AULA 5 Metabólitos Secundários vegetais

Prévia do material em texto

METABÓLITOS 
SECUNDÁRIOS
Maria Tereza Rojo de Almeida
Leitura recomendada:
CAPÍTULO 16:Metabolismo básico e origem dos metabólitos 
secundários.
SIMÕES, C.M.O. et al. Farmacognosia: da planta ao 
medicamento. 6a edição, Ed. UFRGS/UFSC, 2010.
1. O que é metabolismo?
2. O que são rotas metabólicas e o que é produzido através delas?
3. Qual é a diferença entre metabólito primário e secundário?
4. Qual é a matéria-prima essencial para a produção de met.sec.?
5. Por que a planta dispensa tanta energia na para a produção de met. 
secundários?
6. Quais as funções dos met. Sec. nas plantas? Qual a função nos animais? 
7. Onde ocorre o metabolismo secundário (parte do vegetal)?
8. O que afeta sua produção?
9. Como ocorre a biossíntese? Como são produzidos?
10. Quais as principais classes de met. Sec.? Qual a constituição dos met. Sec.?
Conjunto de reações químicas que acontecem continuamente na célula vegetal.
Rotas metabólicas: seqüência 
de reações químicas com 
enzimas específicas
Metabólitos: produtos da 
transformação química 
metabólica
Metabolismo vegetal
“O Met.1º fornece matéria-prima e Energia para a formação dos Met.2º. especiais”
anabolismo
catabolismo
anabolismo
anabolismo
anabolismo
libera ATP
consome ATP
consome ATP
consome ATP
Rotas metabólicas
Metabólitos
Por que a planta dispensa tanta 
energia na para a produção de 
met. secundários?
Glicose
Chiquimato
Triptofano
Alcalóides
Indólicos
Quinolínicos
Fenilalanina
Tirosina
Alcalóides
Isoquinolínicos
Benzilisoqquinolínicos
Cinamato
Fenilpropanóides
Lignanóides
cumarinas
Galato
Taninos
Acetato
Ornitina
Lisina
Alcalóides
Tropânicos
Piperidínicos
Pirrolidínicos
Pirrolizidínicos
Quinolizidínicos
Isoprenóides
Terpenos
Esteróis
Ácidos graxos
acetogeninas
Antraquinonas
flavonóides
taninos
CoAS
O
-
O
O
3x
Vias gerais do metabolismo secundário
N
H
NH2
O
O
-
OH
O
-
NH2
O
O
-
NH2
O
OH
OH
OH
O
-
O
NH2NH2
OH
O
NH2 NH2
O
OH
OH
OH
OH
O
-
O
N
H
N
N
N
O
-
O
O
O
O
O
OH
OH
OH
Rotas metabólicas
1. O que é metabolismo?
2. O que são rotas metabólicas e o que é produzido através 
delas?
3. Qual é a diferença entre metabólito primário e secundário?
4. Qual é a matéria-prima essencial para a produção de met.sec.?
5. Por que a planta dispensa tanta energia na para a produção de 
met. secundários?
Por que as plantas possuem metabolismo secundário?
Não têm sistema nervoso...
Não se movem...
Não possuem sentidos...
Possuem defesa física..... e química!
herbivoria
Infecções microbianas
Atração de 
polinizadores
Interações ecológicas 
Quais são as Funções dos metabólitos 2ários para as plantas?
Ativado em condições de estresse, adequação ao meio
Metabolismo 2ário
– Defesa contra herbívoros e microorganismos
– Proteção UV
– Atração de polinizadores ou animais dispersores de 
sementes
– Participação em alelopatias
– interações ecológicas
sobrevivência da célula sobrevivência da planta
evolução/adaptação
respiração e proliferação
Qual a função dos metabólitos 
secundários vegetais para os animais?
Faça um paralelo entre metabolismo primário e 
secundário quanto a :
• Tamanho de moléculas
• Quantidade produzida
• Distribuição entre as espécies
• Funções
Interação entre 
organismos 
atividades biológicas 
(farmacológicas?) 
