentenila Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 9 3. Biossíntese 3.2. Formação do esqualeno Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 10 3. Biossíntese Lupeol b-sitosterol 30 Carbonos 27 Carbonos Óxido de esqualeno 3.3. Ciclizações Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 11 3. Biossíntese 3.4. Estereoquímica Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 12 3. Biossíntese 3.4. Estereoquímica 3.4.1. Esteroides e saponinas esteroidais • A/B: cis ou trans (ou insaturação ou aromático) • B/C: trans • C/D: trans cis Glicosídeos cardiotônicos Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 13 3. Biossíntese • C/D: cis 3.4. Estereoquímica 3.4.2. Heterosídeos cardiotônicos Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 14 4. Classificação • Esteroidais (27C) e triterpênicas (30C) 4.1. Classificação pelo núcleo agliconas (sapogenina) 30 Carbonos 27 Carbonos • Monodesmosídicas • Bidesmosídicas • Tridesmosídicas (raros) 4.2. Classificação pelo número de cadeias heterosídicas ligadas na sapogenina Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 15 4. Classificação • Ácidas, básicas ou neutras 4.3. Classificação pelo caráter químico Saponinas alcaloídicas ou alcalóides esteroidais Solanaceae - gênero Solanum • Esqueleto de 27 carbonos – agliconas hexacíclicas – monodesmosídicas solanidanoespirosolano Piperidina indolizidina Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 16 4. Classificação • Saponinas triterpênicas • Mais frequentes na natureza b-amirina a-amirina lupeol Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 17 5. Ocorrência e distribuição Angiospermas Monocotiledôneas Saponinas esteroidais neutras Liliaceae Dioscoreaceae Agavaceae Dicotiledôneas Saponinas esteroidais básicas Solanum Saponinas triterpênicas Sapindaceae Hippocastanaceae Sapotaceae Polygalaceae Caryophilaceae Fabaceae Primulaceae Araliaceae Saponaria officinalis L. Allium, Smilax, Asparagus Panax ginseng C.A. Mey. Glycyrrhiza glabra L. Polygala senega L. Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 18 6. Extração e isolamento • Possuem grupos glicosídeos em sua estrutura: compostos polares • Difícil purificação (misturas complexas), difícil cristalização • Soluções aquosas, alcoólicas ou hidroalcóolicas • Maceração, decocção ou percolação • Técnicas cromatográficas – Necessidade de associação de vários métodos HPLC → λ ~203 – 210 nm Extrato hidroalcoólico Extrato hidroalcoólico (saponinas) +impurezas apolares e polares Extrato hidroalcoólico +impurezas polares Extrato enriquecido (saponinas) Solução hidroalcoólica +impurezas polares n-butanol Solvente apolar +impurezas apolares Solvente apolar Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 19 7. Caracterização 7.1. Teste Simples - Adicionar um pequena amostra da droga vegetal em um tubo de ensaio - Adicionar 1-2 ml de H2O destilada - Agitar vigorosamente por 15 segundos - Observar após 15 minutos http://www.sbfgnosia.org.br/Ensino/saponinas.html Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 20 7. Caracterização 7.2. Índice Afrogênico/Índice de espuma • Determinação de maior diluição em que 1 grama de droga vegetal é capaz de formar 1 cm de espuma • Adicionar 1g de droga vegetal em 100 ml de H2O destilada • Ferver durante 5 minutos (evitando projeções) filtrar a quente e completar o volume em 100 ml em vidraria graduada. • Distribuir os tubos (mesmo diâmetro) da seguinte forma: Tubos (ml) I II III IV V VI VII VIII IX X Solução Droga Vegetal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 H2O Destilada 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 • Tampar os tubos e agitá-los com movimentos verticais por 15 segundos, com duas agitações por segundo. Deixar em repouso por 15 minutos e medir a altura da espuma. Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 21 7. Caracterização 7.2. Índice Afrogênico/Índice de espuma - Escolher o tubo que deu 1 cm de espuma - Calcular quantos g de droga continha no tubo - Calcular para 1g de droga http://www.sbfgnosia.org.br/Ensino/saponinas.html Ex: Tubo IV = 4mL de solução da droga a 1%. 1g de droga-----------100mL X--------------------------4 mL X= 0,04 g de droga 0,04 g de droga...........10mL 1g de droga.....................YY= Índice afrosimétrico (I.A.) = 250 Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 22 7. Caracterização 7.3. Teste de Liebermann-Burchard - Em um tubo de ensaio colocar uma alíquota da droga vegetal - Adicionar 1 ml de anidrido acético - Adicionar 1 ml de acido sulfúrico concentrado suavemente pelas laterais do tubo - Observar anel na interface RESULTADOS Vermelho: Saponinas Triterpênicas Verde a azul: Saponinas Esteroidais 7.4. Métodos espectroscópicos e espectrométricos https://doi.org/10.1155/2019/9045938 https://doi.org/10.1155/2019/9045938 Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 23 8. Propriedades biológicas • Diminuição dos níveis séricos de colesterol – Inibição da absorção do colesterol pelo intestino delgado – Eliminação de ácidos biliares → utilização de colesterol para nova síntese • Irritação de mucosas • Outras (dependem da droga) – expectorante, anti-inflamatória, imunoadjuvante, antiviral, diurética, antimicrobiana, cicatrizante, hemolítica, etc. • Ação expectorante 1ª hipótese • Irritação – aumento do volume do fluído respiratório, reduz viscosidade do muco; 2ª hipótese • Diminuição da tensão superficial do muco (reduz viscosidade) Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 24 8. Propriedades biológicas Int J Pharm Pharm Sci, Vol 7, Issue 1, 24-28 Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 25 9. Emprego farmacêutico • Precursor para síntese de hormônios • Surfactante natural não-ionico – Preparo de emulsões e suspensões coloidais; sabões líquidos, xampus, loções capilares; – Bio-saponins® • adjuvantes para aumentar absorção de medicamentos • medicamentos fitoterápicos • Imunoadjuvante em vacinas • Indústria – detergentes, espumantes, espessantes, material de partida para síntese de esteróides Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 26 9. Emprego farmacêutico • Agave sisalana Perrine ex Engelm. – Sisal • Asparagaceae • Fonte comercial de hecogenina (produção esteroides) – Suco do sisal (processo de desfibrilação) – Principal produtor Tanzânia (Glaxo farmacêutica) – No Brasil o suco é desperdiçado • Produção de até 15 Kg de hecogenina/ha • 1Kg = $10.000 https://www.youtube.com/watch?v=PLDbUAegC_4 https://www.youtube.com/watch?v=4eSQNq2mOhc https://www.youtube.com/watch?v=CY8NAO7mn4g https://www.youtube.com/watch?v=AMMUIV9mBkk https://www.youtube.com/watch?v=PLDbUAegC_4 https://www.youtube.com/watch?v=4eSQNq2mOhc https://www.youtube.com/watch?v=CY8NAO7mn4g https://www.youtube.com/watch?v=AMMUIV9mBkk Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 27 10. Plantas medicinais 10.1. Glycyrrhiza glabra L. - Alcaçuz - Fabaceae – Nome derivado do grego - glykos (doce) rhiza (raiz) • Utilizada com edulcorantes em bebidas • Parte usada: raízes e rizomas • Constituintes – Saponinas triterpênicas (2-15%), triterpenos, esteroides, flavonoides (cor amarela), amido • Interesse comercial elevado • Saponina triterpênica: glicirrizina (2 a 4%) – aglicona = ácido glicirrético • + doce que o açúcar comum (50 x); após hidrólise, perde sabor • Usos: pó, extrato aquoso, xarope – Edulcorante para medicamentos – Aromatizante e flavorizante em confeitaria – Surfactante, espumante de cerveja glicirrizina ou ácido glicirrízico Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 28 10. Plantas medicinais 10.1. Glycyrrhiza glabra - Alcaçuz ALCALERGIN atua como anti-inflamatório, antialérgico e antitussígeno. O alcaçuz possui ação semelhante às drogas corticosteroides, impedindo a formação de substâncias que induzem a inflamação e o processo alérgico, além de acelerar a secreção do muco, facilitando a