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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO COORDENAÇÃO DE PROGRAMAS DE PÓS MESTRADO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE Avaliação da citotoxicidade e óxido nítrico na ação anti hidroetanólico de UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE MEDICINA COORDENAÇÃO DE PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MEDICINA MESTRADO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE Avaliação da citotoxicidade e participação de citocinas e óxido nítrico na ação anti-inflamatória do extrato hidroetanólico de Macrosiphonia longiflora (Desf.) Mull. Arg. ANÍSIO ONÓRIO DA SILVA Cuiabá – MT 2012 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO GRADUAÇÃO EM MEDICINA de citocinas e inflamatória do extrato (Desf.) Mull. UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO COORDENAÇÃO DE PROGRAMAS DE PÓS MESTRADO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE Avaliação da citotoxicidade e óxido nítrico na ação anti hidroetanólico de Orientador: Prof. Dr. Domingos Tabajara de Oliveira Martins UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE MEDICINA COORDENAÇÃO DE PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MEDICINA MESTRADO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE Avaliação da citotoxicidade e participação de citocinas e óxido nítrico na ação anti-inflamatória do extrato hidroetanólico de Macrosiphonia longiflora (Desf.) Mull. Arg. ANÍSIO ONÓRIO DA SILVA Orientador: Prof. Dr. Domingos Tabajara de Oliveira Martins Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, para obtenção do Título de Mestre em Ciências da Saúde, Área de Farmacologia. Cuiabá – MT 2012 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO GRADUAÇÃO EM MEDICINA de citocinas e inflamatória do extrato Desf.) Mull. Orientador: Prof. Dr. Domingos Tabajara de Oliveira Martins Dissertação apresentada ao Programa Graduação em Ciências da Saúde, para obtenção do Título de Mestre em Ciências da Saúde, Área Farmacologia. Essa dissertação foi submetida como parte integrante dos requisitos à obtenção do Grau de Mestre em Ciências da Saúde, Área de Farmacologia, outorgado pela Universidade Federal de Mato Grosso e encontra-se à disposição dos interessados na Biblioteca Central da UFMT. A citação de qualquer trecho desta Dissertação é permitida, desde que seja feita de conformidade com as normas éticas. _________________________________ Anísio Onório da Silva Dissertação aprovada em: 18 / 10/2012 ______________________________________ Prof. Dr. Domingos Tabajara de Oliveira Martins (Orientador) ______________________________________ Prof. Dr. José Carlos Tavares Carvalho (Membro) ______________________________________ Prof. Dr. Fabrício Rios Santos (Membro) “Dedicado a meu pai, JOSÉ DOMINGOS DA CRUZ”(in memorian). DEDICATÓRIA À meu pai José Domingos da Cruz (in memorian), a minha mãe Ledovina Rozina da Silva. E a minha esposa Juciney da Costa Fernandes Silva e aos nossos filhos: Lucas Fernandes da Silva, Maísa Fernandes da Silva, João Fernandes da Silva, Mateus Fernandes da Silva e Amanda Fernandes da Silva. Aos meus irmãos Quirino da Silva, Martinho Jacinto da Silva (in memorian), Atanázio Zóe da Silva (in memorian), Celso Vitor da Silva e Rosangela Aparecida da Silva Santos. VI AGRADECIMENTOS Este trabalho só se tornou possível pelo empenho, participação e colaboração de um grande número de pessoas. Meu muito obrigado seria pouco pela imensa gratidão que tenho a todos. Meus mais sinceros agradecimentos: Ao Prof. Dr. Domingos Tabajara de Oliveira Martins, pela orientação a minha formação científica, dedicação incondicional, paciência, disponibilidade, profissionalismo e ensinamentos, que foram essenciais à elaboração desse trabalho, meus sinceros agradecimentos. À Universidade Federal de Mato Grosso e ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde e seus professores, pela oportunidade e pela formação acadêmica; Ao Prof. Dr. Amilcar Sabino Damazo e a Profª. Drª. Bianca Borsatto Galera, Coordenadores do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da FM/UFMT durante o período de realização deste mestrado, pelo apoio na realização do mesmo; Ao Prof. Dr. Lousã Lopes, pelo apoio, pela valiosa ajuda, pela alegria, amizade,que foram essenciais à elaboração desse trabalho; Ao Prof. Dr. Fabrício Rios Santos, pelo apoio, pela valiosa ajuda, pela alegria, amizade; Ao Profª. Drª. Márcia Goettert, pela presteza, dedicação, carinho e paciência que sempre me atendeu durante os procedimentos experimentais; A todos os professores do programa de Mestrado em Ciências da Saúde, do Programa de Pós- Graudação em Ciências da Saúde, Faculdade de Medicina, UFMT, que de uma maneira ou outra contribuíram para este trabalho com seus ensinamentos: À doutoranda e amiga Danielle Ayr, meu muito obrigado pela disponibilidade, profissionalismo, ensinamentos, incentivos e colaboração nas discussões e execuções das técnicas, que foram essenciais à elaboração desse trabalho e reforço “Amizade sincera é como as flores do campo, cresce sem necessidade de cultivo”; Aos amigos doutorandos Sikiru Oaitan Balogun,Reginaldo Ribeiro, e o mestrando Luciano Mafioletti pela amizade e colaboração nos experimentos: Ao Prof. Dr. Rogério Alexandre Nunes dos Santos e ao Prof. MSc. Carlos Alberto Balbino pela orientação nos caminhos profissionais; À doutoranda Suellen Iara Guirra Rosa, obrigado por estar sempre pronta à ajudar nas técnicas, independente do horáriocolaborando tanto com seu trabalho como com dicas valiosas; VII À doutoranda Isanete Costa Bieski pela disponibilidade sempre que fora requisitada e a doutoranda Vanessa Gazoni, pelo apoio nos experimentos; Aos colegas de mestrado Clara Mendes, Clarisse Mahon, Darley Oliveira e Lucas Olivo pela alegre e enriquecedora convivência ao longo do curso e pela valiosa colaboração durante os experimentos; Aos mestrandos Heron Torquato pelo auxílio no Laboratório de Cultura de Células e Ruberlei Godinho pela simpatia e auxílio no ensaio de citotoxicidade; AMscAlessandra Paiva Puerta Alves pela valiosa colaboração, muito grato; Aos alunos de iniciação científica, Guilherme Henrique Tanajura, Mariana Canevari de Oliveira, Thaís Bezerra Martins e João Filipe Costa Alves Pereira, pelo carinho e pelo auxílio imprescindível nos experimentos; À Tatiane Carolina (IFMT), pela sua presença e pelo trabalho árduo durante o ensaio antiedematogênico e pelo auxílio imprescindível em todos os experimentos; Às amigas mestres Elisangela Saturnino Souza Almeida, Aurea Damasceno, Solange e Clarisse Scalon, pela sua amizade e por permitir meu aprendizado junto aos seus experimentos; A Maria Cristina Fuzari, técnica do Laboratório de Farmacologia da Faculdade de Medicina da UFMT, pelo carinho e pelo apoio imprescindível nos experimentos; Ao MSc Joaquim Corsino da Silva Lima, Técnico Laboratório de Farmacologia da Faculdade de Medicina da UFMT, pelagrande ajuda apesar do pouco tempo de convivência; Às secretáriasKeylla Okada e Hélida Leseuxdo Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Faculdade de Medicina da UFMT pelas orientações administrativas; Às agências de fomento CAPES, CNPq e FAPEMAT pelo auxílio financeiro, essenciais ao desenvolvimento do projeto de pesquisa; Ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Áreas Úmidas (INCT INAU) e Centro de Pesquisa do Pantanal (CPP) pelo apoio financeiro; Ao Comitê de Ética em Pesquisa Animal (CEPA/UFMT), pela análise e aprovação de meu projeto; Ao Prof. MSc Benedito Luis Figueredo, Coordenador do Biotério Central da Universidade Federal de Mato Grosso, pelo fornecimento dos animais utilizados nos experimento. VIII “Viva e deixa viver.” (Popular) XIX SUMÁRIO I. INTRODUÇÃO.................................................................................................................................21 1.1 A importancia das plantas medicinais..............................................................................................21 1.2 Mato Grosso......................................................................................................................................24 1.3 Macrosiphonia longiflora (Desf) Mull. Arg.....................................................................................27 1.4 Processo inflamatório......................................................................................................................29 1.4.1 Aspectos gerais da resposta inflamatória.......................................................................................29 1.4.2 Resposta imunológica inata...........................................................................................................30 1.4.3 Mediadores do processo inflamatório............................................................................................33 1.4.4 Aminas vasoativas.........................................................................................................................34 1.4.5 Substâncias plasmáticas.................................................................................................................35 1.4.6 Citocinas e quimiocinas.................................................................................................................36 1.4.7. Metabólitos do ácido araquidônico...............................................................................................38 1.4.8 Óxido nítrico (NO).........................................................................................................................39 1.5 Anti-inflamatórios de uso corrente...................................................................................................41 II. JUSTIFICATIVA............................................................................................................................44 III. OBJETIVOS...................................................................................................................................45 3.1 Geral..................................................................................................................................................46 3.2 Especícificos.....................................................................................................................................45 IV. MATERIAL E MÉTODOS...........................................................................................................46 4.1 Material.............................................................................................................................................46 4.1.1 Material botânico...........................................................................................................................46 4.1.2 Animais experimentais..................................................................................................................47 4.1.3 Linhagem Celular..........................................................................................................................47 4.1.4 Drogas, reagentes, materiais e corantes.........................................................................................47 4.1.5 Equipamentos.................................................................................................................................50 4.2 Métodos............................................................................................................................................51 4.2.1 Obtenção do extrato.......................................................................................................................51 X 4.2.2 Ensaio de citotoxicidade................................................................................................................51 4.2.3 Avaliação da atividade anti-inflamatória em modelos de inflamação aguda in vivo....................52 4.2.3.1 Edema de pata por carragenina 1 %............................................................................................52 4.2.3.2 Edema de pata por dextrana 1,5 %.............................................................................................52 4.2.3.3 Pleurisia induzida por carragenina 2 %......................................................................................53 4.2.3.4 Indução da migração de neutrófilos p/ a cavidade peritoneal induzida por LPS em camundongos..........................................................................................................................................53 4.2.4 Participação de citocinas e NO no efeito anti-inflamatório in vivo...............................................54 4.2.4.1 Dosagem de citocinas nos lavados coletados.............................................................................54 4.2.4.2 Dosagem de NO nos lavados coletados......................................................................................54 4.2.5 Participação do NO nítrico no efeito anti-inflamatório in vitro.....................................................54 4.2.5.1 Indução da resposta inflamatória em macrófagos murinos........................................................54 4.2.5.2 Dosagem de nitrito em macrófagos murinos estimulados por LPS............................................55 4.3 Análises estatísticas..........................................................................................................................55 V. RESULTADOS................................................................................................................................56 5.1 Ensaio de citotoxicidade...................................................................................................................56 5.2 Avaliações da atividade anti-inflamatória aguda..............................................................................57 5.2.1 Edema de pata induzida por carragenina.......................................................................................57 5.2.2 Edema de pata induzida por dextrana............................................................................................58 5.2.3 Pleurisia induzia por carragenina 2 %...........................................................................................59 5.2.4 Peritonite induzida por LPS...........................................................................................................61 5.2.4.1 Número total de células..............................................................................................................615.2.4.2 Contagem diferencial de neutrófilos...........................................................................................62 5.3 Avaliação da participação de citocinas no efeito anti-inflamatório do EHMl..................................64 5.3.1 Determinação da concentração de TNF-α no lavado pleural de ratos com pleurisiainduzida por carragenina.........................................................................................................................64 5.3.2 Determinação da concentração de IL-17 no lavado pleural de ratos com pleurisia induzida por carragenina..............................................................................................................................................65 5.3.3 Determinação da concentração de TNF-α no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida por LPS....................................................................................................................................66 XI 5.3.4 Determinação da concentração de IL-1β no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida por LPS....................................................................................................................................67 5.3.5 Determinação da concentração de IL-10 no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida por LPS....................................................................................................................................68 5.3.6 Determinação da concentração de IL-17 no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida por LPS...................................................................................................................................69 5.4 Avaliação da participação do óxido nítrico no efeito anti-inflamatório in vivo...............................70 5.4.1 Dosagem de óxido nítrico no lavado pleural.................................................................................70 5.4.2 Dosagem de óxido nítrico no lavado peritoneal............................................................................71 5.5 Avaliação da participação do óxido nítrico no efeito anti-inflamatório in vitro.............................72 5.5.1 Dosagem de nitrito em macrófagos murinos estimulados por LPS...............................................72 VI. DISCUSSÃO...................................................................................................................................74 VII. CONCLUSÃO...............................................................................................................................84 VIII. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA...........................................................................................85 IX. ANEXOS.........................................................................................................................................94 XII LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS AA Ácido araquidônico Ab Azul de Alamar AIEs Anti-inflamatório esteroidal AINEs Anti-inflamatório não esteroidal AMPc Monofosfato de adenosina cíclico ANOVA Análise de variância uma via ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária ATP Adenosina trifosfato CHO-K1 Células de ovário de hamster chinês CI50 Concentração inibitória 50% cNOS Óxido Nítrico Sintase constitutiva COX Cicloxigenase COX 1 Ciclo-oxigenase 1 COX 2 Ciclo-oxigenase 2 COX 3 Ciclo-oxigenase 3 DMEM Dulbecco Modified Eagle’s Medium Hepes Modification DOXO Doxorrubicina EP Erro padrão EDTA Ácido etilenodiaminotetracético eNOS Óxido nítrico sintase endotelial ERRO Espécie reativa de oxigênio HAM Nutrient Mixture F-10 HAM IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis IFN-γ Interferon gama IL-10 Interleucina 10 IL-17 Interleucina 17 IL-1β Interleucina 1β IL-23 Interleucina 23 IL-4 Interleucina 4 IL-6 Interleucina 6 IL-8 Interleucina 8 iNOS Óxido Nítrico Sintase induzida L-arg L-arginina L-NAME Éster metílico de NG-nitro-L-arginina LPS Lipopolissacarídeo LT Leucotrieno LTB4 Leucotrieno B4 MIP-1α Proteína Inflamatória de macrófago 1-alfa NAC N-acetilcisteína NADPH Nicotinamida adenine dinucleotídeo NF-κB Fator nuclear-Kappa B XIII nNOS Óxido Nítrico Sintase neuronal NO Óxido nítrico NOS Óxido Nítrico Sintase OMS Organização Mundial de Saúde PAF Fator de agregação plaquetária PDGF Fator de crescimento derivado de plaqueta PGE2 Prostaglandina E2 PGI2 Prostaglandina I PGs