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FARMACOGNOSIA AULA 1 Prof. Dulcinéia Furtado Teixeira dulcineia.furtado@gmail.com Farmacognosia - Aula I �Objetivos �Definições �Derivados de Drogas Vegetais �Análise Fitoquímica Preparação do Material VegetalPreparação do Material Vegetal Métodos de Extração Análise Preliminar Fracionamento, Isolamento e purificação de substâncias Elucidação Estrutural �Monografia Farmacopéica �Biossíntese Vegetal �Óleos fixos x Óleos essenciais Farmacognosia - Aula I Em 1815 Seydler criou o termo farmacognosia em seu trabalho Analecta Pharmacognostica. Etimologicamente vem das palavras gregas: Pharmakon = que significa droga, medicamento, veneno Gnosis = que significa conhecimento.Gnosis = que significa conhecimento. Farmacognosia Antigamente - ciência que estudava as matérias de origem natural, usadas no tratamento de enfermidades. Hoje em dia - exclusividade às matérias de origem vegetal e animal. Farmacognosia - Aula I •Objetivos – Avaliação da qualidade das drogas, através da identificação e verificação da sua pureza, bem como da integridade química; descoberta de novas drogas ou melhoramento da qualidade das atualmente existentes. •Análise Fitoquímica → Conhecer os constituintes químicos de•Análise Fitoquímica → Conhecer os constituintes químicos de espécies vegetais ou avaliar a sua presença. •Análise Fitoquímica Preliminar → Não se conhece a química da espécie → Busca- se conhecer as classes químicas presentes. •Investigação Biodirigida → As classes químicas de interesse biológico são conhecidas → Investigação direcionada. Farmacognosia - Aula I Apenas os medicamentos fitoterápicos industrializados para uso humano são registrados na ANVISA. Para o registro de medicamentos fitoterápicos, existe regulamentação específica desde 1967, a Portaria 22, que foi seguida pela Portaria 06, publicada em 1995, RDC 17, publicada em 2000, a RDC 48, publicada em 16 Regulamentação 06, publicada em 1995, RDC 17, publicada em 2000, a RDC 48, publicada em 16 de março de 2004 e a norma vigente RDC 14/2010, publicada em 05 de abril de 2010. Como forma de aperfeiçoar o marco regulatório, inserido no contexto da cadeia produtiva de plantas medicinais e fitoterápicos, a legislação sanitária brasileira que dispõe sobre o registro de medicamentos fitoterápicos foi recentemente atualizada, sendo publicada na forma de Resolução de RDC nº. 14/2010, permitindo o acompanhamento do desenvolvimento científico e tecnológico, e possibilitando a ampliação do acesso da população aos medicamentos. Farmacognosia - Aula I Plantas medicinais e drogas vegetais notificadas O comércio de plantas medicinais é regulamentado no país através da Lei no. 5.991/73, que determina, no Art. 7º, que “A dispensação de plantas medicinais é privativa das farmácias e ervanarias, observados o acondicionamento adequado e a classificação botânica.” Esse artigo não foi ainda regulamentado, deixando em aberto os requisitos de qualidade para plantas medicinais, como também sua segurança e eficácia. Plantas medicinais não podem ser comercializadas como medicamentos, não podendo alegar indicações terapêuticas em suas embalagens. Nesse sentido, a ANVISA publicou recentemente a RDC 10/2010 com o objetivo de regulamentar a notificação de drogas vegetais, as quais poderão ter alegações terapêuticas padronizadas baseadas no uso tradicional. A norma traz uma lista de 66 espécies vegetais que foram selecionadas com base no uso tradicional. Para cada espécie foram padronizadas indicações terapêuticas, forma de uso, quantidade a ser ingerida e os cuidados e restrições a serem observados no seu uso. Esses produtos não se enquadraram como medicamentos e terão, em breve, um Guia para boas práticas de fabricação específicas, ainda a ser publicado pela ANVISA. Farmacognosia - Aula I Plantas medicinais e drogas vegetais notificadas Essa proposta de resolução vem preencher as demandas da Política Nacional de Plantas Medicinais e Fitoterápicos, Decreto 5813/06, e da Política de Prática Integrativas e Complementares no SUS, Portaria GM/MS 971/06. A RDC 10/10 foi elaborada com base na normativa Alemã para os “Chás A RDC 10/10 foi elaborada com base na normativa Alemã para os “Chás Medicinais”, seguindo os requisitos de qualidades citados naquela legislação. Também foi determinado o limite máximo de carga bacteriana, fúngica e de aflatoxinas que pode estar presente nesses produtos, conforme determina a OMS. Outros controles preconizados são da quantidade de outros contaminantes, tais como metais pesados, partes não permitidas da própria planta, outras plantas medicinais, etc. Farmacognosia - Aula I Plantas medicinais e drogas vegetais notificadas As drogas vegetais industrializadas e notificadas na ANVISA, conforme