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FARMACOGNOSIA APLICADA Angela Sperry Farmacoergásia Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Avaliar as condições de cultivo quanto à concentração de princípios ativos. � Descrever as condições adequadas para a colheita de plantas me- dicinais. � Validar técnicas de conservação de plantas medicinais. Introdução Nesse capítulo você vai estudar a importância do cultivo, da colheita, da secagem e do armazenamento de plantas medicinais para a obtenção de matérias-primas vegetais de qualidade, visando a garantir e promo- ver a segurança e a eficácia no acesso a plantas medicinais e produtos derivados. A obtenção de espécies vegetais com elevados teores de princípio ativo (metabólitos secundários), seu principal indicador de qualidade, exige o uso de tecnologias de cultivo, o conhecimento da época de plantio e de colheita, e o manejo da disponibilidade de umidade, lumi- nosidade e nutrientes. Para tanto é recomendado seguir os princípios da agricultura agroecológica, bem como identificar corretamente a planta medicinal e conhecer as substâncias ativas e seu efeito farmacológico. São diversos fatores externos que influenciam no cultivo, processamento e armazenamento da espécie vegetal e, consequentemente, na produção de princípios ativos, os quais serão detalhados a seguir. 1 Cultivo de plantas medicinais e produção de princípios ativos Antes de estabelecer o cultivo de plantas medicinais é fundamental conhecer a identificação da espécie, suas características etnobotânicas, adaptativas e farmacológicas, informações apresentadas em bases de dados científicos. É importante dar preferência a espécies nativas ou bem adaptadas à região. O cultivo de plantas medicinais deve seguir normas de boas práticas da agricultura orgânica e ser feito em áreas isentas de contaminação por metais pesados, resíduos de agrotóxicos ou qualquer outra substância química não natural. Além disso, essas áreas devem estar situadas longe de rodovias de movimento intenso e áreas industriais, pois os poluentes lançados no ar nessas regiões também podem se depositar sobre as plantas e contaminá-las. A síntese e o acúmulo de metabólitos secundários são bastante complexos e afetados por diversos fatores internos, que incluem variações genéticas, e fatores externos e técnicos, que podem ser minimizados com a boas práticas agrícolas e farmacêuticas. Vejamos, a seguir, quais são os fatores que influen- ciam na produção de metabólitos secundários. Temperatura Para cada espécie existe uma temperatura ideal para cultivo, porém as espécies são capazes de se desenvolver em uma faixa considerável de temperatura. As variações de temperatura podem ser diárias, mensais e anuais, fator que também influencia o desenvolvimento da planta. Segundo Gobbo-Neto e Lopes (2007), a temperatura é determinada por outros fatores, como altitude e sazonalidade, não havendo muitos estudos sobre sua influência isolada. As baixas temperaturas, sem ser regra geral, têm demonstrado ter influência significante nos níveis de metabólitos secundários, como demonstra o Quadro 1. Farmacoergásia2 Fonte: Adaptado de Li et al. (2020). Classe de metabólito secundário Nome do metabólito Fator de variação Níveis de concen- tração Espécie vegetal Lactonas sesquiter- penicas Artemisinina Estresse metabólico causado por geada Aumento de, aproximada- mente, 60% Artemisia annua (artemísia- -doce, losna verde) Fenóis Compostos fenólicos Alta temperatura Aumento Astragalus compactus (dragão- -verde) Antocianinas Baixa temperatura Aumento Zea mays (milho) Alta temperatura Decréscimo Chrysan- themum (crisântemo) Ácidos graxos Ácido α-linoleico, ácido jasmônico Baixa temperatura Aumento Camellia japonica (japoneira) Quadro 1. Efeito da temperatura na produção de metabólitos secundários de plantas medicinais Luz A luz desempenha um papel fundamental na vida das plantas, influenciando na fotossíntese e em outros fenômenos fisiológicos, como crescimento, de- senvolvimento, produção e armazenamento de princípios ativos. A falta de luminosidade ou seu excesso podem prejudicar esses processos. As plantas respondem às modificações em relação a seus metabólitos na proporção de luz e escuridão dentro de um ciclo de 24 horas. Esse comportamento é cha- mado fotoperiodismo ou ritmo circadiano (GOBBO-NETO; LOPES, 2007; BRASIL, 2006). 