Prostaglandinas PK Proteinaquinase PKA Proteína quinase A PKC Proteína quinase C PLC Fosfolipase C RDC Resolução de Diretoria Colegiada RENISUS Relação Nacional de Plantas Medicinais de Interesse ao SUS TGF-α Fator de crescimento transformante alfa TNF-α Fator de necrose tumoral alfa TX Tromboxana VEGF Fator de crescimento endotelial vascular XIV LISTA DE FIGURAS Figura 1. Biomas brasileiros, com destaque para o Cerrado (em verde).................................25 Figura 2.Macrosiphonia longiflora (partes usadas)................................................................28 Figura 3.Macrosiphonia longiflora, habiitat natural (Cerrado de Acorizal-MT)..................28 Figura 4. Vários alvos envolvidos no processo da cascata inflamatória..................................33 Figura 5. Representação esquemática mostrando a via sintética de produção de óxido nitrico (NO)...............................................................................................................................39 Figura 6. Foto da exsicata de Macrosiphonia longiflora (Desf.) Müll. Arg..........................45 Figura 7. Avaliação EHMl para a viabilidade de células (CHO-K1) pela capacidade de oxi- redução do Azul de Alamar......................................................................................................55 Figura 8. Efeito do EHMl sobre o edema de pata induzido pela injeção intraplantar de carragenina 1% em ratos...........................................................................................................56 Figura 9. Efeito do EHMl sobre o edema de pata induzido por dextrana 1,5 % em ratos.......57 Figura 10. Efeito do EHMl sobre o volume de exsudato (mL) obtido no lavado pleural de ratos com pleurisia induzida por carragenina 2%.....................................................................69 Figura 11. Efeito do EHMl sobre o número total de leucócitos (x 106) quantificados no lavado pleural de ratos com pleurisia induzida por carragenina 2%.........................................60 Figura 12. Efeito do EHMl sobre o número total de leucócitos presentes no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida por LPS..................................................................61 Figura 13. Efeito do EHMl sobre o número de neutrófilos presentes no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida por LPS.......................................................................62 Figura 14. Efeito do EHMl 20 sobre a concentração do fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) presentes no lavado pleural de ratos com pleurisia induzida por carragenina 2%...................63 Figura 15. Efeito do EHMl sobre a concentração da interleucina 17 (IL-17) presente no lavado pleural de ratos com pleurisia induzida por carragenina 2 %.......................................64 Figura 16. Efeito do EHMl 20 sobre a concentração do TNF-α presentes no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida................................................................................65 Figura 17. Efeito do EHMl sobre aconcentração de IL-1β presente no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida por LPS.......................................................................66 Figura 18. Efeito do EHMl sobre a concentração de IL-10 presente no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida por LPS.......................................................................67 XV Figura 19. Efeito do EHMl sobre a concentração de IL-17 presente no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida por LPS.......................................................................68 Figura 20. Efeito do EHMl sobre a concentração de nitrito (NO2-) quantificada no lavado pleural de ratos com pleurisia induzida por carragenina 2 % ..................................................69 Figura 21. Efeito do EHMl sobre a concentração de nitrito (NO2-) quantificada no lavado peritoneal de camundongos com peritonite induzida por LPS.................................................70 Figura 22. Efeito do EHMl sobre a produção de nitrito (NO2�) quantificada no sobrenadante de macrófagos estimulados com lipopolissacarídeo + interferon gama (LPS + IFN-γ) em 24 horas..........................................................................................................................................72 XVI LISTA DE QUADROS Quadro1. Drogas, reagentes e corantes utilizados nos ensaios biológicos/farmacológicos..47 Quadro 2. Materiais permanentes e equipamentos utilizados nos ensaios biológicos............49 XVII LISTA DE ANEXOS ANEXO 1. Solicitação do SISBIO/IBAMA...........................................................................94 ANEXO 2.Oficio do Herbário Central com o número da exsicata.........................................95 ANEXO 3.Oficio à CEPA.......................................................................................................96 ANEXO 4. Tabelas com dados referentes aos resultados experimentais.................................97 XVIII RESUMO AVALIAÇÃO DA CITOTOXICIDADE E PARTICIPAÇÃO DE CITOCINAS E ÓXIDO NÍTRICO NA AÇÃO ANTI-INFLAMATÓRIA DO EXTRATO HIDROETANÓLICO DE Macrosiphonia longiflora (DESF.) MULL. ARG. Silva, Anísio Onório da. Dissertação apresentada à Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Mato Grosso, para a obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde, Área de Farmacologia. Orientador: Prof. Dr. Domingos Tabajara de Oliveira Martins. Palavras-chaves: Macrosiphonia longiflora, citotoxicidade, inflamação, citocinas, óxido nítrico. Macrosiphonia longiflora (A. St.-Hil.) Müll. Arg. (Apocynaceae) conhecida popularmente como "velame" ou "velame branco", é um subarbusto nativo que cresce no Cerrado brasileiro. A planta é amplamente utilizada na medicina tradicional nas formas de decocção e infusão, principalmente como anti-inflamatória, depurativa, antisifilítica, antireumática e antiúlcera. Há carência na literatura de informação sobre avaliação da atividade farmacológica de Macrosiphonia longiflora em animais experimentais. Este estudo teve como objetivo avaliar o perfil farmacológico anti-inflamatório do extrato hidroetanólico de Macrosiphonia longiflora (Desf.), em modelos experimentais de inflamação aguda in vivo e in vitro. Assim, como a participação de citocinas e do óxido nítrico no seu mecanismo de ação. O extrato hidroetanólico de Macrosiphonia longiflora70% (EHMl) foi preparado por maceração. O potencial citotóxico de EHMl em células do ovário de hamster chinês (CHO-K1) linhas de células epiteliais, foi avaliada usando o método de Alamar Blue. A atividade anti-inflamatória foi avaliada por edema de pata induzidos com carragenina e dextrana e pleurisia induzida pela carragenina em ratos e peritonite induzidos por lipopolissacarídeos (LPS) em camundongos. Efeitos do EHMl sobre as concentrações de citocinas inflamatórias (IL-1β, IL-10, IL-17, INF- γ e TNF-α) nos fluidos pleural e peritoneal e de óxido nítrico na ação anti-inflamatória foram avaliados utilizando o método de Griess e kits de ELISA respectivamente. No estudo de citotoxicidade o EHMl mostrou CI50 de 174,36 ± 8,35 µg/mL. Eficazmente inibiu (p<0,05) o edema de pata por carragenina (3h) e por dextrana (2h) após a indução com os agentes flogísticos. Além disso, o EHMl também diminuiu significativamente o volume deexsudato e migração de leucócitos na pleurisia induzida por carragenina, e de neutrófilos induzida por LPS em peritonite. A avaliação do envolvimento de citocinas inflamatórias demonstrou diminuição significativa nos níveis de IL-1β e IL-10 no lavado peritoneal, e o nível de IL-17 não foi afetado no modelo de peritonite, mas sim no modelo de pleurisia, diminuindo IL-17. EHMl não teve nenhum efeito sobre os níveis de fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) presentes nos lavados. A concentração de óxido nítrico (NO), avaliado através da mensuração de nitrito (NO2--), mostrou que o pré-tratamento com EHMl reduziu significativamente NO na lavagem da cavidade peritoneal e pleural e em células RAW 264.7 estimuladas com LPS e interferon gama (INF-γ). Portanto, os resultados obtidos neste estudo indicam a ausência de efeitos citotóxicos de EHMl juntamente com os seus evidentes efeitos anti-inflamatórios, tanto in vivo e in vitro, em modelos de inflamação aguda. O efeito anti-inflamatório está relacionado em parte com a inibição de liberação de IL-1β, IL-10, IL-17 e óxido nítrico e que, não depende da diminuição dos níveis de TNF-α. O presente estudo forneceu evidência de suporte para a utilização popular de EHMl no tratamento de condições inflamatórias, e ainda avança sobre as possíveis funções de citocinas inflamatórias em seus mecanismos de ação como agentes anti-inflamatórios. XIX ABSTRACT EVALUATION OF CYTOTOXICITY AND PARTICIPATION OF CYTOKINES AND NITRIC OXIDE IN THE ANTI-INFLAMMATORY ACTION OF THE HYDROETHANOLIC EXTRACT OF Macrosiphonia longiflora (Desf.) Müll. Arg. Silva, Anísio Onório da. Dissertation presented to the Coordination of the Post- Graduation Programs in Medicine of Faculty of Medical Science of Federal University of Mato Grosso, as requirement for the Master Degree in Health Science, Pharmacology field. Advisor: Domingos Tabajara de Oliveira Martins. Keywords: Macrosiphonia longiflora, cytotoxicity, inflammation, cytokines, nitric oxide. Macrosiphonia longiflora (A. St.