essa norma, são destinadas ao uso episódico, oral ou tópico, para o alívio sintomático das doenças, devendo ser disponibilizadas exclusivamente na forma de droga vegetal para o preparo de infusões, decocções e macerações. Cápsula, tintura, comprimido, extrato, xarope, entre outras formas farmacêuticas, não se enquadram nessa categoria, ou seja, drogas vegetais não podem ser confundidas com medicamentos fitoterápicos. Ambos são obtidos de plantas medicinais, porém elaborados de forma diferenciada: enquanto as drogas vegetais são constituídas da planta seca, inteira ou rasurada (partida em pedaços menores) e utilizadas na preparação dos populares “chás”, os medicamentos fitoterápicos são produtos tecnicamente mais elaborados, apresentados na forma final de uso (comprimidos, cápsulas e xaropes). A forma de uso, se infusão, decocção ou maceração, como também o tempo de uso das drogas vegetais foi determinado na RDC 10/10. Farmacognosia - Aula I Derivados de Drogas Vegetais Extrato → Preparações líquidas, sólidas ou semi-sólidas obtidas pela extração de drogas vegetais, frescas ou secas, por meio de líquido extrator adequado, seguida de sua evaporação total ou parcial e ajuste do concentrado a padrão previamente estabelecido. Tinturas→ Preparações alcoólicas ou hidroalcoólicas resultantes da extração de drogas vegetais ou da diluição dos respectivos extratos. São classificadas em simples ou compostas, conforme preparadas com uma ou mais matérias- primas Segundo a FARMACOPÉIA BRASILEIRA IV 10mL de tintura devem corresponder aos componentes solúveis de 1g de droga seca, ou seja, solução à 10%. Farmacognosia - Aula I Composição química Princípios amargos: Cinarina (0,5% é um diester do ácido quínico 1,3-O-dicafeilquínico), presente nas folhas, galhos e raízes (menos nos capítulos florais). Outros princípios amargos são as lactonas sesquiterpênicas, características da família Asteraceae, cinaropicrina, COMPOSIÇÃO DA ALCACHOFRA COMPOSTA VITAMED: Cada comprimido revestido de Alcachofra Composta Vitamed contém:Asteraceae, cinaropicrina, cinaratriol, cinarolido, etc. Composta Vitamed contém: Extrato seco Cynara scolymus L. ....................................200 mg Extrato seco Peumus boldus Mol.......................................50 mg Excipiente (amido de milho, lactose, fosfato bicálcico, dióxido de silício, estearato de magnésio, eudragit E, dióxido de titânio, talco, polietilenoglicol, corante azul nº 2, corante amarelo nº 5) qs.............................1 comprimido Farmacognosia - Aula I MaterialVegetal Coleta→ Preparação de exsicatas para identificação botânica. Material fresco→Pode ser indispensável para a detecção de algumas substâncias específicas, evitando a presença de metabólitosespecíficas, evitando a presença de metabólitos de fenecimento do vegetal. Deve ser processado imediatamente ou conservado a baixas temperaturas até a análise. Material seco → Estabilidade química/ Interrupção de processos metabólicos que ocorrem mesmo após a coleta •Inativação enzimática. •Ausência de crescimento microbiano. • Secagem, liofilização ou estabilização. Farmacognosia - Aula I TEOR DE UMIDADE EM ÓRGÃOS VEGETAIS Órgão vegetal Umidade no órgão fresco Umidade permitida na droga Casca 50 a 55 % 8 a 14 % Erva 50 a 90 % 12 a 15 % Folha 60 a 98 % 8 a 14 % Flor 60 a 95 % 8 a 15 % Fruto 15 a 95 % 8 a 15 % Raiz 50 a 85 % 8 a 14 % Rizoma 50 a 85 % 12 a 16 % Semente 10 a 15 % 12 a 13 % % DE ÁGUA NECESSÁRIA PARA AÇÃO DE AGENTES DELETÉRIOS Agentes % de umidade Bactérias 40 a 45 Enzimas 20 a 25 Fungos 15 a 20 Farmacognosia - Aula I Secagem Retirada de água evita reações de hidrólise e crescimento de microorganismos. Redução do volume da droga facilitando sua conservação: Estufa sem circulação de ar→ Entre 35 e 40°CEstufa sem circulação de ar→ Entre 35 e 40°C Ao ar livre→ Exige vigilância para garantir uniformidade durante processo; deve ser realizada à sombra; o local de secagem deve ser protegido de insetos ou contaminantes ambientais. Desvantagem: Processo lento que pode facilitar a decomposição de substâncias por ação enzimática. Liofilização → Melhor processo / Maior custo Farmacognosia - Aula I Liofilização (Freeze Dryer) Secagem do material congelado pelo processo de sublimação, ou seja, a água no estado sólido é convertida diretamente em vapor de água, sem passar pelo estado líquido.passar pelo estado líquido. Transferência de calor e de massa: O calor é transferido até à frente de sublimação (fronteira entre produto seco e produto congelado) através da camada seca, da camada congelada ou de ambas. O vapor de água é transferido desde a frente de sublimação, através pressão do produto seco, até à superfície e retirado através do vácuo. Farmacognosia - Aula I Estabilização Desnaturação