3Farmacoergásia Carqueja (Bacharis trimera) e camomila (Matricaria chamomilla), plantas amplamente utilizadas na terapêutica popular, quando em condições de maior intensidade luminosa, aumentam seu teor de óleo essenciais (OE). Radiação ultravioleta É comum haver efeito da exposição à radiação ultravioleta (UV), também chamada de luz UV, nos metabólitos de espécies medicinais. Um exemplo bem estabelecido é o aumento na concentração de compostos fenólicos em resposta ao aumento da radiação UV-B, os quais exercem papel protetivo contra a fotodestruição ao absorverem e ou dissiparem a energia solar, dificultando a danificação dos tecidos internos da planta. No caso específico dos flavonoides, por estarem armazenados, principal- mente, em tecidos superficiais (como epiderme, subepiderme, pelos, cutícula e material epicuticular), eles são utilizados pela planta como filtros UV, pois absorvem a radiação UV-B, protegendo e conservando metabólitos ativos nessa região (GOBBO-NETO; LOPES, 2007). A luz UV e a exposição solar também promovem a biossíntese de alcaloi- des absorventes de UV-B, antocianinas, carotenoides, flavonoides, lignina, fitoesteróis, saponinas e taninos (TAKSHAK; AGRAWAL, 2014; SPITALER et al.., 2006). Acompanhe no Quadro 2 os eleitos da luz e da radiação UV na produção de metabólitos secundários. Farmacoergásia4 Classe de metabólito secundário Nome do metabólito Fator de variação Níveis de concen- tração Espécie vegetal Compostos fenólicos Antocianinas, ligninas, taninos UV-B Aumento Withania somnifera (ginseng indiano) Ácidos fenólicos Chrysan- themum Astragalus compactus Arnica mon- tana (arnica) Sem efeito Nasturtium offi- cinale (agrião) Chrysan- themum Escutelarina Exposi- ção solar total Aumento Asparagus officinalis (aspargo)Flavonol, quercetina-4′-O- monoglucosídeo UV-B Quadro 2. Efeito da alteração de luz e da radiação UV na produção de metabólitos secun- dários de plantas medicinais (Continua) 5Farmacoergásia Fonte: Adaptado de Li et al. (2020). Classe de metabólito secundário Nome do metabólito Fator de variação Níveis de concen- tração Espécie vegetal Alcaloides Alcaloides UV-B Aumento Withania somnifera 30 e 50% de exposi- ção solar Mahonia bodinieri Sabinine, Borneol, Z-jasmone 50% de sombra Flourensia cernua Óleo essencial Exposi- ção solar total Mahonia breviracema Outros Saponinas UV-B Aumento Withania somnifera Fitoesteróis Withania somnifera Ácido hexadenoico 50% de luz solar Mahonia bodinieri Glucosinolato UV-B Nasturtium officinale Quadro 2. Efeito da alteração de luz e da radiação UV na produção de metabólitos secun- dários de plantas medicinais (Continuação) Farmacoergásia6 Disponibilidade de água A água é um elemento essencial para a vida e o metabolismo das plantas, porém o excesso ou a falta de água — estresse hídrico — levam a alterações no me- tabolismo secundário. A chuva contínua pode resultar na perda de substâncias hidrossolúveis das folhas e raízes por lixiviação; sabe-se que isso se aplica a algumas plantas produtoras de alcaloides, glicosídeos e até mesmo óleos voláteis (GOBBO-NETO; LOPES, 2007). Já o estresse hídrico geralmente leva a um aumento na produção de vários tipos de metabólitos secundários, como glicosídeos cianogênicos, glucosinolatos, alguns terpenoides, antocianinas e alcaloides. O Quadro 3 demonstra exemplos desse fator. Fonte: Adaptado de Adaptada de Li et al. (2020). Classe de metabólito secundário Nomedo metabólito Fator de variação Níveis de concentração Espécie vegetal Fenóis Fenólicos totais Estresse hídrico Aumento Hypericum brasiliense (hipérico- brasileiro) Antocianinas Labisia pumila Huperforina Diminuição Hypericum perforatum (erva-de- são-joão) Triterpenoide pentacíclico Ácido betulínico Estresse hídrico Aumento Hypericum brasiliense Lactonas sesquiter- pênicas Artemisinina Artemisia annua Antraqui- nonas Hipericina Hypericum perforatum Quadro 3. Concentração de metabólitos secundários influenciados pela variabilidade hídrica 7Farmacoergásia Solo O teor de princípios ativos nas plantas depende das características da própria espécie, da sua variedade e das condições de cultivo. Apesar de haver grandes variações entre elas, a maioria das plantas medicinais produz melhor em solo fértil, leve e arejado, com pH variando entre 6,0 e 6,5. O manejo correto