-Hil.) Müll. Arg (Apocynaceae) popularly known as ‘velame’ and ‘velame branco’, is a native subshrub that grows in the Brazilian Cerrado. The plant is widely used in traditional medicine in the form of decoction and infusion, particularly as anti-inflammatory, depurative, anti-rheumatic, antisyphilitic and antiulcer agent. There is available information in the literature that has addressed the pharmacological activity of Macrosiphonia longiflora in experimental animals. This study aimed to evaluate the anti- inflammatory pharmacological profile of the hydroethanolic extract of Macrosiphonia longiflora (Desf.), using in vivo and in vitro acute inflammation experimental models. As well, as investigate the cytokines and nitric oxide participation in its mechanism of action. Hydroethanolic (70%) extract of Macrosiphonia longiflora (HEMl) was prepared by maceration. The cytotoxic potential of HEMl in Chinese hamster ovary (CHO-K1) epithelial cell lines was evaluated using Alamar Blue method. Anti-inflammatory activity was evaluated with carrageenan and dextran –induced paw edemas and carrageenan-induced pleurisy in rats and lipopolysaccharide (LPS)-induced peritonitis in mice. Effects of HEMl on the inflammatory cytokines (IL-1β, IL-10,IL-17, INF-γ and TNF-α) concentrations in the pleural and peritoneal fluid and nitric oxide in the anti-inflammatory effects were assessed using ELISA kits and Griess method respectively. In the cytotoxicity study, IC50 of HEMl was 174.36 ± 8.35 mg / mL. It effectively inhibited (p<0.05) paw edema by carrageenan (3rd h), and by dextran (2nd h) after induction with the phlogistic agents. Furthermore, HEMl also significantly reduced exudates volume and leukocyte migration in the carrageenan-induced pleurisy and LPS-induced peritonitis, neutrophils counts in LPS-induced peritonitis. Evaluations of involvement of the inflammatory cytokines demonstrated significant decrease in the levels of IL-1β and IL-10 levels in the peritoneal lavage, IL-17 level was not affected in the peritonitis model, but rather in the pleurisy model. HEMl had no effect on the levels of tumor necrosis factor alpha (TNF-α) present in the lavages. The concentration of nitric oxide (NO) as assessed by measurement of nitrite (NO2-), showed that pretreatment with HEMl reduced significantly NO in the peritoneal and pleural lavage and in RAW 264.7 cells stimulated with LPS and interferon gamma (INF-γ). The results obtained in this study indicate lack of cytotoxic effects of HEMl coupled with its evident anti-inflammatory effects in both the in vivo and in vitro models of acute inflammation. The anti-inflammatory effect is partly related to inhibition of IL-1β, IL-10, IL-17 and nitric oxide releases and does not depend on the inhibition of TNF-α. The current study provided supportive evidence for the popular use of HEMl in the treatment of inflammatory conditions, and further shed more light on the possible roles of the inflammatory cytokines in its mechanisms of action as anti- inflammatory agents. XX 21 I. INTRODUÇÃO 1.1 A importância das plantas medicinais O reino vegetalabrangeuma grande variedade deplantas que possuemmoléculas biologicamenteativas devalor medicinal.Muitasdessasmoléculasderivadas de plantastêm sido isoladas, identificadas e introduzidas com sucessonos mercados internacionaispor indústriasfarmacêuticasque estãona sua maior partelocalizadanos países desenvolvido. As pesquisas com plantas medicinais devem ser incentivadas, afinal, elas podem levar à reorganização das estruturas de uso dos recursos naturais, em vista da necessidade de sua extração estar associada aos planos de manejo e à elevação do Produto Interno Bruto – PIB, visto que há grande tendencia mundial de aumento na utilização de fitoterápicos. Os remédios tradicionais, incluindo os fitoterápicos, têm sido, e continuam sendo, utilizados em todos os países. Nos países em desenvolvimento, 70-95% da população dependem desses medicamentos tradicionais para os cuidados primários. Os produtos naturais têm sido reconhecidos desde há muito como importantes fontes de medicamentos terapeuticamente eficazes. As plantas oferecem uma vasta fonte de compostos que apresentam diferentes efeitos no ser humano (BARBOSA FILHO, 2006). Das 520 novas drogas aprovadas entre 1983 e 1994, 39% são produtos naturais ou derivados de produtos naturais, e 60-80% das drogas antibacterianas e anticancerígenas também foram derivadas de produtos naturais. As plantas medicinais foram incorporadas pela medicina moderna, pois, além da utilização direta como agentes terapêuticos, servem como matéria-prima para a elaboração de compostos semissintéticos mais complexos. As estruturas químicas de origem vegetal podem ser utilizadas como protótipos para modelagem de novos produtos sintéticos ou utilizadas como marcadores taxonômicos na busca por novos compostos (YUNES et al., 2001). O consumidorimpulsionado, especialmente os idosos de classe média, num movimento denominado "retorno à natureza", motivado pela combinação de folclore, pesquisas científicas e mídia, procurando a medicina naturalpara a manutenção de sua saúde. Levou à expansão, impressionante, nos últimos tempos, do mercado de drogas vegetais e derivados. As vendas anuais de medicamentos derivados das plantas estão entre 7,5bilhões nos EUAe 108$bilhões em todo o mundo, o último númerorepresenta vendas demedicamentosprocessados.Com uma taxade crescimento anual de5-15%,como 22 projetadopelo Banco Mundial, o tamanho do mercadoatual é decerca de 60bilhões de dólares porano.Uma expansão, ainda maior, em escala global,está prevista para aprimeira metade desseséculo. Diversos laboratórios do mundo têm se preocupado com pesquisas de novos fármacos de origem natural e já se tem o resultado encorajador de que cerca de 120 drogas comercializadas são obtidas de plantas e um grande número de atividades terapêuticas é mediado por estas drogas. A utilização de plantas medicinais como recurso terapêutico é uma tendência generalizada na medicina popular brasileira. Esta tendência tem contribuído significativamente para o consumo não só de plantas medicinais, como também de medicamentos fitoterápicos. (MCKENZIE, 2000). A Organização Mundial de Saúde criou o Programa de Medicina Tradicional (OMS, 2002) que recomenda aos estados membros, o desenvolvimento de políticas públicas para facilitar a integração da medicina tradicional e da medicina complementar alternativa nos sistemas nacionais de atenção à saúde, assim como promover o uso racional dessa integração. Com isso, crescem em importância os estudos para desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas eficazes e acessíveis as populações de baixa renda, sendo as plantas medicinais, aliadas extremamente úteis, pois fornecem extratos e compostos químicos isolados, cujas propriedades farmacológicas vêm sendo demonstradas em inúmeros trabalhos científicos de várias partes do mundo. Como estratégia global para a medicina tradicional e a medicina complementar e alternativa para os anos de 2002 a 2005, a OMS reforçou o compromisso de estimular o desenvolvimento de políticas públicas a fim de inseri-las no sistema oficial de saúde dos seus 191 Estados-membros. Em maio de 2005, a entidade publicou o documento Política Nacional de Medicina Tradicional e Regulamentação de Medicamentos Fitoterápicos, em se que discute a situação mundial a respeito das políticas de MT e fitoterápicos, inclusive o Brasil. A inclusão brasileira decorre do fato do país ter a maior diversidade genética vegetal do mundo, com cerca de 55.000 espécies catalogadas de um total estimado entre 350.000 e 550.000 espécies e, também, por possuir ampla tradição do uso das plantas medicinais, vinculada ao conhecimento popular, transmitido oralmente por gerações (BRASIL, 2006b). No Brasil, 84% dos fármacos são importados e 60% dos que são produzidos aqui são consumidos por apenas 23% da população, o que faz com que os remédios a base de plantas 23 medicinais, sejam a principal fonte de medicamentos para a maioria do povo brasileiro (ELISABETSKY, 1991). No Brasil, a política de plantas medicinais e fitoterápicas remonta de 1981, por meio da Portaria nº 212, de 11 de setembro, do Ministério da Saúde que, em seu item 2.4.3, define o estudo das plantas medicinais como uma das prioridades de investigação clínica e, em 1982, o Ministério da Saúde lançou o Programa de Pesquisa de Plantas Medicinais da Central de Medicamentos (PPPM/CEME) visando a pesquisa e o desenvolvimento de fitoterápicos, com base no real valor farmacológico de preparações de uso popular, à base de plantas medicinais (BRASIL-ANVISA, 2011). Ao longo dessa trajetória várias políticas envolvendo plantas medicinais e fitoterápicos foram implantadas destacando, mais recentemente, o decreto 5.813, de 22 de junho de 2006, com instituição da Política Nacional de Plantas Medicinais, e o seu programa instituído pela portaria interministerial 2960, de 09 de dezembro de 2008, e a portaria971 de 03 de maio de 2006, que insere as práticas integrativas e complementares no Sistema Único de Saúde (SUS) (BRASIL, 2011). Com vistas a atingir o objetivo da Politica Nacional de Plantas e Fitoterápicos que visa “garantir à população brasileira o acesso seguro e o uso racional de plantas medicinais e fitoterápicos, promovendo o uso sustentável da biodiversidade, o desenvolvimento da cadeia produtiva e da indústria nacional”, foi aprovado o Programa Nacional de Planta Medicinal e Fitoterápico (PNPMF) pela portaria Interministerial nº 2.960/2008 (BRASIL, 2006b). O programa foi construído