protéica de enzimas através da destruição das estruturas quaternária e terciária → Ação de agentes desidratantes (solventes), aquecimento ou irradiação. Aquecimento→ Acima de 70°C a maior parte das enzimas são inativadas. O ideal é usar entre 80 e 90°C por curto espaço de tempo, 15 a 30 minutos. Desvantagem: Degradação térmica.Desvantagem: Degradação térmica. Solventes→ Imersão do material vegetal em etanol em ebulição ou uso de equipamentos de estabilização por passagem do vapor entre os materiais. Desvantagem: Extração de princípios ativos. Irradiação → Radiação ultravioleta. Desvantagem: Baixo poder de penetração → Exposição demorada Farmacognosia - Aula I Extração Obtenção da solução extrativa: Fatores que influenciam na extração: Estado de divisão das drogas AgitaçãoAgitação Temperatura influencia na solubilidade destruir os princípios ativos termolábeis, promover reações de hidrólise , racemização, descarboxilação ácido mecônico no pão do ópio Natureza do solvente - polaridade Farmacognosia - Aula I Métodos de Extração Constituintes Fixos Extração sólido-líquido → Retirada de substâncias ou fração ativa presente na droga vegetal, da forma mais seletiva e completa possível A Frio: Maceração, Percolação e TurboextraçãoA Frio: Maceração, Percolação e Turboextração A Quente: Com sistemas Aberto: Digestão/Infusão/Decocção Fechados: Sob refluxo e com aparelho de Soxhlet Farmacognosia - Aula I Métodos de Extração Constituintes Fixos A Frio Maceração Desvantagem:Desvantagem: Depende permeabilidade solvente/droga solubilidade a frio saturação do solvente Farmacognosia - Aula I Percolação ou lixivigação Desvantagem: permeabilidade solvente Droga solubilidade a frio gasto de muito solvente. Vantagem: Não há a saturação do solvente. Strychnos nux-vomica Farmacognosia - Aula I Turbo-extração simultânea redução do tamanho da partícula =↑ forças de cisalhamento. redução drástica do tamanho da partícula e =rápida dissolução substâncias ativas.=rápida dissolução substâncias ativas. Desvantagens: difícil filtração geração de calor limitação técnica quando se trata de materiais de elevada dureza (caules, sementes e raízes). Farmacognosia - Aula I Métodos de Extração Constituintes Fixos A Quente Com sistemas Abertos:Com sistemas Abertos: Digestão Infusão Decocção Farmacognosia - Aula I Métodos de Extração Constituintes Fixos A Quente Com sistemas Fechados: Extração sob refluxo Extração com aparelho de Soxhlet Farmacognosia - Aula I Métodos de Extração Constituintes voláteis A frio: Enfleurage, Prensagem, Solventes A Quente: Hidrodestilação ou Clevenger Fluido supercrítico Farmacognosia - Aula I Métodos de Extração Constituintes voláteis ENFLEURAGE Farmacognosia - Aula I O Enfleurage foi gradualmente substituído por processos industriais mais produtivos, baratos e de melhor rendimento (hidrodestilação). Atualmente algumas empresas, em parceria Atualmente algumas empresas, em parceria com universidades, modernizou-a, substituindo a gordura animal pela de origem vegetal e instalou um espaço exclusivo em seu parque industrial, destinado exclusivamente à obtenção do óleo essencial, a exemplo do que faziam os antigos perfumistas. Farmacognosia - Aula I Prensagem usado para obter óleo essencial de frutos cítricos como bergamota, laranja, limão e grapefruit. grapefruit. Extração com solventes Técnica para obter maior rendimento ou produtos que não podem ser obtidos por nenhum outro processo. As plantas são imersas no solvente adequado (acetona ou qualquer outro solvente apolar) Neste caso, os óleos obtidos geralmente não são usados em aromaterapia, pois geralmente contêm vestígios do solvente. Farmacognosia - Aula I Hidrodestilação APARELHO DE CLEVENGER Farmacognosia - Aula I Farmacognosia - Aula I O Perfume - Patrick Süskind Farmacognosia - Aula I Extração com fluído supercrítico melhor método pois permite recuperar os aromas naturais de vários tipos e não somente óleo volátil. Método de escolha em escala industrial → Alto custo Vantagem a não existência de traços do solvente no produto extraído. Solvente CO2→ Tc = 31ºC e Pc = 73 bar. Mantém a temperatura constante e varia a pressão. Obtenção do extrato puro, isento de solvente, livre de oxidação (sistema sem O2) e sem danos térmicos. Farmacognosia - Aula I Extração com fluído supercrítico Farmacognosia - Aula I Análise Fitoquímica Preliminar EXTRATO Caracterização das classes de PN Reações de cor/precipitação Reações de coloração e precipitação que visam denunciar a presença das que visam denunciar a presença das principais classes químicas. Reações de caracterização diretamente no extrato bruto → Pode ocorrer um falso resultado. O fracionamento do extrato e a realização dos testes com as frações obtidas possibilita reações mais