do solo auxilia no controle de pragas, doenças e invasores, na manutenção da fertilidade e, consequentemente, na produtividade (CARVALHO, 2015). O processo de adubação do solo deve ser realizado utilizando-se fontes orgânicas de nitrogênio, fósforo e potássio. Estudos têm demonstrado que, em solos pobres em nutrientes, há menor taxa de crescimento da planta, au- mentando a produção de metabólitos secundários, particularmente derivados fenólicos. A produção global de metabólitos nitrogenados por uma planta (alcaloides, glicosídeos cianogênicos e glucosinolatos) geralmente é aumentada com a maior disponibilidade de nitrogênio no solo. Os níveis de fósforo e potássio, apesar de relativamente pouco estudados, também podem ter efeitos na produção de metabólitos nitrogenados (GOBBO-NETO; LOPES, 2007). Altitude e latitude A altitude se relaciona diretamente com a diminuição da temperatura e a incidência de luz, interferindo no desenvolvimento das plantas e na produção de princípios ativos. Como observado por Gobbo-Neto e Lopes (2007), geral- mente existe uma correlação positiva entre o conteúdo total de flavonoides e a altitude. Essa correlação pode ocorrer pela maior ocorrência de radiação UV em altitudes maiores. Como já vimos, os flavonoides são reconhecidos por propiciarem proteção à radiação e seus efeitos na espécie vegetal. A latitude é também fator contribuinte na produção de metabólitos, podendo alterar o comportamento das plantas. Por exemplo, no caso de Da- tura stramonium e Hyosciamus sp, as plantas cultivadas em latitude sul são mais ricas em alcaloides do que as cultivadas em latitude norte equivalente. As diferenças estão relacionadas, entre outros motivos, com a inclinação da Terra e a influência das correntes marítimas sobre o clima. É devido a esses fatores, também, que algumas espécies originárias do Hemisfério Norte não florescem ou não frutificam no Hemisfério Sul. Exemplos dessas espécies são o Rosmarinus officinalis, Thymus vulgaris e Pimpinella anisum; se o princípio ativo estiver presente nas flores ou frutos dessas espécies, não se terá acesso a essas substâncias nessas regiões. Farmacoergásia8 A utilização de plantas medicinais, seja para cultivo, seja para colheita e manipulação farmacêutica, depende de um elemento-chave, que é a identificação botânica da planta. O nome científico das espécies é binominal e escrito em latim. Essa forma de notação é universal e serve para caracterizar a espécie que designa, pois os nomes populares estão sujeitos a regionalismos, originando uma confusão com plantas tóxicas ou com plantas com princípios ativos diferentes. No link a seguir, você encontra as orientações técnicas para o cultivo de plantas me- dicinais, aromáticas e condimentares divulgadas pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). https://qrgo.page.link/r94jW 2 Colheita de plantas medicinais Como vimos, o teor de princípios ativos nas plantas depende das características da própria espécie, exigindo grande esforço das condições de cultivo para produção e qualidade. Todo empenho despendido para direcionar os fatores ambientais a favor do cultivo das plantas deverá ser continuado nas etapas subsequentes de colheita, processamento e armazenagem. A colheita ideal deve ser realizada quando houver a maior produção conjunta de biomassa e princípio ativo, de acordo com as características de cada espécie e da parte de interesse da planta. Assim é importante descobrir como ocorre a variação dos princípios ativos ao longo das diferentes fases de desenvolvimento da planta (BRASIL, 2006). 9Farmacoergásia A colheita também deve ser realizada com tempo seco, sem chuva, já que o acúmulo de água nas folhas pode causar a diluição do princípio ativo dentro da planta. Sendo assim, a época de colheita é um fator essencial, já que a quantidade e a natureza dos constituintes ativos variam sazonalmente no ciclo anual, bem como durante o ciclo circadiano (dia/noite). O levantamento realizado por Gobbo-Neto e Lopes (2007) indica que há variações sazonais e diárias no conteúdo de praticamente todas as classes de metabólitos secundários, como óleos essenciais (OE), lactonas sesquiterpênicas, ácidos fenólicos, flavonoides, cumarinas, saponinas, alcaloides, taninos, graxas epicuticulares, iridoides, glucosinolatos, glicosídeos cianogênicos e tiocianatos. Em