com a participação do governo e da sociedade e os gestores definiram prazos e recursos para as ações estabelecidas, com a finalidade de desenvolver as diretrizes e subdiretrizes da Política. Para abranger toda a cadeia produtiva de plantas medicinal e fitoterápica, as ações foram distribuídas nos eixos: regulamentação, recursos humanos, pesquisa, desenvolvimento e inovação (PD&I), informação/comunicação, SUS, conhecimento tradicional e popular, cultivo e manejo de plantas medicinais, produção de fitoterápicos, cadeia produtiva e recursos/financiamento (NASCIMENTO JUNIOR et al., 2010). Considerando que a cadeia produtiva de plantas medicinal e fitoterápica tem interface com diversas áreas do conhecimento e demandam ações multidisciplinares, em seu papel institucional, o Ministério da Saúde vem desenvolvendo diversas ações com outros órgãos governamentais e não governamentais no sentido de elaborar políticas públicas voltadas à 24 inserção de plantas medicinais e da fitoterapia no SUS e ao desenvolvimento do setor (BRASIL, 2006b). A Relação Nacional de Plantas Medicinais de Interesse ao SUS (Renisus) é composta por 71 espécies vegetais, de origem nativa ou exótica adaptada, já utilizada por vários serviços de saúde estaduais e municipais, a partir do conhecimento tradicional e popular e de estudos químicos e farmacológicos disponíveis (BRASIL, 2009b). No entanto, a grande deficiência dos laboratórios de pesquisa em universidades e centros de pesquisa nacionais na área de farmacologia pré-clínica, o reduzido número de pesquisadores na área nessas instituições, a ausência de biotérios de padrão internacional, dificuldades na aquisição de reagentes e equipamentos do exterior e a ausência, até recentemente, de uma política governamental sobre os fitoterápicos são apontados como fatores dificultando no desenvolvimento da pesquisa no Brasil (CALIXTO & SIQUEIRA JR, 2008). 1.2 Mato Grosso O Estado de Mato Grosso é detentor de megabiodiversidade, tanto em nível macro de biomas, quanto micro de espécies. Esta diversidade de biomas propicia então uma grande quantidade de habitats diferenciados que abrigam uma abrangência de espécies com características próprias e específicas ao seu ambiente. Esta diversidade de condições bióticas e abióticas faz com que o elemento humano presente na região também possa caracterizar-se e expressar-se de forma distinta dependendo das condições de cada município e sub-região. Por isso, pode-se constatar que Mato Grosso possui uma gama de manifestações culturais bastante diversificadas, cada qual com um ambiente bastante peculiar de ocupação. Mesmo sendo um estado com biomas (Pantanal, Cerrado e Floresta Amazônica) tão importantes, os avanços desenfreados e desmedidos do processo de mecanização da agricultura, do crescimento de áreas de monocultura, das queimadas não controladas e da extração madeireira sem manejo, estão levando à erosão e destruição dos recursos genéticos. Esses acontecimentos põem em risco o próprio processo natural de reconstituição da vegetação e de manutenção das populações que nela vivem (MORAIS et al., 2002). Com isso, Mato Grosso apresenta-se como uma área de extrema importância para o desenvolvimento de estudos etnobotânicos, pois possui cerca de 422.125 km2 de Cerrado brasileiro (PEREIRA et al., 1991), sendo, portanto, o Estado que detém a maior parte deste bioma no Brasil. O Cerrado é o mais brasileiro dos biomas sul algumas pequenas áreas na Bolívia e no Paraguai, ele está totalmente inserido no território nacional. Está localizado basicamente no planalto central (Figura 1) e é considerado um complexo de vegetação de grande heterogeneidade savânica com maior diversidade vegetal do mundo, especialmente quando se consideram as espécies lenhosas (PROENÇA A flora do Cerrado é uma das mais diversas do mundo, possuindo alto grau de endemismo (40%) e riqueza de espécies. Es aves e 161 de mamíferos habitem o Cerrado (SANO & ALMEIDA, 1998). Figura 1. Biomas brasileiros, com destaque para o Cerrado (em verde). Fonte: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Agencia16/AG01/arvore/AG0123911200 585232.html, em 10/09/2012. O clima deste grande ecossistema caracteriza seca (de maio a setembro) e outra chuvosa. O Cerrado típico é constitu disseminadas em meio a arbustos, subarbustos e uma vegetação baixa constituída, em geral, por gramíneas. Sendo assim, o Cerrado contém basicamente dois estratos: um superior formado por árvores e arbustos dotados de raízes profundas que lhes permitem atingir o lençol freático, situado entre 15 a 20 m; e um inferior composto por um tapete de gramíneas de ., 1991), sendo, portanto, o Estado que detém a maior parte deste O Cerrado é o mais brasileiro dos biomas sul-americanos, pois, excetuando algumas pequenas áreas na Bolívia e no Paraguai, ele está totalmente inserido no território nacional. Está localizado basicamente no planalto central (Figura 1) e é considerado um de grande heterogeneidade fito fisionômica savânica com maior diversidade vegetal do mundo, especialmente quando se consideram as espécies lenhosas (PROENÇA et al., 2000). A flora do Cerrado é uma das mais diversas do mundo, possuindo alto grau de endemismo (40%) e riqueza de espécies. Estima-se que 10 mil espécies de vegetais, 837 de aves e 161 de mamíferos habitem o Cerrado (SANO & ALMEIDA, 1998). Biomas brasileiros, com destaque para o Cerrado (em verde). Fonte: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Agencia16/AG01/arvore/AG0123911200 585232.html, em 10/09/2012. O clima deste grande ecossistema caracteriza-se por duas estações bem definidas, uma seca (de maio a setembro) e outra chuvosa. O Cerrado típico é constituído por árvores relativamente baixas (até 20 m), esparsas, disseminadas em meio a arbustos, subarbustos e uma vegetação baixa constituída, em geral, por gramíneas. Sendo assim, o Cerrado contém basicamente dois estratos: um superior rbustos dotados de raízes profundas que lhes permitem atingir o lençol freático, situado entre 15 a 20 m; e um inferior composto por um tapete de gramíneas de 25 ., 1991), sendo, portanto, o Estado que detém a maior parte deste americanos, pois, excetuando-se algumas pequenas áreas na Bolívia e no Paraguai, ele está totalmente inserido no território nacional. Está localizado basicamente no planalto central (Figura 1) e é considerado um fito fisionômica, sendo a formação savânica com maior diversidade vegetal do mundo, especialmente quando se consideram as A flora do Cerrado é uma das mais diversas do mundo, possuindo alto grau de se que 10 mil espécies de vegetais, 837 de aves e 161 de mamíferos habitem o Cerrado (SANO & ALMEIDA, 1998). Biomas brasileiros, com destaque para o Cerrado (em verde). Fonte: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Agencia16/AG01/arvore/AG0123911200 se por duas estações bem definidas, uma ído por árvores relativamente baixas (até 20 m), esparsas, disseminadas em meio a arbustos, subarbustos e uma vegetação baixa constituída, em geral, por gramíneas. Sendo assim, o Cerrado contém basicamente dois estratos: um superior rbustos dotados de raízes profundas que lhes permitem atingir o lençol freático, situadoentre 15 a 20 m; e um inferior composto por um tapete de gramíneas de 26 aspecto rasteiro, com raízes pouco profundas, no qual a intensidade luminosa que as atinge é alta, em relação ao espaçamento. A típica vegetação que ocorre no Cerrado possui seus troncos tortuosos, de baixo porte, ramos retorcidos, cascas espessas e folhas grossas. Os estudos efetuados consideram que a vegetação nativa do Cerrado não apresenta essa característica pela falta de água, pois, ali se encontra uma grande e densa rede hídrica – mas sim, devido a fatores de solo, como o desequilíbrio no teor de micronutrientes, a exemplo do alumínio (MENDONÇA et al., 1998). Em uma extensa compilação referente à diversidade do Cerrado brasileiro foram apontados 6.671 táxons nativos, distribuídos em 170 famílias e 1.140 gêneros (MENDONÇA et al., 1998). Nesse trabalho ainda são relatados 11 táxons novos, conseqüentes às excursões realizadas para tal pesquisa. Porém, os autores acrescentam que a flora do bioma Cerrado ainda é pouco conhecida. Ainda há carência de estudos voltados para a identificação de plantas úteis do Cerrado, principalmente quando comparada à diversidade e à área ocupada. O desconhecimento de sua riqueza e possibilidades se agrava quando estimativas indicam que cerca de 40% do bioma já tenha sido devastado (RATTER et al., 1997) e considerando que o Cerrado possui somente 1,5% de sua extensão protegida por lei, sendo atualmente a vegetação em maior risco no país (KAPLAN et al.,1994). É preciso considerar que os recursos naturais oferecidos por ele, uma vez extintos, estarão indisponíveis às futuras gerações. Entre esses, pode-se considerar o recurso terapêutico oferecido pelas plantas medicinais. Nos últimos vinte anos no Brasil, país com a maior diversidade vegetal do mundo, o número de informações sobre plantas medicinais tem crescido apenas 8% anualmente (BRITO & BRITO, 1993). Isso mostra que em um país biologicamente tão rico, mas com ecossistemas tão ameaçados, pesquisas com plantas medicinais devem ser incentivadas (PLOTKIN, 1991). Afinal, elas poderiam levar à reorganização das estruturas de uso dos recursos naturais (em vista da necessidade de sua extração estar associada aos planos de manejo) e à elevação do PIB, visto que há grande tendência mundial de aumento na utilização de fitoterápicos. Os atores Gottlieb & Borin (1994) relatam que há possivelmente mais espécies vegetais (diversidade específica) em áreas amostrais de Floresta Amazônica que nas de Cerrado de mesmo tamanho, salientando, porém que a diversidade taxonômica é certamente muito maior no último. Esta diversidade é relativa aos táxons mais elevados (gênero, família e ordem), mostrando a importância do Cerrado para pesquisas com plantas medicinais. Isto porque, quanto maior for a diversidade taxonômica em níveis superiores, 27 maior é o distanciamento filogenético entre as espécies e maior é a diferença e diversidade química entre elas (GOTTLIEB & BORIN, 1994). Por isso, a gama e o potencial de compostos bioativos produzidos pelas espécies do advinda do Cerrado seriam maiores que as da Floresta Amazônica. Isto se evidencia quando os autores Kaplan et al., (1994) afirmam que, utilizando se o mesmo método de extração fitoquímica, há diferenças muito contrastantes, visto que as espécies de Mata Atlântica apresentam pequeno número de compostos em grandes quantidades e as do Cerrado, grande número de compostos estreitamente relacionado, mas em quantidades tão pequenas que só poderiam ser identificados por análise espectral. Foram realizados estudo da atividadeanti-inflamatóriadas várias plantasdo Cerrado.Asplantas incluemStryphnodendron adstringens (Mart.) Coville (barbatimão) Cariniana rubra Miers (jequitibá-vermelho), Byrsonima intermedia A. Juss. (murici-do- campo), Casearia sylvestris Swartz(erva-de- bugre),Cupania vernalis Cambess (camboatã),Serjania lethalis A. St.-Hil. (cipó-timbó),Macrosiphonia velame (A. St.-Hil.) M. Arg. (velame-branco), Echinodorus macrophyllus (Kunth) Micheli(chapéu-de-couro), Bowdichia virgilioides Kunth. (sucupira-preta), entre outras (Lima et al., 1998; Rangel et al., 2010; Ribeiro et al., 2010; Barros et al., 2010). Fitoterápicos são medicamentos a partir de plantas medicinais obtidos empregando-se exclusivamente derivados de droga vegetal (extrato, tintura, óleo, cera, exsudato, suco, e outros) (BRASIL, 2004). Ao contrário de medicamentos alopáticos modernos, em que o princípio ativo é único e atua, em geral, em uma via específica (monoalvo), os medicamentos fitoterápicos funcionam de forma que dependem de uma abordagem orquestral. A planta contém grande número de moléculas diferentes que atuam sinergicamente em diferentes vias celulares, tornando a resposta mais complexa e integral (multialvo). 1.3 Macrosiphonia longiflora (Desf) Mull. Arg. O gênero Macrosiphonia foi estabelecido por Muller em 1860, e é derivado do grego (macro = grande; siphon = tubo) referindo-se ao comprimento do tubo da corola. Este gênero apresenta 10 espécies na América, sendo que 5 espécies são encontradas no México e Estados Unidos e, outras 5 espécies Brasil, Paraguai, Uruguai, Bolívia e Argentina (MÜLLER, 1860; BARBAN, 1985). 28 M. longiflorapertence à família Apocynaceae, está inserida à ordem Gentianales, a qual inclui 4.555 espécies em 415 gêneros (BARBAN, 1985). É um subarbusto ereto, simples ou ramificado com altura média de 20 – 40 cm, muito raramente até 1m de altura, seus ramos são densamente albolanatos. Apresenta folhas com pecíolo de 0,2-1,0 cm de comprimento, lanoso, opostas cruzadas, oblongo-lanceoloadas, base obtusa e ápice acuminado, lâmina com 3,9 – 6,5 cm e comprimento de 1 – 4,2 cm de largura, membranácea, inteira, face superior inteiramente coberta por pelos albolanosos, face inferior com nervuras proeminentes e densa lanugem branco-amarelada (FALLEN, 1986), conforme vistos nas Figuras 2 e 3. Possui inflorescência terminal, quando florida, produz látex branco. Pendúculo com 2-8 cm de comprimento, brácteas filiformes e pilosas. Cálice com sépalas linear-lanceoladas, base alargada e ápice acuminado, extremamente, lanoso, internamente glabro com 7-8 escamas. Corola densamente lanosa, parte inferior do tubo com cerca de 2 cm de comprimento e 1 cm de largura, lacínios de bordos crispados, obovados. Possui raiz tuberosa e caule normalmente pouco ramificado. Floresce de outubro a abril (RODRIGUES, 2001). Figura 02. Macrosiphonia longiflora ( partes usadas ). Foto: Alves AD (05/2009). Figura 03. Macrosiphonia longiflora, habitat natural.(Cerrado.de.Acorizal-MT). Foto: Alves AD (05/2009). Grande parte da literatura etnobotânica que cita M. longiflora refere o nome popular desta planta como velame, sendo que esta é bastante citada como recurso medicinal nativo do cerrado, (GUARIM-NETO & MORAIS 2003). E a população de um modo geral utiliza M. longiflora para o tratamento de inflamações, febres, dores e hemorragia, depurativa e antissifilítica. No estado de Mato Grosso seu uso é bem difundido na terapia de processos inflamatórios e como depurativo (RODRIGUES, 2001). Entre as 10 espécies pertencentes ao gênero Macrosiphonia que são encontradas na America do Sul, apenas M. velame (A.St.-Hil.) Müll. Arg. e M. longiflora(Desf.) Mull. Arg. 29 foram submetidas a estudos farmacológicos, sendo que em ensaios pré-clínicos realizados por Ribeiro et al. (2010) e Alves (2010), respectivamente comprovaram que o extrato hidroetanólico dessas plantas apresentam efeito anti-inflamatório, antinociceptivo e antipirético. Alves (2010) em parceria com o grupo coordenado pelo Prof. Dr. Rivaldo Niero, da Universidadedo Vale do Itajaí-SC, demonstraram que o xilopódio de M. longiflora apresenta importantes metabólitos secundários que podem estar relacionados com o potencial anti-inflamatório dessa planta. Entre esses compostos, dois fitoesteróides (β-sitosterol e estigmasterol) formam isolados da fração hexano-éter e o éster miristato de miristila. Do extrato acetônico foram isolados saponinas triterpênicas pentaciclicas α e β-amirina acetato e o acetato de lupeol. 1.4 Processo inflamatório 1.4.1 Aspectos gerais da resposta inflamatória Papiros egípcios de 2.000 a.C. já se referem à inflamação ao relatarem a formação de pus. Esse fenômeno é caracterizado pelos clássicos sinais de rubor, calor, dor e tumor, descritos por Cornelius Celsus no primeiro século depois de Cristo e pela functio laesa (perda de função) adicionado por Virchow no final do século XIX (SILVA et al., 2007). Há manifestação do processo inflamatório sempre que agentes químicos, físicos ou biológicos alteram a homeostase do tecido conjuntivo. Alguns mecanismos que regem o processo inflamatório continuaram desconhecidos e o fenômeno foi mal interpretado por séculos após as observações de Celsus. Ainda no século XVIII, boa parte dos naturalistas acreditava que a inflamação fosse uma doença ou uma conseqüência desta. Foi somente em 1739 que o cirurgião escocês John Hunter postulou que a inflamação era uma resposta não específica e com objetivos salutares ao hospedeiro (SHERWOOD & TOLIVER-KINSKY, 2004). No conceito moderno da inflamação superficial não difere significativamente da definição formulada por Cornelius Celsius. Hoje, graças a estudos com potentes microscópios e com a contribuição da biologia molecular é possível constatar que os sinais clínicos da inflamação são os resultados da vasodilatação, acúmulo de leucócitos, aumento do fluido intersticial, e estimulação dos terminais nervosos por mediadores pró-inflamatórios (ALLER et al., 2006). Portanto, a reação inflamatória consiste num evento complexo que envolve o reconhecimento do agente ou estimulo lesivo, para sua posterior destruição e tentativa de 30 reconstruir o tecido danificado. O reconhecimento desencadeia a ativação e a amplificação do sistema imune resultando na ativação de células e na liberação de diversos mediadores responsáveis pela resposta inflamatória. No entanto, se a destruição do agente agressor e o processo de reparo não ocorrerem de maneira eficiente e sincronizada a resposta inflamatória pode levar a uma lesão tecidual persistente induzida pelo acumulo de leucócitos, colágeno entre outras substâncias que podem ser prejudiciais ao organismo (NATHAN,2002). Didaticamente a inflamação pode ser dividida em duas fases: aguda e crônica. A inflamação aguda perdura por tempo relativamente curto, podendo durar minutos, horas, ou até mesmo alguns dias, sendo que sua principal característica é a presença de exsudato rico em proteínas plasmáticas (edema) e a migração de leucócitos, principalmente os neutrófilos. Já a inflamação crônica apresenta longa duração e com algumas alterações histológicas, presença de linfócitos e macrófagos, proliferação de vasos sanguíneos, fibrose e necrose do tecido (DE DOOY et al., 2001). Além disso, a resposta inflamatória aguda apresenta dois componentes: uma resposta inata não adaptativa, que engloba os eventos que ocorrem localmente no interior dos tecidos e uma resposta imunológica adaptativa, a qual é adquirida e específica, tornando a resposta de defesa a um microrganismo invasor mais eficaz (SHERWOOD & TOLIVER-KINSKY, 2004). 