nítidas. Vantagens → Rapidez; emprego de pouca quantidade de material vegetal Farmacognosia - Aula I Exemplos de Caracterização de Classes de Metabólitos Especiais Farmacognosia - Aula I Fracionamento, Isolamento e Purificação de Substâncias O processo de fracionamento pode ser monitorado por ensaios direcionados para a avaliação da atividade biológica ou por cromatografia CCF, CLAE-EM ou CLAE- RMNCCF, CLAE-EM ou CLAE- RMN Partição por solventes→ Separação dos componentes do extrato bruto (mistura complexa) segundo a polaridade. As substâncias podem ser obtidas puras durante os processos de fracionamento ou, necessitar de purificações posteriores Recristalização, destilação fracionada. CLAE Farmacognosia - Aula I Análise CG cocainae metabólitos majoritários 1.Ecgonina metil ester 2.Ecgonina 3.Cocaina 4.Cocaetileno 5.Benzoilecgonina Farmacognosia - Aula I Fracionamento, Isolamento e Purificação de Substâncias EM Farmacognosia - Aula I Fracionamento, Isolamento e Purificação de Substâncias Métodos cromatográficos→ Separação e isolamento das substâncias. → Identificação e análise de misturas e de substâncias isoladas (cromatografia analítica) Tipos cromatográficos: - Adsorção - Partição - Troca iônica - Exclusão molecular Farmacognosia - Aula I Fracionamento, Isolamento e Purificação de Substâncias Técnica → CCF (cromatografia de camada fina) Farmacognosia - Aula I Formas mais abundantes de Cannabinoides THC, delta 9-tetrahydrocannabinol CBD, cannabidiol CBC, cannabichromeno CBG, cannabigerol Farmacognosia - Aula I Fracionamento, Isolamento e Purificação de Substâncias CCF (cromatografia de camada fina) ou TLC (thin layer chromatography) Eluente: Hexano/éter(8:2) Revelador: Fast Blue Salt/KOH Farmacognosia - Aula I Farmacognosia - Aula I CG/EMCLAE/UV Farmacognosia - Aula I CG DIFERENTES PARTES C.sativa Farmacognosia - Aula I QUIMIOTIPOS Farmacognosia - Aula I Fracionamento, Isolamento e Purificação de Substâncias CG CCFCLAE Farmacognosia - Aula I Elucidação Estrutural Espectroscopia no ultravioleta (UV); Espectroscopia no infravermelho (IV); Espectrometria de massas (EM);Espectrometria de massas (EM); Ressonância magnética Nuclear (RMN1H e 13C); Cristalografia por raios X; CLAE e CG (co-injeção com padrões); Ponto de fusão; Índice de refração. Farmacognosia - Aula I Isolamento e Purificação de substâncias extraídas de Piper lhotzkyanum C.DC. Davyson Moreira, 2000 Farmacognosia - Aula I Estabelecimento dos Parâmetros da Qualidade FARMACOPÉIA BRASILEIRA Métodos Farmacopéicos→ Não são os únicos existentes nem os mais avançados, mas são os métodos oficiais nos quais são baseados as decisões em caso de dúvida ou litígio.em caso de dúvida ou litígio. Critérios para inclusão de plantas medicinais: - Existência de estudos toxicológicos – Toxidade aguda, sub-aguda e crônica. - Existência de estudos comprovando atividade farmacológica. - Identificação de substâncias marcadoras. Garantia da autenticidade e pureza da amostra vegetal Farmacognosia - Aula I Monografia Farmacopéica 1.Nome botânico com referência aos autores 2.Descrição da droga 3.Nomes populares 4.Caracteres organolépticos 5.Descrição morfológica Macro e microscópica da droga vegetal; Macro e microscópica da droga vegetal; Microscópica do pó 6.Identificação Ensaios químicos; Cromatografia em camada fina (ccf) 7.Ensaios de pureza Matéria estranha; Determinação de umidade; Determinação de cinzas 8.Determinação quantitativa de substâncias marcadoras Titulometria; Espectrofotometria; HPLC 9.Embalagem e armazenamento Minutes 0 10 20 30 40 m A U 0 50 100 150 200 m A U 0 50 100 150 200 1 . 0 6 1 . 4 1 2 . 4 1 3 . 6 1 5 . 2 1 7 . 0 5 7 . 9 4 9 . 6 7 1 1 . 5 7 1 2 . 5 1 1 4 . 4 1 1 5 . 3 0 1 7 . 0 3 1 8 . 6 1 2 0 . 5 3 2 2 . 7 3 2 4 . 2 3 2 5 . 3 9 2 6 . 7 3 2 9 . 3 0 3 4 . 2 6 3 6 . 2 6 3 6 . 4 7 3 6 . 7 3 3 7 . 0 0 3 9 . 2 3 2: 334 nm, 4 nm Chica_031105 ACV2_DF_Chica_311005 Retention Time Farmacognosia - Aula I Identificação Através de Constituintes Químicos Rhamnus purshiana DC. (Rhamnaceae) Identificação → Umedecer corte transversal da casca com hidróxido de amônio 6M. Desenvolve-se cor avermelhada. Misturar 0,1g da droga pulverizada com 10 mL de água fervente e agitar Misturar 0,1g da droga pulverizada com 10 mL de água fervente e agitar durante 5 minutos. Resfriar, filtrar e diluir o filtrado com 10 mL de água e 10 mL de NH4OH 6M. Desenvolve-se cor alaranjada. Empregar CCF → Solução amostra: Aquecer 0,5g da droga pulverizada com 50 mL de etanol por 30 minutos. Filtrar e evaporar até a secura em banho- maria. Rediluir em 2 mL de etanol. Solução referência: Dissolver 20 mg de aloína em 10 mL de álcool 70%. Farmacognosia - Aula I Identificação Através de Constituintes Químicos Rhamnus purshiana Bandas com fluorescência azul de Rf 0,35- 