Seminário - metilxantinas

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METILXANTINAS
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO – UFERSA
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS ANIMAIS – DCAN
BACHARELADO EM BIOTECNOLOGIA
Raul Lucena
José Teixeira Neto
Introdução
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Presentes em bebidas alimentícias ou estimulantes não alcóolicos:
Café
Chá-da-Índia
Guaraná
Cola
Chocolate
Consumidas mundialmente
Alta importância econômica e cultural
Cafeína, teofilina e teobromina
Fonte: www.portalhomem.com.br / www.revistaplantar.com.br / ileaseegbeomorisaogum.blogspot.com
Introdução
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Pseudoalcalóides
Originárias de bases púricas (nitrogenadas)
Caráter anfótero
Alcalóides verdadeiros (purínicos)
Atividade biológica marcante
Distribuição restrita
Presença de nitrogênio heterocíclico
Fonte: www.scielo.br
Histórico
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Bebidas contendo metilxantinas são datadas de épocas muito remotas datando provavelmente da era paleolítica.
2737 a.C.: Primeira menção de consumo de Chá-da-Índia (Shen Nung);
1000 d.C.: Primeiro relato escrito do uso do café como bebida quente (Arábia)
1519 d.C.: O imperador asteca Montezuma oferece o chocolate aos espanhóis, que se populariza na corte europeia posteriormente. 
1776 d.C.: Carl Wiilhelm von Sheele isola o ácido úrico, marcando o início dos estudos científico das xantinas.
1820 d.C.: A cafeína foi isolada dos grãos de café por F. Runge.
1842 d.C.: A teobromina foi isolada das sementes do cacau por Workresensky. 
1888 d.C.: A teofilina foi isolada por A. Kossel. 
1897 d.C.: E. Fischer elucida as estruturas da teofilina e teobromina. 
Histórico
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Biogênese
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Origem de bases púricas: hipoxantina, adenina, guanina, nucleosídeos
Adenina como precursor mais importante
Reino Animal
Quebra de ácidos nucleicos ou via biossíntese 
Reino Vegetal
Principais estudos no café e chá-da-índia
(Goodwin e Mercer, 1975) / (Suzuki et al., 1992; Ashiara, 1993)
Distribuição e papel fisiológico
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DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA
Ocorrem principalmente em regiões tropicais e subtropicais;
Há casos onde são encontradas em zonas temperadas (China e Japão).
DISTRIBUIÇÃO NO REINO VEGETAL
As metilxantinas aparecem dispersas, não obedecendo a um ramo filogenético específico;
Aproximadamente 60 espécies vegetais contém metilxantinas;
Coffea (Rubiaceae); 
Cola e Theobroma (Sterculiaceae); 
Paullinia (Sapindaceae), 
Ilex (Aquifoliaceae); 
Camellia (Theaceae).
Distribuição e papel fisiológico
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FUNÇÕES DAS METILXANTINAS NOS VEGETAIS
Metabolismo do nitrogênio e do carbono participando de reações de transmetilação-desmetilação.
INFLUÊNCIAS NO TEOR DE METILXANTINAS
Estágio de desenvolvimento;
Alterações sazonais;
Fatores ambientais;
Métodos agronômicos.
REAÇÃO DE TRANSMETILAÇÃO-DESMETILAÇÃO: 
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Propriedades físico-químicas
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Ocorrem em formas tautoméricas
Isômeros ficam em equilíbrio químico dinâmico
Apresentando caráter anfótero: ácido ou base
Cafeína -> Trimetilada
Apresenta maior caráter básico
Propriedades físico-químicas
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Solúveis
Água
Soluções aquosas ácidas a quente
Etanol a quente
Solventes orgânicos clorados
Soluções alcalinas (hidróxido de amônio)
Cafeína, teofilina, teobromina diferenciados em:
Solubilidade
Temperatura de sublimação
Faixa de fusão dos sublimados
Métodos de extração
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Solventes clorados em meio amoniacal
Solventes clorados diretamente de suas soluções aquosas ácidas
Método clássico para extração de alcalóides
Métodos de sublimação
Extração com fluídos supercríticos
 
MAIOR GRAU DE PUREZA
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Caracterização e doseamento
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As metilxantinas são precipitadas com taninos com o reativo de Dragendorff ou com soluções de iodo/iodeto em meio ácido. 