eliminação de catarros. Interações medicamentosas O uso do alcaçuz pode interferir com tratamentos hormonais. Pode, também, interferir com terapias hipoglicemiantes devido ao sinergismo entre a insulina e a glicirrizina, o qual resulta em hipocalemia e retenção de sódio. A sua administração é incompatível com tratamentos anti-hipertensivos e com corticóides, uma vez que a glicirrizina, o princípio ativo do alcaçuz, promove hipertensão e edema pela retenção de sódio. O alcaçuz potencializa a toxicidade dos glicosídeos cardíacos, como os digitálicos, devido à redução de potássio no sangue. Não deve ser utilizado, também, com drogas antiarrítmicas como a procainamida e quinidina. Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 29 10. Plantas medicinais 10.2. Panax ginseng C.A. Mey. - Araliaceae - ginseng japonês • Panax quinquefolius (ginseng americano) • Nome derivado da palavra chinesa Jin-chen que significa a imagem de um homem • parte usada: raízes (4 a 6 anos) • emprego há mais de 3000 anos - conhecida como elixir da vida • constituintes: – Saponinas triterpênicas de 0,5 a 3% • Ginsenosídeos • Panaxosídeos • usos: – pó, extrato alcoólico, infusões – associação com outras plantas; 200-600 mg do extrato/dia • ações farmacológicas: – Adaptógeno (aumento da resistência não-específica) – Tônica, estimulante, diurética, vasoconstrictor periférico – Anti-inflamatória • Efeitos colaterais: – Cardiovasculares, SNC, diarreia (não observados em ensaios clínicos duplo-cego) Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 30 10. Plantas medicinais 10.3. Pfaffia paniculata (Mart.) Kuntze; Pfaffia sp. Amaranthaceae • Ginseng brasileiro – Origem: BRASIL (de norte a sul) – Parte usada: raízes – Constituintes: saponinas triterpênicas e esteroidais – Usos: substituição ao ginseng tradicional; tônico, estimulante – Indicações terapêuticas não foram comprovadas Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 31 10. Plantas medicinais 10.4. Calendula officinalis L. - Asteraceae • Calêndula • Parte usada: flores • Constituintes: – Flavonoides – Saponinas triterpênicas (até 6%) • Ações – bactericida e fungistática; cicatrizante • Usos – pomadas contra afecções da pele – uso dermatológico Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 32 10. Plantas medicinais 10.5. Centella asiatica (L.) Urb. – Apiaceae • Centela asiática, centelha • Parte usada: partes aéreas e raízes • Constituintes: – saponinas triterpênicas (asiaticosídeo) • usos: – Cicatrizante tópico (Madecassol) – Insuficiência venosa crônica • Precauções: dermatite de contato; lactantes asiaticosídeo Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 33 10. Plantas medicinais 10.6. Quillaja saponaria Molina - Quillajaceae • Quilaia, pau-sabão, soapbark • A palavra chilena quillean significa “para lavar” • Partes usadas: Cascas do caule • Saponinas triterpênicas – Mistura complexa (peso molecular elevado) • Usos: – Industrial • Estabilizante de suspensões • Agente espumante • Emulsificantes – Óleos essenciais – Farmacêutico • Suplemento alimentar (EUA) • Imunoadjuvante → estimula a resposta imune – QS-21 (testes clínicos) – 1g > $100,000 QS-21 Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 34 10. Plantas medicinais 10.7. Hedera helix L. - Araliaceae • Hera • Partes usadas: folhas • Saponinas triterpênicas (β-amirina) • Mucolítico e expectorante – Demonstrou em ensaio clínico duplo-cego a mesma eficácia do cloridrato de ambroxol,tanto em adultos como em crianças • Abrilar® Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 35 10. Plantas medicinais 10.8. Smilax officinalis Kunth – salsaparrilha – Smilacaceae – origem: México e América Central (Maias) – parte usada: raízes – constituintes: resina, esteróides, amido e saponinas (2 a 4%) – saponinas esteroidais: salsaparrilina (mistura), salsaponina e parilosídeo – ação farmacológica: diurética, depurativa, anti-inflamatória, tônica – usos: extratos aquosos, associações com outras plantas, espumante de cerveja sem álcool, doces, sobremesas. Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 36 10. Plantas medicinais 10.9. Aesculus hippocastanum L. – Sapindaceae Castanha-da-índia • Varizes, hemorróidas,fragilidade dos vasos sangüíneos e insuficiência venosa crônica; • Saponinas triterpênicas – escina (3%) • Flavonóis Quercetina e Caempferol Glicosilados (2,5%) • Anti-inflamatórias, antiedematosas e antiexudativas (aumenta o tônus venoso, aumenta a resistência e diminui a permeabilidade; Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 37 10. Plantas medicinais 10.10. Ilex paraguariensis A. St.-Hil. - Aquifoliaceae • Erva-mate • Principais constituintes: saponinas triterpênicas e metilxantinas • Diurética • Usos: – No Brasil é uma bebida regional: tereré, chimarrão, chá – Na Europa é vendida como chá adjuvante em regimes hipocalóricos (diurética) • Aumenta a liberação de ácido gástrico e diminui os níveis de colesterol. Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 39 11. Glicosídeos cardiotônicos - Terpenos com atividade cardíaca seletiva potente - Baixa faixa terapêutica - 1785, médico inglês William Withering publicou o livro - “An account pf the Foxglove and its Medicinal Uses” - Utilização para insuficiência cardíaca - Famílias Plantaginaceae (Digitalis), Asclepiadaceae (Asclepias), Apocynaceae (Nerium, Strophanthus, Thevetia), Asparagaceae (Urginea e Convallaria), Ranunculacae (Helleborus e Adonis) e, ainda, em Brassicaceae, Celastraceae, Fabaceae, Moraceae e Tiliaceae. -Heterosídeos cardiotônicos com anel lactônico de seis membros (bufadienolídeos) ocorrem em Liliaceae e Ranunculaceae. Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 40 11. Glicosídeos cardiotônicos Simões et al. Farmacognosia: do produto natural ao medicamento Simões. Porto Alegre: Artmed, 2017. - Geninas são menos ativas - Reações de caracterização → anel lactona α,β-insaturada - Reações de Kedde e Baljet: utilização de derivado aromático nitrado em meio alcalino - Coloração vermelho violáceo estável Aula: Saponinas e glicosídeos cardiotônicos | Disciplina de Farmacognosia FCF – USP | Prof. Daniel P. Demarque | 41 11. Glicosídeos cardiotônicos Golan et al. Princípios de Farmacologia - A Base Fisiopatológica da Farmacologia. Guanabara Koogan, 3ª ed, 2014. Digitalis purpurea L. Digitalis lanata Ehrh. - Dedaleira - Folhas 90% da produção de heterosídeos cardiotônicos PROF. DR. DANIEL P. DEMARQUE (danieldemarque@usp.br) UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS Disciplina: Farmacognosia Slide 1: Aula: SAPONINAS E GLICOSÍDEOS CARDIOTÔNICOS Slide 2: SAPONINAS Slide 3: 1. Histórico Slide 4: 1. Histórico Slide 5: 1. Histórico Slide 6: 2. Características gerais Slide 7: 2. Características gerais Slide 8: 3. Biossíntese Slide 9: 3. Biossíntese Slide 10: 3. Biossíntese Slide 11: 3. Biossíntese Slide 12: 3. Biossíntese Slide 13: 3. Biossíntese Slide 14: 4. Classificação Slide 15: 4. Classificação Slide 16: 4. Classificação Slide 17: 5. Ocorrência e distribuição Slide 18: 6. Extração e isolamento Slide 19: 7. Caracterização Slide 20: 7. Caracterização Slide 21: 7. Caracterização Slide 22: 7. Caracterização Slide 23: 8. Propriedades biológicas Slide 24: 8. Propriedades biológicas Slide 25: 9. Emprego farmacêutico Slide 26: 9. Emprego farmacêutico Slide 27: 10. Plantas medicinais Slide 28: 10. Plantas medicinais Slide 29: 10. Plantas medicinais Slide 30: 10. Plantas medicinais Slide 31: 10. Plantas medicinais Slide 32: 10. Plantas medicinais Slide 33: 10. Plantas medicinais Slide 34: 10. Plantas medicinais Slide 35: 10. Plantas medicinais Slide 36: 10. Plantas medicinais Slide 37: 10. Plantas medicinais Slide 38: GLICOSÍDEOS CARDIOTÔNICOS Slide 39: 11. Glicosídeos cardiotônicos Slide 40: 11. Glicosídeos cardiotônicos Slide 41: 11. Glicosídeos cardiotônicos Slide 42
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