0,75 ou vermelho-alaranjado entre a zona da 0,75 ou vermelho-alaranjado entre a zona da aloína e dos cascarosídeos → Adulteração com Rhamnus frangula Eluente: AcOEt:MeOH:H2O (100:17:13) ; Revelador: NP/PEG em UV 365nm Manchas: Rf 0,1 - 0,15 = Cascarosídeos A + B (amarelos) ; Rf 0,2 - 0,25= Cascarosídeos C + D Rf 0,5 = Aloína A e B ; Rf 0,6 = Desoxialoína ; Frente do Solvente = Agliconas emodina, Aloe- emodina, crisofanol ; T1 = Aloína A (Rf 0,5) e Aloinosídeo A (Rf 0,45) Farmacognosia - Aula I Identificação Através de Constituintes Químicos Cinchona succirubra Pavon & Klotzsch (Rubiaceae) Parte usada→ Casca Identificação→ 0,5 g em tubo de ensaio. Aquecer e Identificação→ 0,5 g em tubo de ensaio. Aquecer e visualizar aparecimento de vapores vermelho- púrpura que se condensam na parede superior do tubo. Extração seletiva para alcalóides de 5g da droga, adição de reagente de Mayer (iodo-mercurato de potássio), dando forte turvação Farmacognosia - Aula I Identificação Através de Constituintes Químicos Cinchona succirubra Pavon & Klotzsch (Rubiaceae) Perfil cromatográfico de quina Sistema: CHCl3/Dietilamina (9:1) Detecção: H2SO4/Mistura Farmacognosia - Aula I Metabolismo primário: -os vegetais não armazenam ATP como forma de energia, através de reação químicas com consumo de carbono = carboidratos armazenado, ↑ O2 -Metabolismo secundário: Importância do Metabolismo secundário para o Vegetal Comunicação com o meio ambiente polinização síntese de subst. com odor síntese de subst. com cor Proteção contra predadores Defesa mecânica espinhos acúleos espessamento de folhas Defesa química: alcaloides, taninos Farmacognosia - Aula I Farmacognosia - Aula I Óleos Fixos – Lipídeos Óleo de Rícino: Extraído da semente madura (45 a 55% de óleo fixo) de Ricinus communis Linné (Euphorbiaceæ). Óleo de Amêndoas: Óleo fixo extraído por Óleo de Amêndoas: Óleo fixo extraído por compressão das amêndoas (45 a 50%) de diversas variedades de Prunus amygdalus Batsch (Rosaceæ). Óleo Pérsico: Óleo de caroço de damasco e óleo de pêssego é obtido por expressão dos caroços de variedades de Prunus armeniaca Linné, e Prunus pérsica Siebold Zuccarini (Rosaceæ). Óleo de Linhaça: Extraído das sementes maduras e dessecadas de Linum usitatissimum Linné (Linaceæ). A via do Acetato: Ácidos graxos e Policetídeos ÁCIDOS GRAXOS 2 Principais funções: Reserva energética: vegetais (sementes) e animais (tecido adiposo e fígado) A via do Acetato: Ácidos graxos e Policetídeos ÁCIDOS GRAXOS 2 Principais funções: Revestimento foliar: para evitar perda de H2O Biossíntese de Icosanóides (prostaglandinas, tromboxanas e leucotrienos) Constituição da Membrana celular: fosfolipídeosConstituição da Membrana celular: fosfolipídeos A via do Acetato: Ácidos graxos e Policetídeos ÁCIDOS GRAXOS 2 Principais formas de Ácidos Graxos encontradas na Natureza: Óleos fixos� geralmente geralmente líquidos Gorduras� geralmente semi- sólidos ou sólidos Cêras� ésteres de ácidos graxos com álcoois graxosde cadeia longa A via do Acetato: Ácidos graxos e Policetídeos ÁCIDOS GRAXOS 2 Características dos Ácidos Graxos mais comuns: Acíclicos, saturados ou não, monocarboxilados, cadeia normal e número par de carbonos. A via do Acetato: Ácidos graxos e Policetídeos Representação dos ácidos graxos. 14:0 mirístico, 16:1 (9c) palmitoleíco, 18:2 (9c:12c) linoleico 20:4 (5c,8c,11c,14c) Araquidônico A via do Acetato: Ácidos graxos e Policetídeos Síntese de ácidos graxos a partir de Acetil-CoA. 2 moléculas de Acetil-CoA se unem formando uma molécula de Malonil-CoA, com a descarboxilação de uma das moléculas do Acetil-CoA. O O O 2 BIOTINA SCoA OH SCoA Acetil CoA 2 Malonil CoA BIOTINA A via do Acetato: Ácidos graxos e Policetídeos A via do Acetato: Ácidos graxos e Policetídeos Farmacognosia - Aula I Métodos de Extração Constituintes voláteis A ISO (International Standard Organization) define óleos voláteis (conhecidos também como óleos essenciais, óleos etéreos ou essências) como sendo os produtos obtidos de partes de plantas por meio da destilação por arraste de vapor d’água, bem como os produtos obtidos por prensagem dos pericarpos de frutos cítricos. Os óleos essenciais são misturas complexas de substâncias voláteis (monoterpenos, sesquiterpenos e fenilpropanóides), lipofílicas, geralmente odoríferas e líquidas. Aroma agradável e intenso da maioria dos óleos voláteis, sendo por isso, também chamados de essências São ainda solúveis em solventes orgânicos apolares, como o éter, recebendo, por isso o nome de óleos etéreos ou, em latim, aetheroleum. Farmacognosia - Aula I Óleos Essenciais MONOTERPENOS FENILPROPANÓIDES SESQUITERPENOS Farmacognosia - Aula I Farmacognosia - Aula I Fenilpropanóides Farmacognosia - Aula I Fenilpropanóides São substâncias C6-C3 originados