A principal reação de caracterização é a denominada “Reação de Murexidina: Cisão oxidativa em aloxano e ácido dialúrico, formando purpurato de amônio.
A caracterização é feita em CCD, com uso de gel de sílica impregnada com vapores de amônia e sistema eluente composto de clorofórmio. 
Para a revelação são usados reveladores a base de iodo em meio ácido.
Caracterização e doseamento
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Gravimetria
Iodometria
Espectrofotometria no UV 
Métodos cromatográficos
Cafeína na Pasta de Guaraná - Gravimetria (Farmacopéia Brasileira 3ed)
Caracterização e doseamento
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Cafeína na Pasta de Guaraná – Espectrofotometria (Farmacopéia Francesa 8ed)
Caracterização e doseamento
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Os dois métodos apresentam relativa simplicidade e baixo custo
Pouca precisão e elevado potencial de risco
Toxicidade do solvente empregado
Propriedades farmacológicas e efeitos terapêuticos
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Metilxantinas apresentam um amplo espectro de atividades, agindo sobre:
Sistema nervoso central;
Sistema cardiovascular;
Sistema renal;
Sistema digestivo;
Sobre metabolismo de carboidratos e lipídeos.
OS EFEITOS DAS METILXANTINAS SÃO SEMELHANTES, PORÉM APRESENTAM DIFERENTES FINALIDADES TERAPÊUTICAS DEPENDENDO DA SUA POTÊNCIA.
Propriedades farmacológicas e efeitos terapêuticos
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SISTEMA NERVOSO CENTRAL
São estimulantes;
Facilitam a atividade cortical;
Inibem o sono;
Diminuem a sensação de fadiga;
Estimulam os centros respiratórios.
SISTEMA CARDIOVASCULAR
Aumentam a frequência e os débitos cardíacos (teofilina);
Vasoconstrição do sistema vascular cerebral (cafeína);
Vasodilatação periférica e coronariano (cafeína).
Propriedades farmacológicas e efeitos terapêuticos
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MUSCULATURA LISA
Relaxamento da musculatura brônquica, vias biliares e ureteres (teobromina e teofilina).
MUSCULATURA ESTRIADA
Estimulam a contração, reduzindo a fadiga (cafeína).
SOBRE A DIURESE
Teobromina e teofilina aumentam o débito sanguíneo renal e a filtração glomerular. 
Propriedades farmacológicas e efeitos terapêuticos
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FARMACOCINÉTICA
Depende de vários fatores como:
Peso
Tabagismo
Insuficiência hepática
	----------- TERAPIA INDIVIDUALIZADA -----------
Boa absorção por via oral;
A cafeína é completamente absorvida no trato gastrointestinal;
Picos plasmáticos em 15-45 min.;
Metabolismo hepático;
Excreção urinária; Tempo de meia-vida entre 5-6h.
Principais metabólitos da cafeína no homem: Parametilxantina; Teofilina e Teobromina. 
Propriedades farmacológicas e efeitos terapêuticos
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CAFEÍNA
Entra na composição de diversas especialidades: 
Analgésicas
Antipiréticas
Antigripais
Associada com ácido acetilsalicílico
Paracetamol
Dor de cabeça
COMO FÁRMACO ISOLADO
Sonolítico
Antienxaquecoso
Respiração de neonatos
INJETÁVEL: Desintoxicação de depressores do SNC como álcool e narcóticos.
Propriedades farmacológicas e efeitos terapêuticos
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CAFEÍNA
Como bebida:
Estimulantes tônicos e revigorantes;
Importante efeito para o estado de alerta.
TOXICIDADE
Dose letal: 5-10g para um adulto; 80 μg/mL (raro).
Efeitos indesejáveis: 1g; 30 μg/mL 
	Dor de cabeça
	Taquicardia
	Excitação
	Nervosismo
Doses >600mg diárias pode produzir o “cafeinismo”
Propriedades farmacológicas e efeitos terapêuticos
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CAFEÍNA
Síndrome de retirada: Interrupção do uso prolongado. 