estudo recente, Tsasi et al. (2017) avaliou o efeito da colheita sucessiva no teor de OE em espécies de Ocimum basilicum L, em diferentes períodos de crescimento. Foi demonstrado que, apesar de as espécies apresentarem o mesmo perfil fitoquímico, o teor de OE em cada espécie foi afetado pela época de colheita, local de cultivo, idade e desenvolvimento da planta. Segundo Brasil (2006), cuidados na colheita são necessários para preser- var a integridade das partes onde se encontra o princípio ativo de interesse. A sensibilidade está bem caracterizada nas espécies produtoras de OE, as quais determinam o método: as espécies que armazenam os óleos na superfície das folhas ou flores exigem mais cuidado do que aquelas que armazenem nas estruturas internas. Sendo assim, o correto manuseio durante e após a colheita são também fatores decisivos para conservação, gerando matérias-primas seguras e de qualidade. O Quadro 4 apresenta o melhor ponte de colheita de diferentes partes das plantas para fins terapêuticos. Farmacoergásia10 Fonte: Adaptado de Rio de Janeiro (2011). Órgão da planta Ponto de colheita Planta toda No momento da floração Sementes Antes de cair espontaneamente Folhas Antes do florescimento Flores No início da floração Frutos Na maturação Raízes, rizomas e tubérculos Planta adulta: inverno ou primavera Casca e entrecasca Antes do florescimento: primavera Quadro 4. Tempo de colheita para fins terapêuticos 3 Técnicas de conservação de plantas medicinais (pós-colheita) Após a colheita, as partes frescas colhidas devem ser preparadas para a secagem de forma rápida para a estabilização, visando a limpeza, a redução da umidade e assim a inibição da atividade enzimática da matéria vegetal e proliferação de microrganismos (SIMÕES et al., 2017; BRASIL, 2006). Uma secagem bem conduzida deverá reduzir o conteúdo de umidade, em geral em torno de 60 a 80%, até um percentual de 8 a 12% para preservar características de cor, aroma e sabor. Assim a maior parte das espécies pode ser armazenada por um bom período sem que ocorra deterioração (SIMÕES et al., 2017; BRASIL, 2006). O tempo necessário depende da temperatura e da umidade relativa do ar. A tempe- ratura de secagem é determinada pela sensibilidade dos princípios ativos; portanto, para cada espécie há uma temperatura ideal (BRASIL, 2006). 11Farmacoergásia O que se espera, idealmente, da planta seca é que mantenha as caracte- rísticas de aroma e coloração mais próximos da planta in natura, indicando a qualidade da matéria-prima. Temperaturas elevadas, além de favorecerem a degradação e a volatização de compostos, especialmente os aromáticos, promovem a “torra” da planta, que adquireuma coloração amarronzada. Secagem à temperatura ambiente ou natural A secagem natural deverá ser feita à sombra, em locais bem arejados e te- lados, para evitar poeira, ataque de insetos e outros animais. Em média, o tempo de secagem varia de alguns dias a semanas. A secagem natural não é recomendada para secar grandes quantidades de plantas, nem em regiões com alta umidade relativa do ar. Este é o método recomendado para secar espécies medicinais contendo OE, que deverão ser secadas à sombra e sem corrente de ar, especialmente quando as estruturas secretoras ocorrem nas partes externas sensíveis, para evitar a volatilização desses componentes (BRASIL, 2006). Secagem em secadores Este tipo de secagem é feita em estufas ou secadores com temperatura con- trolada, em geral, na faixa de 40º a 60º C. A secagem com aquecimento de ar proporciona um produto de melhor qualidade; por essa razão, é considerada o melhor método para secagem de plantas medicinais. O tempo de secagem com esses equipamentos é de poucas horas, sendo o método ideal para secar grandes quantidades de plantas (BRASIL, 2006). Veja, a seguir, alguns cuidados necessários para a secagem (RIO DE JANEIRO, 2011): � evite expor as partes colhidas aos raios solares; � separe as plantas que são de espécies diferentes, principalmente as aromáticas; � elimine as plantas que estejam em condições indesejáveis; � seque as diferentes partes das plantas separadamente; � na secagem de folhas, retire os talos; � folhas grandes podem ser picadas para secar; � raízes, rizomas e tubérculos grandes devem ser cortados para facilitar a secagem. Farmacoergásia12 Operações pós-secagem (embalagem