da via biossintética do ácido chiquímico. Miristicina: Presente em Myristica fragans Houttuyn (Myristicaceæ), conhecida como noz-moscada. O óleo contém cerca de 12% de miristicina, trata-se de um aromatizante e apresenta propriedades miristicina, trata-se de um aromatizante e apresenta propriedades carminativas. Cinamaldeído ou aldeído cinâmico: Encontrado em Cinnamomum loureirii Ness, C. zeylanicum Ness, C. cássia (Ness) Ness (Louraceæ). O óleo essencial de canela, também conhecido como óleo de cássia, contém de 80 a 95% desse fenilpropanóide. Eugenol: Pode ser obtido de Syzygium aromathicum (Sprengel) ,(E. Caryophyllata Thumberg) (Myrtaceæ), popularmente conhecida como cravo da índia. O óleo essencial contém de 70 a 95% de eugenol. VIA DO MEVALONATO: BIOSSÍNTESE DE TERPENOS E ESTERÓIDES Os terpenos formam uma grande classe de produtos naturais derivados de unidades isoprênicas (C5). Unidade isoprênica Isoprêno OPP OPP Ácido Mevalônico Pirofosfato de Isopentenila IPP Pirofosfato de Dimetilalila DMAPP C10 IPP Monoterpenos e Iridóides C10 Hemiterpenos C5 C15 C20 C25 C30 C40 IPP IPP 2X 2X Sesquiterpenos C15 Diterpenos C20 Sesterterpenos C25 Triterpenos C30 Esteróides C18-C30 Tetraterpenos e Carotenóides C40 geraniol farnesol geranilgeraniol esqualeno fitoeno mentol bisaboleno taxadieno HEMITERPENOS (C5) São as moléculas de Pirofosfato de isopentenila (IPP) e de Pirofosfato de Dimetilalila (DMAPP). OPP OPP Pirofosfato de Isopentenila IPP Pirofosfato de Dimetilalila DMAPP SÍNTESE DO ÁCIDO MEVALÔNICO E DOS HEMITERPENOS FORMAÇÃO DOS ESQUELETOS C10 Pirofosfato de Geranila (GPP) REAÇÕES DE ISOMERIZAÇÃO NA FORMAÇÃO DE MONOTERPENOS Erva doce Cânfora Thuya MECANISMO DA CICLIZAÇÃO DOS MONOTERPENOS ACÍCLICOS MONOTERPENOS AROMÁTICOS Principais Plantas com Óleos Essenciais de origem Terpênica MONOTERPENOS IRREGULARES C10 (PIRETRÓIDES E IRIDÓIDES) Os piretróides são uma importante classe de monoterpenos irregulares. Presentes em flores de Chrysanthemum cinerariaefolium (= Tanacetum cinerarifolium). Conhecidos por seu grande poder inseticida. As flores podem conterpoder inseticida. As flores podem conter de 0,7 a 2 % de piretróides o que representa entre 25- 50% do extrato. Um extrato típico contém Piretrina I (35%), Piretrina II (32%), Cinerina I (10%), Cinerina II (14%), Jasmolina I (5%) e Jasmolina II (4%). Ex: cravo-de-defunto IRIDÓIDES São monoterpenos que normalmente apresentam em seu esqueleto um anel ciclopentano ligado a um anel heterocíclico de seis membros com o oxigênio. GENCIANA VALERIANA Valeriana � As raízes de Valeriana officinalis são secas a uma temperatura máxima de 40 °C. As preparações de Valeriana são muito usadas para tensão nervosa, ansiedade e insônia. Era muito usada na época da 1ª. Guerra Mundial. Seus constituintes ativos são conhecidos como valepotriatos, que são iridóides com um epóxido na sua molécula, sendo o principal o valtrato. SESQUITERPENOS (C15) Pirofosfato de geranila (GPP) Cátion alílico Ao adicionarmos uma molécula de Pirofosfato de Isopentenila ao Pirofosfato de geranila obtemos o Pirofosfato de Farnesila (FPP). Pirofosfato de farnesila (FPP) SESQUITERPENOS (C15) SESQUITERPENOS (C15) Pirofosfato de nerolidila A ciclização do FPP pode ocorrer de várias maneiras diferentes via precursor E,E-FPP ou E,Z-FPP. SESQUITERPENOS (C15) SESQUITERPENOS (C15) Os sesquiterpenos são menos voláteis que os monoterpenos. O α-Bisabolol e os óxidos do bisabolol são os responsáveis pelo odor característico de flores da camomila alemã (Matricaria recutita) Asteraceae. SESQUITERPENOS (C15) O γ-bisaboleno junto com o β- felandreno e o Zingibereno são os responsáveis pelo aroma do Gengibre (Zingiber officinale) Zingiberaceae. SESQUITERPENOS (C15) As lactonas sesquiterpênicas são muito conhecidas por sua atividade biológica, normalmente tóxica. É o caso da elefantopina (Elephantopus elatus) Asteraceae, com atividade citotóxica. Ou alergias de pele causadas por substâncias como a partenina (Parthenium hysterophorus) Asteraceae. A partenina pode alquilar de formaelefantopina partenina irreversível enzimas responsáveis pela divisão celular, sendo então citotóxica. Elephantopus elatus Parthenium hysterophorus SESQUITERPENOS (C15) A α-santonina foi identificada como o principal componente antihelmíntico em espécies de Artemisia (Asteraceae). A tapsigargina promove tumores e é um potente ativador de células envolvidas no processo inflamatório. αααα-santonina tapsigargina Thapsia garganica Artemisia sp. SESQUITERPENOS (C15) A matricina presente na camomila alemã degrada com o calor formando o camazuleno, que confere cor azulada ao óleo essencial de camomila. matricina camazuleno SESQUITERPENOS (C15) O α-cadineno é muito importante economicamente, é encontrado emeconomicamente, é