“O sistema enzimático 
das plantas evoluiu 
paralelamente ao sistema 
enzimático dos animais”
Co-evolução das espécies
Funções dos metabólitos 2ários para os animais
Metabólitos ativos para produtores e consumidores
Ex.: Alcalóides indólicos
Reserpina
Semelhanças estruturais de alcalóides com 
neurotransmissores endógenos
SerotoninaDopamina
Rauvolfia serpentina 
O que influencia na produção de 
Produtos Naturais
(Met. Sec.)?
Metabolismo 2ário
Produção de PN é governada por genes:
• Hereditariedade (QUIMIOTAXONOMIA, relação familiar)
•Ontogenia (estágio de desenvolvimento, idade)
•Ambiente (interações ecológicas)
Onde ocorre (parte do vegetal) 
produção e armazenagem?
11. Quais as funções dos met. Sec. nas plantas? 
12. Qual a função nos animais? 
13. Onde ocorre o metabolismo secundário (parte do vegetal)?
14. O que afeta sua produção?
15. O que é a biossíntese de met. Sec.? Como são produzidos?
16. Quais as principais classes de met. Sec.? 
17. Qual a constituição química dos met. Sec.?
18. O que pode ser desenvolvido a partir dos met. Sec.?
19. Em que situação é apropriado usar um fitoterápico e quando 
há que usar a substância isolada da planta?
O que define a diversidade química?
“Blocos de construção” comuns a todos os compostos
Dra. Maria Tereza Rojo de Almeida
Diterpenos (20)
Triterpenos (30)
Tetraterpenos (40)
Sesquiterpenos (15)
Monoterpenos (10)
Terpenos
C5
isopreno
Estruturas e funções diferenciadas
Artemisia annua
Artemisinina
O
H
O
O
H
O
Artemisia annua - Compositae/Asteraceae
Sesquiterpeno Artemisinina é único para a espécie A. annua
Gênero Artemisia: 68 espécies
20. O que são os blocos de construção em biossíntese?
21. O que faz com que substâncias tão diversas tenham as 
mesmas bases químicas?
22. O que é o esqueleto carbonado de uma classe química 
orgânica?
23. Qual a relação entre enzimas e especificidade química?
Fármacos obtidos a partir de matéria-prima 
vegetal (síntese inviável)
Classe Terapêutica 
cardiotônicos
anticolinérgico
antitumoral
analgégico
Espécie Vegetal
Digitalis purpurea
Atropa belladona
Catharanthus roseus
Papaver somniferum
Fármaco
digitoxina
atropina
vimblastina
morfina
Substâncias ativas
isoladas
Modelos para
síntese e
biossíntese
Drogas Vegetais
Produtos fitoterápicos
METABÓLITOS A PARTIR DE 
PLANTAS MEDICINAIS
Substância ativa isoladas e usada na forma pura
Vinca -Catharantus roseus
Vimblastina
N
H
N
OH
N
N
H
H3CO2C
H
OH
OAc
H3CO2CC
H3CO
Antineoplásico
FITOTERÁPICO - Ginkgo biloba L. 
(Ginco) – a mais antiga!
Ginkgo
• Nome científico: Ginkgo biloba L. (Ginkgoaceae). Farmacógeno: folhas.
• Origem: Oriental, cultivado em muitos países
• Química: esteróis, álcoois, cetonas alifáticas, ácidos orgânicos, 
sesquiterpenos e açúcares. Flavonóides (≈20 compostos) e diterpenos 
(ginkgolídeos)
• Farmacologia:
– Inibição da PAF (fator de ativação plaquetária), terpenos (gincolídeos). 