Efeitos: Dor de cabeça, fadiga, apatia, insônia, nervosismo, tontura. 
TEOFILINA
Tratamento de asma; 
Bronquite crônica;
Apneia do sono;
Causa contrações do diafragma. 
Efeitos colaterais: Problemas de sono, dores de cabeça, dores abdominais, convulsões. 
Drogas vegetais clássicas
COLA
Nome científico: Cola acuminata / Cola verticillata / Cola nítida
Família botânica: Sterculiaceae
Parte utilizada: Sementes (noz-de-cola)
Árvores de grande porte (10-15m)
Originadas da África tropical
Mastigadas frescas nas regiões de origem
Bebidas estimulantes e refrigerantes
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(Roberts e Barone, 1983) Imagens: http://www.henriettes-herb.com/
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Drogas vegetais clássicas
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COLA
Dados Químicos
Cafeína: 1 a 2,5%
Cafeína livre varia pela forma da droga
Fresca, estabilizada ou seca
> Seca
Traços de teobromina
5 a 10% de taninos
35 a 45% de amido
Drogas vegetais clássicas
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CACAU
Nome científico: Theobrama cacao L.
Theobrama: Alimentos dos deuses
Família botânica: Sterculiaceae
Parte utilizada: Sementes 
Árvores originada da América tropical e cultivada no sudeste asiático,
 África e América do Sul
Produção anual de 1,5 milhão de toneladas
Extração de manteiga de cacau e teobromina para indústria do chocolate
Manteiga utilizada como excipiente graxo em alimentos e produtos
 farmacêuticos 
Drogas vegetais clássicas
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CACAU
Dados Químicos:
Triglicerídeos e ácidos graxos (50%)
Compostos polifenólicos e taninos (5-10%)
1-3% de metilxantinas
0,3% de cafeína
1,5% de teobromina
(Bruneton, 1993)
Drogas vegetais clássicas
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GUARANÁ
Nome científico: Paullinia cupana Kunth.
Família botânica: Sapindaceae
Parte utilizada: Sementes 
Originado da Amazônia (Brasil, Venezuela e Guianas)
Sementes torradas transformadas em pasta com água
Misturadas com farinha de mandioca
Utilização na medicina popular
Estimulante e revigorante
Refrigerantes
Frutos fermentados, sementes separadas e lixiviadas com álcool
(Bruneton, 1993)
Drogas vegetais clássicas
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GUARANÁ
Dados Químicos:
2,5 a 5,0% cafeína nas sementes
Até 7% na pasta
Traços de teofilina, teobromina
Até 60% de amido
(Bruneton, 1993)
Drogas vegetais clássicas
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ERVA-MATE
Nome científico: Ilex paraguaiensis;
Família: Aquifoliaceae;
Parte utilizada: Folhas;
Forma de consumo: Bebidas.
DADOS QUÍMICOS
Vitaminas
Aminoácidos
Saponinas titerpênicas
Compostos fenólicos
Metilxantinas: 0,7-2,3% cafeína; 0,3% teobromina; traços de teofilina.
Drogas vegetais clássicas
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CAFÉ
Nome científico: Coffea arabica;
Família: Rubiaceae;
Parte utilizada: Semente;
Forma de consumo: Bebida.
DADOS QUÍMICOS
Glicídeos
Lipídeos: 10-18%
Proteínas: 10-12%
Cafeína: Teor variável.
Drogas vegetais clássicas
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CHÁ-DA-ÍNDIA
Nome científico: Camellia sinensis;
Família: Theaceae;
Parte utilizada: Folhas;
Forma de consumo: Chás.
DADOS QUÍMICOS
Proteínas
Glicídeos
Vitamina C
Polifenóis
AÇÃO FARMACOLÓGICA: Antimutagênico e antitumoral, antioxidante, inibidor de absorção de colesterol. 
METILXANTINAS
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO – UFERSA
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS ANIMAIS – DCAN
BACHARELADO EM BIOTECNOLOGIA
Raul Lucena
Neto Teixeira