encontrado em espécies de (Juniperus communis) Cupressaceae, que é usado para fazer o Gin. O esqueleto do α-cadineno é ponto de partida para a biossíntese de vários derivados da Artemisina, sendo um importante antimalárico. Normalmente proveniente de Artemisia annua. αααα-cadineno SESQUITERPENOS (C15) artemisina SESQUITERPENOS (C15) SESQUITERPENOS (C15) O humuleno é encontrado no lúpulo(Humulus lupulus) Cannabinaceae e o β-cariofileno é muito comum em várias plantas aromáticas como o cravo da índia (Syzigium aromaticum) Myrtaceae e a canela (Cinnamomum zeylanicum) Lauraceae. Humulus lupulus HUMULENO β-cariofileno SESQUITERPENOS (C15) Gossipol é encontrado nas flores imaturas do algodoeiro (Gossypiumspp) Malvaceae. É um exemplo de sesquiterpeno aromático. Foi descoberto ao se estudar casos de infertilidade anormal em comunidades rurais chinesas que usavam óleo da semente de algodão na sua dieta. O Gossipol atua como contraceptivo masculino, pois altera a maturação do espermatozóide, sua motilidade e inativa enzimas no sêmen necessárias na fecundação. Muitas pesquisas mostraram que os efeitos são reversíveis assim que cessar a administração do gossipol. Sabe-se que o (-)-assim que cessar a administração do gossipol. Sabe-se que o (-)- gossipol é farmacologicamente ativo e o (+)-gossipol é o responsável pelos efeitos tóxicos que podem ser a infertilidade. Gossypium spp. SESQUITERPENOS (C15) gossipol DITERPENOS (C20) Ao adicionarmos uma molécula de Pirofosfato de Isopentenila ao Pirofosfato de farnesila obtemos o Pirofosfato de Geranilgeranila (GGPP). Pirofosfato de farnesila (FPP) Cátion alílico Pirofosfato de geranilgeranila (GGPP) DITERPENOS (C20) Um dos mais simples e mais importante diterpenos é o fitol (forma reduzida de geranilgeraniol), que constitui a cadeia lateral das clorofilas, por exemplo, clorofila a. fitol DITERPENOS (C20) Reações de ciclização do GGPP mediada pela formação do carbocátion mais rearranjos do tipo Wagner-Meerwein permitirá que estruturas variadas de diterpenos sejam formadas. Paclitaxel (taxol) Paclitaxel (taxol) Taxadieno Taxus baccata DITERPENOS (C20) TAXOL (Paclitaxel) é uma droga usada no tratamento do câncer é extraído das cascas de (Taxus brevifolia) Taxaceae. Uma planta adulta demora 100 anos para chegar a maturidade e produzir os taxanos. Há a necessidade de 3 árvores de 100 anos de idade para se extrair 1 grama do material. É usado clinicamente para o tratamento de câncer de ovário e está em testes clínicos para o câncer de seios metastático. Ainda tem potencial para câncer de pulmão, cabeça e pescoço. Age como anti- mitótico ao se complexar com os microtúbulos. Diferente de alcalóidesmitótico ao se complexar com os microtúbulos. Diferente de alcalóides como a vincristina e lignanas como a podofilotoxina que agem se complexando com a tubulina. Paclitaxel (taxol) Taxus brevifolia DITERPENOS (C20) Ent-caureno esteviosídeo O ent-caureno é precursor do Esteviosídeo produzido pela Estévia (Stevia rebaudiana – família Asteraceae). O Esteveosídeo tem poder adoçante entre 100 a 300 vezes maior que a sacarose, sendo usado comercialmente como adoçante. esteviol DITERPENOS (C20) ginkgolideo bilobalideo DITERPENOS (C20) O Ginkgo biloba é um membro primitivo dos gimnospermas e o único sobrevivente da família Ginkgoaceae, sendo todas as outras espécies encontradas como fósseis. Originário da China se manteve viva por ser muito usada como ornamental. Extratos padronizados são usados contra doenças vasculares cerebrais e no tratamento de doenças degenerativas do SNC que causam a perda de memória e de controle de motilidade. Seus princípios ativos são diterpenos e flavonóides. DITERPENOS (C20) A forskolina ou colforsina foi obtida em um screening com plantas indianas extraídas de raízes de Coleus forskohlii Labitaceae tem como atividade diminuir a pressão sanguínea e possui propriedades cardioativas. A forskolina estimula a adenilato ciclase e é muito usada para testes farmacológicos com enzimas e indicada no tratamento do glaucoma, falha congestiva do coração e asma brônquica. forskolina Coleus forskohlii TRITERPENOS (C30) Ao contrário dos mono, sesqui e diterpernos, o esqualeno (triterpeno mais simples) é formado a partir da dimerização de duas unidades de Pirofosfato de Farnesila (FPP). Formação do esqualeno e Formação do óxido de esqualeno O Esqualeno Óxido de Esqualeno TRITERPENOS (C30) OPP OPP OPPH H H OPP + + + Já forma isolados mais de 4000 triterpenos naturais até hoje com mais de 40 tipos de esqueletos diferentes. Eles podem ser divididos em 2 classes principais: os tetracíclicos e H H H H H + + Esqualeno NADPH classes principais: os tetracíclicos e os pentacíclicos CICLIZAÇÃO DO ÓXIDO DE ESQUALENO Óxido de Esqualeno Cátion Protosterila