Captação de radicais livres flavonóides. Vasodilatador arteriolar, vasoconstritor 
venoso, reforçador da resistência capilar, inibidor da ciclooxigenase e da 
lipoxigenase, inibidor da agregação plaquetária e eritrocitária, diminuição da 
permeabilidade capilar, melhora da irrigação tissular, ativação do metabolismo 
celular sobretudo o cortical (aumentando a captação de glucose e de 
oxigênio), arteriopatias crônicas, diminuição da insuficiência intelectual 
patológica de pessoas idosas
Escopolamina (Hioscina)
CH
CH2OHO
O
N
CH3
H
O
H
H
Alcalóides tropânicos: Anticolinérgicos
Solanaceae
Alcalóides
Atropa beladona
butilbrometo de escopolamina
Br-
Semi-síntese
24. Quais os possíveis usos de metabólitos secundários de 
origem vegetal?
25. O que define o uso de uma substância de origem vegetal na 
sua forma pura ou o uso da planta como fitoterápico?
26. O que é semi-síntese? Cite dois exemplos.
Quais são as principais classes de 
produtos naturais (metabólitossecundários vegetais)?
ESQUELETO
C
H
O
NHO
HO
OH
OH
O
O
O
O
2'
3'
4'
5'
6'
B
CA
9
8
7
6 5
4
3
2
1
O
O
OH
OH
OH
R
COO
HO
O
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
O
Principais classes de Met. Secundários de plantas:
Fenólicos:
Flavonoides
Taninos
Cumarinas
Antraquinonas
Lignanas 
Terpenos e esteróides:
Monoterpenos 
Sesquiterpenos 
Diterpenos 
Triterpenos (saponinas)
Esteroidais (cardiotônicos)
Carotenos
Alcalóides:
Indólicos 
Quinolínicos
isoquinolínicos]
Benzilisoquinolínicos
Pirrolidínicos
Tropânicos
Pirrolizidínicos
Piperidínicos
quinolizidínicos
Óleos voláteis
Glicose
Chiquimato
Triptofano
Alcalóides
Indólicos
Quinolínicos
Fenilalanina
Tirosina
Alcalóides
Isoquinolínicos
Benzilisoqquinolínicos
Cinamato
Fenilpropanóides
Lignanóides
cumarinas
Galato
Taninos
Acetato
Ornitina
Lisina
Alcalóides
Tropânicos
Piperidínicos
Pirrolidínicos
Pirrolizidínicos
Quinolizidínicos
Isoprenóides
Terpenos
Esteróis
Ácidos graxos
acetogeninas
Antraquinonas
flavonóides
taninos
CoAS
O
-
O
O
3x
Vias gerais do metabolismo secundário
N
H
NH2
O
O
-
OH
O
-
NH2
O
O
-
NH2
O
OH
OH
OH
O
-
O
NH2NH2
OH
O
NH2 NH2
O
OH
OH
OH
OH
O
-
O
N
H
N
N
N
O
-
O
O
O
O
O
OH
OH
OH
N
H
N
N
N
O
O
Esqueletos das principais classes de metabólitos secundário
O
O
O
-
O
27. Quais são as duas principais rotas metabólicas do metabolismo 
secundário?
28. Quais são os aminoácidos formados a partir do ácido chiquímico? 
29. Quais são as classes de metabólitos secundários formados a partir do 
chiquimato e o que eles têm em comum em seu esqueleto carbonado? 
30. Quais são os aminoácidos formados a partir do acetato? 
31. Quais são as classes de metabólitos secundários formados a partir do 
acetato?
32. Quais classes de metabólitos são formados por vias mistas? 
33. Quais são as classes que não têm aminoácidos como precursores 
diretos?
34. Quais são as classes de met. Sec. Formadas a partir de aminoácidos?
FenÓlicos
Classes 
Flavonoides
Taninos
Cumarinas
Antraquinonas
Lignanas
amplamente distribuídas
sabor, odor e coloração 
antioxidante
Proteção UV
Diversidade 
Compostos Fenólicos
Taninos
O
O
OO
O
O
OH
OHOH
OO
O
O
O
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH OH
OH
O O
OH
OH
O
CH3
(β-1,2,3,4,6-pentagaloil-D-glicose)
O
O
OH
O
O
OH
CH3
CH3
Lignanas
(Pinoresinol)
pinus
Cumarinas
(Fraxetina)
Maple
Flavonóides
(Apigenina)
O
OOH
OH
OH
Ácidos fenólicos
(Ácido vanílico)
OH
O
OH
O
CH3
O
O
OHOH
CH3
OH
Quinonas
(emodina)
FLAVONÓIDES
Atuam no sistema circulatório/cardíaco – fortalecem os capilares, 
diminuem a fragilidade capilar.