1.4.2 Resposta imunológica inata A reação inata, ou seja, não adaptativa, envolve os eventos que ocorrem no interior dos tecidos e podem ser divididos em vasculares e celulares. Os eventos vasculares compreendem a vasodilatação, com consequente aumento do fluxo sanguíneo local, o aumento da permeabilidade vascular e a exsudação plasmática. Tais eventos são importantes na medida em que promovem um aumento local da concentração de mediadores de origem plasmática, entre eles os componentes de pelo menos quatro cascatas enzimáticas proteolíticas: os sistemas de complemento, o da coagulação, o fibrinolítico e das cininas (ABBAS et al., 2003; ALLER et al., 2006). Simultaneamente são desencadeados os eventos celulares, onde as células imunológicas são ativadas para alcançar o foco da lesão e fagocitar, degradar e eliminar os antígenos. Diversas são as células envolvidas neste processo, algumas delas já estão presentes no tecido afetado, tais como as células endoteliais vasculares, células mesoteliais, mastócitos e macrófagos, enquanto que outras como os neutrófilos, basófilos, eosinófilos, 31 célula natural killer (NK) e alguns linfócitos, além de plaquetas migram para o local da lesão através da corrente sanguínea (BROCHE & TELLADO, 2001). A migração leucocitária para os sítios de inflamação é crucial para as funções celulares dos leucócitos tanto na imunidade inata quanto na adaptativa, também é implicada como uma característica chave em inúmeras doenças inflamatórias como lesão de isquemia- reperfusão, doença inflamatória intestinal, e a síndrome de disfunção múltipla dos órgãos, associada à sepse e ao trauma. Os leucócitos são atraídos para a região afetada por um processo conhecido como quimiotaxia, através da geração local de mediadores inflamatórios, como quimiocinas e citocinas específicas, seguindo uma lesão inflamatória (ASJPAM, 2002). A passagem dos leucócitos do compartimento vascular para o tecido extra vascular é guiada por uma rápida regulação de interações adesivas entre as células sanguíneas e as células endoteliais. A sequência de eventos envolvidos neste processo é conhecida como teoria do recrutamento leucocitário. Este processo é iniciado logo após a liberação de sinais químicos por macrófagos teciduais, que em seguida ativam as células do endotélio a expressar moléculas de adesão e a secretar mediadores inflamatórios, levando à captura de leucócitos circulantes do lúmen vascular, sua rolagem, ativação, firme adesão e extensão na superfície do endotélio, diapedese transendotelial e migração quimiotática (NOURSHARGH & MARELLI-BERG, 2005). Esse extravasamento de leucócitos para os tecidos é dependente da existência de diferentes famílias de moléculas de adesão e seus respectivos receptores, tanto em leucócitos como em células endoteliais. Os principais grupos de moléculas de adesão são as selectinas, importantes no rolamento; as integrinas, na forte adesão; e a superfamília das moléculas de imunoglobulinas (Ig), como o PECAM-1 ou CD31 (molécula de adesão plaqueta-endotélio celular) imprescindível na transmigração. Os principais receptores de adesão endotelial incluem as moléculas de adesão intercelular (ICAM) e as moléculas de adesão da célula vascular (VCAM) (SHERWOOD & TOLIVER-KINSKY, 2004). Após o extravasamento, os leucócitos migram em direção à região de agressão através do gradiente químico. Esse processo é controlado por agentes quimiotáticos, tanto de origem endógena, que são aqueles liberados pelas próprias células do hospedeiro (componentes do sistema complemento, produtos da lipoxigenase, citocinas etc.), quanto de origem exógena, que são aqueles advindos do próprio agente agressor, tais como produtos bacterianos de origem lipídica (NOURSHARGH & MARELLI-BERG, 2005). Ainda na fase inata da resposta inflamatória, os macrófagos ao alcançarem o sitio da inflamação desempenham papel muito importante no direcionamento à resposta imune 32 adquirida. Estas células além de auxiliarem os neutrófilos na eliminação de microrganismos, após fagocitá-los e processá-los, apresenta seus peptídeos pelo complexo maior de histocompatibilidade (MHC) às células T auxiliares. Dentro deste contexto a fagocitose destas células atua comoelo entre o sistema imune inato e o adaptativo (ALLER et al., 2006). A resposta imune adquirida específica trata-se de uma resposta mais complexa, que melhora acentuadamente a eficácia da resposta imunológica inata. Esta resposta envolve principalmente linfócitos, entre os quais há três grupos principais: as células B, responsáveis pela produção de anticorpos (resposta humoral); as células T, importantes na fase de indução da resposta imunológica e as células NK, que são células linfóides especializadas, as quais são ativadas durante a resposta inata (SHERWOOD & TOLIVER-KINSKY, 2004). Os linfócitos T e B possuem receptores antígenos-específicos que são capazes de reconhecer e reagir com praticamente todas as proteínas e polissacarídeos estranhos com os quais o organismo possivelmente irá se deparar durante toda a vida. A resposta imunológica adaptativa especifica acontece em duas fases distintas, a fase de indução e a fase efetora (ABBAS et al., 2003). Na fase efetora, os linfócitos B se dividem e diferenciam-se em plasmócitos que produzem e secretam uma enorme quantidade de anticorpos; já as células T estão envolvidos em respostas imunológicas mediadas por células, podendo ativar macrófagos ou eliminar células do hospedeiro infectadas por vírus. Outras células formam uma grande população de células de memória sensíveis a antígenos, para no caso de exposição subsequente ao mesmo antígeno, isto desencadeia uma resposta muito mais ampliada e eficiente (KUMAR et al., 2005; HANSEL & DINTZIS, 2007). Esses mecanismos de resposta imunológica, baseados em funções sofisticadas dos leucócitos, também são responsáveis pela eliminação de células não funcionantes ou lesadas, e assim contribuem para a manutenção da homeostase tecidual. Dessa forma, os mecanismos de defesa não apenas protegem o organismo da infecção, mas também permitem a remoção de restos celulares e de componentes teciduais destruídos, originados, por exemplo, de trauma (WALZOG & GAEHTGENS, 2000). Por fim, a inflamação dá passagem aos processos de reparo e cicatrização que permite a recuperação integral da função tecidual. Entretanto, uma reação inflamatória exacerbada pode levar à lesão tecidual e, se severa, causar alteração fisiológica, disfunção orgânica e morte (SHERWOOD & TOLIVER-KINSKY, 2004; FLOWER & PERRETTI, 2005). 33 1.4.3 Mediadores do processo inflamatório Uma variedade de mediadores químicos endógenos, incluindo fatores imunológicos e quimiotáxicos de diferentes fontes (leucócitos e plaquetas ativados, do metabolismo do ácido araquidônico como prostaglandinas (PGs) e leucotrienos, das cascatas da coagulação e do complemento, etc.), tem sido reconhecida por exercer papéis importantes no processo inflamatório. Esses mediadores podem ser considerados de ação rápida, como as aminas vasoativas (histamina e serotonina), ou de ação prolongada, como as substâncias plasmáticas, citocinas e lipídeos ácidos (ALLER et al., 2006). Segundo Gautam et al. (2009) os maiores alvos anti-inflamatórios (Figura 4) ncluem enzimas COX-1, COX-2, adenina monofosfato desidrogenase; citocinas e receptores de citocinas, TNF-α e TNF-RII, IL-1β e IL-1RA, IL-2 e IL-2R, interferon (IFN)-α2, IFN-β1, e IFN-γ, receptores de proteína G, histamina 1 e leucotireno cisteina 1; receptor nuclear de hormônio, etc. Figura 4. Vários alvos envolvidos no processo da cascata inflamatória. Fonte: GAUTAMet al., (2009). 34 1.4.4 Aminas vasoativas A histamina é um mensageiro químico responsável por inúmeras respostas celulares, incluindo reações alérgicas e inflamatórias (fase inicial), secreção do ácido gástrico, neurotransmissor, vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular, além de desempenhar um papel central na hipersensibilidade (ALLER et al., 2006). Este mediador químico é encontrado na maioria dos tecidos do organismo, porém está presente em elevadas concentrações no pulmão, na pele e no trato gastrointestinal. Em nível celular é armazenada pré-formada em grânulos em mastócitos teciduais e basófilos sanguíneos, associada à heparina. É liberada dos mastócitos por exocitose durante as reações inflamatórias ou alérgicas, quando os componentes do complemento C3a e C5a interagem com receptores de membrana específicos ou quando o antígeno interage com IgE fixada a células; ou ainda, por meio de outros estímulos, como substância P, poliaminas, citocinas, entre outros. A histamina promove substância P, poliaminas, citocinas, entre outros (WHITE, 2004). A serotonina, denominada 5-hidroxitriptamina (5-HT), é um dos principais neurotransmissores no cérebro e também está envolvida em uma gama de ações periféricas. Pode ser encontrada no sangue em altas concentrações nas plaquetas, que a acumulam a partir do plasma através de um sistema de transporte ativo, liberando-a quando sofrem agregação em locais de lesão tecidual. Funciona como mediador inflamatório e está envolvida na sensibilização de nociceptores, regulação do sono, temperatura e pressão arterial (HERSCHMAM, 1996; GONZALEZ-REY & CHORNY, 2007). 