CICLIZAÇÃO DO ÓXIDO DE ESQUALENO Óxido de Esqualeno Cátion Protosterila O H+ OH H H H + Cátion Protosterila OH H H H + Cátion Protosterila Formação do Lanosterol: OH OH H H Lanosterol Formação do Cicloartenol: OH H H H H + Cátion Protosterila OH H H Cicloartenol Formação da Cucurbitacina E: CH3 OH H H H H H H H H H + Cátion ProtosterilaCátion protosterila H CH3 OH H AcO H CH3 O H OH H OH Cucurbitacina ECucurbitacina E As curcubitacinas são substâncias que possuem sabor amargo, servindo de defesa contra insetos herbívoros. São substâncias citotóxicas encontrado em espécies da família Curcubitaceae (pepino, melão, abóbora). BIOSSÍNTESE DE TRITERPENOS PENTACÍCLICOS BIOSSÍNTESE DE TRITERPENOS PENTACÍCLICOS damarenodióisOs triterpenos pentacíclicos podem ser do tipo α-amirina (ciclohexano - 1 metila em C20 e 1 em C19), β-amirina (ciclohexano - 2 metilas em C20) e lupeol (anel ciclopentano). O lupeol é comum no tremoços (Lupinus) Lupeol β-amirina αααα-amirinataraxasterol O lupeol é comum no tremoços (Lupinus) Os damarenodióis são comuns no ginseng (Panax) O taraxasterol no dente-de-leão (Taraxatum) ESTERÓIDES Nos estágios finais da biossíntese podem ser retiradas pequenos fragmentos de carbono para produzir moléculas com menos de 30C, como por ex. os esteróides. Definição: São triterpenos modificados contendo 4 anéis e sem as metilas em C4 e C14. Esteróide é qualquer composto que contenha núcleo pentanoperifanantreno sem as metilas em C4 e C14. Nomenclatura: A nomenclatura química dos esteróides baseia-se em seu esqueleto carbônico fundamental com átomos de carbono em cadeias laterais adjacentes.fundamental com átomos de carbono em cadeias laterais adjacentes. ESTERÓIDES Colesterol 2222 É o principal esterol animal; constituinte de membranas celulares. 2222 Quando depositado nas paredes das artérias, junto com ésteres de colesterol e outros lipídeos, causa aterosclerose e aumento do risco de trombose e ataque cardíaco. 2222 Lovastatina⇒ droga anticolesterolêmica que atua 2222 Lovastatina⇒ droga anticolesterolêmica que atua na inibição da Via do Mevalonato. ESTERÓIDES Os esteróides tem uma vasta gama de aplicações terapêuticas. Funcionam como: -Cardiotônicos (ex. digoxina) - precursores de vitamina D - agentes anti-inflamatórios (ex. corticosteróides) - agentes anabolizantes (androgênios) SAPONINAS São glicosídeos de Esteróides ou Terpenos Policíclicos. Esse tipo de estrutura, que possui uma parte com característica lipofílica (triterpeno ou esteróide) e outra parte hidrofílica (açucares), determina a propriedade de redução da tensão superficial da água s suas ações detergentes e emulsificantes. Alcaçuz (Glycyrrhiza glabra L.) droga : raízes e rizomas. Glicirriza em grego significa raiz doce. doce. A saponina predominante é a glicirrizina. Tem atividade anti-inflamatória, antiviral (contra o vírus do HIV) e já foi usada na cicatrização de úlceras. Hoje em dia é usado como edulcorante. Ácido glicirrético SAPONINAS Ginseng (Panax ginseng) droga: raízes. É considerado uma planta adaptógena ou agentes antiestresse ( Fármacos que aumentam a resistência não-específica do organismo ‘as influências externas como infecções e o estresse SAPONINAS Calêndula (Calendula officinalis L.) droga: flores. As saponinasestão presentes em até 6 %. Para os extratos de flores foram relatadas ações bactericida, fungistática, virucida e tricomonicida. Tem também ação cicatrizante e imunoestimulantes (devido aosimunoestimulantes (devido aos polissacarídeos). SAPONINAS Centelha (Centella asiatica L.) droga: toda a planta. Vem sendo utilizada em preparações magistrais e em cosméticos, preconizada como cicatrizante, em queimaduras e quelóides e para o tratamento de insufiência venosa crônica e lipodistrofia. Tem sido relatados casos de Tem sido relatados casos de dermatites SAPONINAS Quilaia (Quillaja saponaria Molina) droga: cascas. Tem sido descritas atividades hipocolesterêmica, imunopotenciadora para vacinas antirábicas orais, imunoestimuladora pelas vias oral e intradérmica, imunomoduladoea, adjuvante em vacinas antiparasitárias para malária e tripanossomíasemalária e tripanossomíase e estimuladora da absorção de antibióticos e peptídeos por via nasal e ocular em ratos GLICOSÍDEOS CARDIOATIVOS São esteróides presentes na natureza caracterizados pela sua alta especificidade e poderosa que ação que exercem no músculo cardíaco Robert A. Newman1; Peiying Yang; Alison D. Pawlus and Keith I. Block. Cardiac Glycosides as Novel Cancer Therapeutic Agents. Molecular Interventions, v. 8, Issue 1,2008. GLICOSÍDEOS CARDIOATIVOS TETRATERPENOS (C40) São formados a partir de duas moléculas de Pirofosfato de Geranilgeranila. TETRATERPENOS (C40) TETRATERPENOS (C40)
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