Protetores contra o stress ambiental: estabilizam membranas e são 
antioxidantes.
Fenólicos 
Propriedades farmacológicas
Atividade antioxidante: alguns flavonóides são capazes 
de ligar a íons metálicos, impedindo-os de atuarem 
como catalisadores na produção de radicais livres.
Atividade antiinflamatória: inibição da cicloxigenase 
(cox) e varias outras enzimas
Fenólicos 
FLAVONÓIDES
Antioxidantes!!!!
Antocianinas
Malva sylvestris L.
PROPRIEDADES: sedativas, antiespasmódicas e 
ansiolíticas.
Fenólicos 
FLAVONÓIDESMARACUJÁ
Passiflora alata, P. edulis
Passifloraceae
Extrato das partes aéreas
Flavonóides: vitexina, isovitexina (3-4%)
vitexina
isovitexina
Isoflavonas 
Tipicos de Leguminosae
Possuem semelhança estrutural com os 
estrógenos 
ligam-se a receptores estrogênicos
Previnem tumores, sintomas da menopausa
Fenólicos 
FLAVONÓIDES
Arnica montana L. - Asteraceae
Flavonóides 
helenalina, lactona sesquiterpênica 
hepatotóxica (0,2-1,5%)
Não deve ser utilizada por via oral
Arnica
O
OOH
OH
OH
Fenólicos 
FLAVONÓIDES
TANINOS
São importantes componentes gustativos,
Responsáveis pela adstringência de muitos frutos e produtos
Precipitam proteínas, metais pesados, alcalóides 
Antidiarrêicos, antimicrobianos, cicatrizante
Fenólicos 
Polímeros fenólicos
hidrolisáveis condensados
Fenólicos 
Açúcar 
central
UNIDADES DE ÁCIDOS FENÓLICOS 
esterificadas
UNIDADES DE CATEQUINA 
condensadas
Possuem várias atividades farmacológicas: antidiarréica, 
diurética, antiinflamatória, hipoglicemiante e hipotensora
Pitangueira
Eugenia uniflora
Fenólicos 
Taninos
Folhas
Goiabeira
Psidium guajava
Fenólicos 
Taninos
Alegações segundo a RDC nº 10 de 09/03/2010 (ANVISA)
CUMARINAS 
Furanocumarinas – fotossensibilizantes 
(Psoralenos)
Lesões dérmicas ou tratamento de vitiligo e 
psoríase (suco de limão, látex da figueira)
Piranocumarinas – vasodilatadoras
Fenólicos 
Cumarina simples – odor característico do guaco e cumaru. 
Expectorante e broncodilatadora
Guaco 
Expectorante e 
broncodilatador
Fenólicos 
Cumarinas
Mikania glomerata Spreng.
Mikania laevigata Schultz Bip.
Mikania involucrata Hook & Arn.