1.4.5 Substâncias plasmáticas O plasma contém diversas cascatas de enzimas envolvidas na mediação da inflamação, compostas de uma série de proteases ativadas sequencialmente. São caracterizadas por um pequeno número inicial de proteínas que é amplificado a cada reação enzimática sucessiva. O sistema de cascata rapidamente produz uma grande resposta. As substâncias plasmáticas podem ser divididas basicamente em: sistema do complemento, sistema das cininas, sistema de coagulação e sistema fibrinolítico (HANSEL & DINTZIS, 2007). O sistema do complemento é um componente do sistema de defesa do hospedeiro que auxilia na eliminação de vários microrganismos e antígenos do sangue e outros tecidos, e seu papel na inflamação é de considerável interesse. Consiste em um grupo de cerca de 30 proteínas plasmáticas, normalmente presentes nos líquidos e nos tecidos corporais em sua 35 forma inativa, que atuam em conjunto para atacar patógenos e induzir respostas inflamatórias, ajudando a combater a infecção. Os fatores derivados do complemento participam dos fenômenos vasculares, adesão, quimiotaxia e ativação dos leucócitos e fagocitose (GONZALEZ-REY & CHORNY, 2007). O sistema das cininas constitui uma cascata de enzimas que resulta na produção de diversos peptídeos vasoativos, através de proteases específicas chamadas calicreínas sobre substratos proteicos, denominados cininogênios. A ativação desse sistema resulta na liberação da bradicinina. Esta provoca vasodilatação, aumento da permeabilidade vascular e estimulação direta das terminações nervosas para a dor, ou de forma indireta, por ativar a produção de outros mediadores como prostanóides e aminas simpáticas, que sensibilizam os neurônios nociceptivos simpáticos (PETHO, 2001). O sistema de coagulação e a inflamação são processos que estão intimamente relacionados. Uma cascata de enzimas proteolíticas e cofatorasé ativada, sendo que o principal evento consiste na conversão do fibrinogênio solúvel em filamentos insolúveis de fibrina pela trombina (que participa da ativação dos sistemas do complemento e das caninas). Além disso, uma cascata fibrinolítica é iniciada concomitantemente com a de coagulação através de vários ativadores do plasminogênio (liberados do endotélio, leucócitos e outros tecidos), resultando na formação, dentro do coágulo, da plasmina, que digere a fibrina. Desta forma, o sistema fibrinolítico também contribui para os eventos vasculares durante a inflamação (WAHL et al.,1996; LEY, 2002). 1.4.6 Citocinas e quimiocinas A resposta inflamatória é um processo dinâmico e complexo que envolve um balanço entre citocinas pró-inflamatórias e anti-inflamatórias (CAVAILLON, 2001).As citocinas são mediadores protéicos sintetizados pelas várias células do sistema imunológico que influenciam o comportamento de outras células, coordenando a reposta imune. A maioria das células pode produzir citocinas, embora apresentem diferenças no repertório delas. Muitas citocinas são produzidas em sítios de inflamação (SHERWOOD & TOLIVER-KINSKY, 2004). As citocinas podem ser classificadas em subgrupos, como: interferons, interleucinas, fator de necrose tumoral, quimiocinas, fatores de estimulação de colônias ou ainda podem ser classificadas de acordo com sua atividade biológica como: pró-inflamatórias (IL-1, IL-6, TNFα) e anti-inflamatórias (IL-4, IL-10 e IL-13) (CAVAILLON, 2001). O TNFα e a IL-1 são as duas principais citocinas que participam do processo inflamatório, responsáveis pelas 36 respostas sistêmicas da fase aguda (febre, perda de apetite, etc.) associadas a infecções ou traumas (KRAYCHETE et al., 2006). As citocinas pró-inflamatórias estão envolvidas na resposta imune inicial, ajudando a guiar a eliminação dos patógenos e a resolução do processo inflamatório. As primárias incluem TNF-α e a IL-1. São liberadas por macrófagos e por muitas outras células, podendo desencadear uma cascata de citocinas secundárias, como as quimiocinas. Vários fatores de crescimento (por exemplo, fator de crescimento derivado de plaquetas, fator de crescimento dos fibroblastos, fator de crescimento endotelial vascular) são importantes nos processos de reparo e estão implicados na inflamação crônica (KRAYCHETE et al., 2006). As citocinas anti-inflamatórias diminuem as funções celulares e a síntese de citocinas pró-inflamatórias. Incluem fator de crescimento transformador β (TGF-β), IL-4, IL-l0 e IL-13. Essas citocinas podem inibir a produção de quimiocinas, e as três últimas têm a capacidade de inibir respostas mediadas por células Thl, isto é, as células cuja ativação inapropriada está envolvida em doenças autoimunes (SHERWOOD & TOLIVER-KINSKY, 2004). Os interferons (IFN) são citocinas que induzem células a resistirem à replicação viral (IFN-α e IFN-β) ou exercem um papel significante na regulação da resposta imune específica, como o IFNγ, produzido quase que exclusivamente por células NK e em certos subgrupos de células T ativadas (ALLER et al., 2006). As interleucinas são polipeptídeos produzidos por leucócitos e que atuam intensamente em todas as fases da inflamação, participando do controle das células envolvidas com as respostas imunes específicas e inespecíficas (KRAYCHETE et al., 2006). Além de ações diretas sobre as células, algumas citocinas induzem a formação de outras citocinas (formando uma cascata de amplificação), enquanto algumas induzem a expressão dos receptores de outras citocinas e também podendo apresentar interações sinérgicas ou antagônicas com outras citocinas. A IL-6, por exemplo, é uma citocina multifatorial secretadas por todas as células quando lesadas ou ativada por IL-1 e/ou TNF-α (KUMAR et al., 2005). Outra citocina muito importante na resposta inflamatória inicial é a IL-1, que participa como mediador da resposta inflamatória frente aos diversos estímulos inflamatórios. A IL-1 possui duas formas, chamadas de IL-1α e IL-1β, entretanto, elas compartilham os mesmos receptores e apresentam funções biológicas semelhantes. Em baixas concentrações a IL-1 age como um mediador local da inflamação, aumentando a expressão de moléculas de adesão na superfície das células endoteliais. Em altas concentrações, esta citocina chega ao sistema circulatório e passa a exercer efeitos endócrinos como febre e indução da atividade da 37 fosfolipase e consequentemente a biossíntese de PGs. O TNF é produzido por macrófagos e células T. O TNF é uma citocina pró-inflamatória que apresenta papel chave em diversos processos, como a inflamação, imuno-modulação, crescimento, angiogênese, citotoxicidade e dor. Esta citocina tem importante papel no recrutamento de neutrófilos para o sítio inflamatório, pois promove a síntese e a liberação de fatores quimiotáticos, como as quimiocinas, tanto pelas células endoteliais quanto pelas células residentes, além de participar da expressão de moléculas de adesão, endoteliais e da interação entre estas moléculas (KRAYCHETE, 2006). As quimiocinas por sua vez, compreendem uma família de fatores secretados por leucócitos e células endoteliais em resposta ao dano tecidual e a outros mediadores inflamatórios. São pequenas proteínas quimioatraentes que interagem fisicamente com os componentes da matriz extracelular, controlando a migração de leucócitos (ALLER et al., 2006). As duas maiores famílias de quimiocinas são do grupo CXC e CC, cuja atividade difere quanto à capacidade de estimular diferentes tipos de células efetoras. As quimiocinas CXC como a IL-8, o peptídeo ativador de neutrófilos (NAP)-2, o fator plaquetário (PF)-4, o peptídeo ativador de neutrófilos derivado de células epiteliais (ENA)-78, atraem preferêncialmente neutrófilos para o sítio inflamatório. Enquanto que as quimiocinas CC (α- quimiocinas) como a eotaxina, a citocina regulada sob ativação que é expressa e secretada por células T normais e a proteína quimiotática para monócitos (MCP)-4 ativam predominantemente eosinófilos, basófilos, linfócitos e monócitos (FIGARELLA-BRANGER et al., 2003). Os fatores estimuladores de colônias (CSF) não apenas estimulam a proliferação de determinadas células progenitoras comprometidas, como também induzem diferenciação irreversível. O GM-CSF (fator de estimulação de colônias de granulócitos-macrófagos), que é produzido por muitos tipos de células, influencia pelo menos cinco das oito linhagens de desenvolvimento de células sanguíneas. O G-CSF (fator de estimulação de colônias de granulócitos) é produzido principalmente por monócitos, fibroblastos e células endoteliais e controla primariamente o desenvolvimento dos neutrófilos (GONZALEZ-REY & CHORNY, 2007). 1.4.7. Metabólitos do ácido araquidônico A partir do ácido araquidônico são formados os eicosanóides pelas vias ciclooxigenase (COX) e lipoxigenase. Estas enzimas são responsáveis pela síntese de importantes mediadores 38 da inflamação (PGs, tromboxanos e leucotrienos). Os tromboxanos e PGs são chamados prostanóides e obtidos pela via COX. Atualmente são conhecidas três ciclooxigenases: COX- 1, COX-2 e COX-3. A COX-1 é constitutiva, ocorrendo na maioria das células, provável responsável pela homeostasia normal. A COX-2 é induzida em células inflamatórias, sendo alvo de estudos para anti-inflamatórios. Estudos mostram a importância da COX-2 na hemodinâmica real e provável envolvimento em processos neoplásicos. A COX-3 é expressa em maior quantidade no córtex cerebral e no coração. O acetaminofeno (Paracetamol) e alguns analgésicos-antipiréticos têm ação seletiva sobre essa isoforma (KHAN, 2006). As PGs atuam sobre nociceptores polimodais (NPM), principais neurônios sensoriais periféricos que respondem aos estímulos nóxicos. A maioria dos NPM é formada por fibras C não mielinizadas que respondem a estímulos térmicos, mecânicos e químicos. As PGE2, PGI2 e PGD2 são potentes vasodilatadores intrínsecos. Fazem sinergia com histamina e bradicinina, contribuindo para aparecimento de eritema nas áreas inflamadas. Esses prostanóides não causam dor, mas potencializam a ação da bradicinina, que sensibiliza as fibras C aferentes. A PGE2 está envolvida na produção de febre. Tem concentração aumentada no líquor em processos inflamatórios. São liberadas por células lesadas e intensificam efeitos da histamina e cininas. Sua síntese é inibida no hipotálamo, causando ação antipirética. As PG podem apresentar ação moduladora em processos inflamatórios, agindo sobre células inflamatórias, diminuindo a atividade. A PGE2 diminui a liberação de enzimas lisossomais e
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