Asteraceae
Antraquinonas
•Substâncias com ação laxativa
•Mecanismo de ação irritante
•Causam dependência e 
tolerância
•Com uso contínuo podem 
causar melanose reto-cólica, uma 
condição pré-maligna
•Colite e perda de eletrólitos
Fenólicos 
Aloes
Fenólicos 
Antraquinonas
Cassia angustifolia 
Fenólicos 
Antraquinonas
Hypericum perforatum
Hipericoidaea
antidepressivo
"Erva de São João"
hipericina
derivados antraquinônicos 
Fenólicos 
Antraquinonas
Principais classes de Met. Secundários de plantas:
Fenólicos:
Flavonoides
Cumarinas
Antraquinonas
Taninos
Lignanas 
Terpenos e esteróides:
Monoterpenos 
Sesquiterpenos 
Diterpenos 
Triterpenos (saponinas)
Esteroidais (cardiotônicos)
Carotenos
Alcalóides:
Indólicos 
Quinolínicos
isoquinolínicos]
Benzilisoquinolínicos
Pirrolidínicos
Tropânicos
Pirrolizidínicos
Piperidínicos
quinolizidínicos
Óleos voláteis
Óleos essenciais
Saponinas
Esteróides
Cardiotônicos
Carotenóides
Terpenos
ác. Oleanólico (C30)
Maytenus
Esteveosídeo 
(C20)
estévia
Mentol (C10)
menta
Bisabolol (C15)
camomila
C5
Unidade de 
isopreno
Dra. Maria Tereza Rojo de Almeida
Terpenos
Diterpenos (C20)
Triterpenos (C30)
Esteróides
Tetraterpenos (C40)
Sesquiterpenos (C15)
Terpenos
Monoterpenos (C10)
C5
Unidade de isopreno
mentol funchona citronelol borneol 
anetol
eugenol 
aldeído cinâmico 
Outros onstituíntes do OE: Fenilpropanoides
Terpenoides
Terpenos
Óleos essenciais
Monoterpenos
Foeniculum vulgare Mill. - Apiaceae
Funcho
Erva-doce
óleos essenciais
óleos essenciais Terpenos
trans-anetol (60-80%), 
anisaldeído 
Fenchona (12-22%)
Ocimum selloi Benth.
alfavaquinha, anis e elixir-paregórico
óleo essencial das folhas e flores: estragol , 
metileugenol, metil chavicol (55%), linalol (70%)
Usos: controle de gases intestinais, gastrites, vômitos, tosses, 
bronquites, gripes, febres e resfriados
atividade antiespasmódica, analgésica, antiinflamatória
Erva-doce
óleos essenciais
- Lamiaceae 
Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni - Asteraceae
caá-jhe-hê, caá-yupi, caá-eh
poder edulcorante 300 vezes maior que o da sacarose
Erva-doce
Terpenos
Terpenos
Diterpeno (20C)
Stevia rebaudiana 
esteviosídeo (5 a 10%), 
rebaudiosídeo(2 a 4%), 
dulcosídeo etc
Extrato Padronizado (90% esteviosideo)
Peumus boldus Molina (Monimiaceae)
Boldo-do-chile
Terpenos
Boldina: alcalóide
abortiva e teratogênica !!!
p-cimeno, 1,8-cineol e linalol
Ascaridol: monoterpeno antihelmíntico 
Terpenos
Boldo-do-chile
Falso-boldo – Plectranthus barbatus (Lamiaceae)
• Parte utilizada: folhas frescas e raízes
• Uso popular: problemas gastrintestinais, diarréia, cólicas,
cálculos biliares, falta de apetite, ressaca, asma, bronquite,
cólicas, problemas no fígado.
Alegações segundo a RDC nº 10 de 09/03/2010
• Indicações: dispepsias e hipotensão
• Forma de uso: folhas – 1 a 3g / 150 mL água, infusão
• Posologia: uma xícara de chá, 2 a 3x ao dia
• Efeitos adversos: irritação gástrica (uso prolongado)
• Precauções: não deve ser utilizado por gestantes, 
lactantes, crianças, pessoas hipertensas, hepatite ou 
obstrução das vias biliares. Não usar com medicamentos 
que atuam no SNC, metronidazol ou dissulfiram.
Terpenos
Principais componentes químicos
Compostos fenólicos
Óleo essencial
Diterpenóides abietano
Plectrinona A
Terpenos
Falso-boldo
Boldo-baiano – Vernonia condensata
• Outros nomes populares: assa-peixe
• Parte utilizada: folhas e raízes
• Uso popular: analgésica, contra anemia e para abrir o
apetite, cálculos renais, problemas hepáticos, diabetes,
dispepsias, diurética, inflamações, ressaca, regimes de
emagrecimento
Alegações segundo a RDC nº 10 de 09/03/2010
• Indicações: dor e dispepsia
• Forma de uso: folhas – 3g / 150 mL água, infusão
• Posologia: uma xícara 3x ao dia, antes das principais 
refeições
• Efeitos adversos: não relatado
• Precauções: não relatado
Terpenos
Vernonia condensata
Principais componentes químicos
Vernoniosídeo B2
Esteróides (saponinas) 
Triterpenos
Lactonas sesquiterpênicas
Atividades encontradas Parte utilizada Referência
Analgésica e 
antiinflamatória
Vernoniosideo B2 Valverde at al., 2001
Analgésica e 
antiulcerogênica
Extrato aquoso 
de folhas
Frutuoso et al., 1994
Terpenos
Boldo-baiano
Maytenus ilicifolia
Espinheira-santa
Ácido oleanólico 
Triterpeno (30C)Triterpenos
Ácido ursólico
Triterpenos
Terpenos
esteróides
Dioscoreaceae- inhame
60% dos fármacos esteroidais derivam de diosgenina
saponinas
cardenolídeos
Terpenos
esteróides
Plantaginaceae-Digitalis
Principais classes de Met. Secundários de plantas:
Fenólicos:
Flavonoides
Cumarinas
Antraquinonas
Taninos
Lignanas 
Terpenos e esteróides:
Monoterpenos 
Sesquiterpenos 
Diterpenos 
Triterpenos (saponinas)
Esteroidais (cardiotônicos)
Carotenos
Alcalóides:
Indólicos 
Quinolínicos
isoquinolínicos]
Benzilisoquinolínicos
Pirrolidínicos
Tropânicos
Pirrolizidínicos
Piperidínicos
quinolizidínicos
Óleos voláteis
Alcalóides
• Substâncias nitrogenadas
• Ocorrência restrita (10-15% das plantas superiores)
• Tendência a agir no SNC, SNA
• Usados na clínica como fármacos isolados – hiosciamina, 
morfina, pilocarpina, efedrina, codeína, quinina, colchicina, etc
Exemplo na fitoterapia: boldina
Alcalóides
Indólicos 
Quinolínicos
isoquinolínicos]
Benzilisoquinolínicos
Pirrolidínicos
Tropânicos
Pirrolizidínicos
Piperidínicos
quinolizidínicos
Alcalóides tropânicos
N
CH3
Tropano
Datura stramonium
• Agem no SNC e SNP (parassimpático)
• Marcadores taxonômicos da família Solanaceae
Atropa belladona Brugmansia spp.
ALCALÓIDES DE SOLANÁCEAS
Alcalóides
Atropina
Escopolamina (Hioscina)
CH
CH2OHO
O
N
CH3
H
O
H
H
 Empregado no tratamento da cinetose (enjôo pelo movimento)
 Sedação
Alcalóides tropânicos: Anticolinérgicos
 Datura stramonium
 Solanaceae
Alcalóides
Atropa beladona
Erythroxylon coca - Erythroxylaceae
Cocaína
ALCALÓIDE DA COCA
Maria Tereza Rojo de Almeida Alcalóides
Papaver somniferum
Isolada em 1803 
Estrutura definida em 1925
Alcalóides piperidínicos 
Alcalóides
Morfina
ALCALÓIDES DA QUINA 
Cinchona spp - Rubiaceae
QUININA
Antimalárico
QUINIDINA
Antiarrítmico
R
S
Alcalóides
Alcalóides quinolínicos
N
Quinolina
Alcalóides 
hepatotóxicos 
Senecio spp. 
Alcalóides
Symphytum officinale
Confrei
pirrolizidínicos
A. conyzoides
Erva-de-são-joao, mentrasto
N
H
N
N
O
O
A quais classes de metabólitos secundário correspondem esses 
esqueletos?
O
O
Farmacognosia: da planta ao 
medicamento; 5a ed.; 
Simões, C. M. O. et al., 
Eds.; UFRGS/UFSC: Porto 
Alegre/Florianópolis, 2003.
Farmacognosia: do produto 
natural ao medicamento; 
Simões, C. M. O. et al., 
Artmed: São Paulo, 2017.