e armazenamento) Finalmente, a matéria vegetal seca deverá ser separada e limpa (retirada de partes indesejadas), e ser reduzida em fragmentos menores ou em pó. Na sequência, deve ser embalada de maneira a conservar suas características e propriedades terapêuticas, além de colaborar para o transporte e o armaze- namento corretos (SIMÕES et al., 2017). As embalagens devem ser devidamente identificadas e conter, pelo menos, o nome popular, o nome científico, o número do lote, a data da colheita e o prazo de validade. Essas especificações são determinadas pela Agencia Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) e podem ser consultadas na Resolução da Diretoria Colegiada (RDC) nº 26, de 13 de maio de 2014, do Ministério da Saúde (MS). Quando são embaladas grandes quantidades, recomendam-se embalagens com uma ou duas camadas externas de papel tipo kraft, para evitar exposição à luz, e uma camada interna de polietileno atóxico, para evitar reidratação do produto. Já o fracionamento em sachês poderá ser feito em embalagens plásti- cas ou de papel pardo comum, seguindo também os quesitos de identificação especificados pela Anvisa. O tempo de armazenamento deve ser o menor possível, e o armazenamento deve ser feito em locais secos, escuros e arejados, nos quais as flutuações diárias de temperatura sejam limitadas (SIMÕES et al., 2017; BRASIL, 2006). A MS RDC nº 18, de 3 de abril de 2013, dispõe sobre as boas práticas de processamento e armazenamento de plantas medicinais. Se quiser ler o texto completo dessa RDC, acesse o link a seguir. https://qrgo.page.link/MgtJZ 13Farmacoergásia Como vimos, os constituintes químicos ativos são afetados por vários fatores que se correlacionam de formas positivas e negativas na produção de metabólitos ativos. Essas características, adicionadas à complexidade da espécie medicinal com seu universo de metabólitos e demais especificidades, deixam clara a necessidade de estudos e experiências que aprimorem as condições de cultivo, coleta e processamento de plantas medicinais para uma matéria-prima vegetal de qualidade. BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução da Diretoria Colegiada - RDC nº 26, de 13 de maio de 2014. Dispõe sobre o registro de medicamentos fitoterápicos e o registro e a notificação de produtos tradicionais fitoterápicos. Brasília, DF, 2014. Dispo- nível em: http://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/2014/rdc0026_13_05_2014. pdf. Acesso em: 13 fev. 2020. BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Boas práticas agrícolas (BPA) de plantas medicinais, aromáticas e condimentares. Brasília, DF: MAPA, 2006. Dis- ponível em: http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/cartilha_plantas_medicinais. pdf. Acesso em: 13 fev. 2020. CARVALHO, L. M. Orientações técnicas para o cultivo de plantas medicinais, aromáticas e condimentares. Circular Técnica EMBRAPA, n. 70, 2015. Disponível em: https://ainfo. cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/133435/1/CT-70.pdf. Acesso em: 13 fev. 2020. GOBBO-NETO, L.; LOPES, N. P. Plantas medicinais: fatores de influência no conteúdo de metabólitos secundários. Química Nova, v. 30, n. 2, p. 374–381, 2007. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422007000200026. Acesso em: 13 fev. 2020. LI, Y. et al. The effect of developmental and environmental factors on secondary me- tabolites in medicinal plants. Plant Physiology and Biochemistry, v. 148, p. 80–89, 2020. RIO DE JANEIRO. Secretaria Municipal de Saúde e Defesa Civil. Manual de Cultivo de Plantas Medicinais. Rio de Janeiro: SMSDC, 2011. (Série B. Normas e Manuais Técnicos). Disponível em: https://caminharnatural.files.wordpress.com/2018/06/manualdeculti- voplantasmedicinais.pdf. Acesso em: 13 fev. 2020. SIMÕES, C. M. O. et al. Farmacognosia: do produto natural ao medicamento. Porto Alegre: Artmed, 2017. SPITALER, R. et al. Altitudinal variation of secondary metabolite profiles in flowering heads of Arnica montana cv. ARBO. Phytochemistry, v. 67, n. 4, p. 409–417, 2006. Farmacoergásia14 TAKSHAK, S.; AGRAWAL, S. B. Secondary metabolites and phenylpropanoid pathway enzymes as influenced under supplemental ultraviolet-B radiation in Withania somnifera Dunal, an indigenous medicinal plant. Journal of Photochemistry and Photobiology: B., Biology, v. 140, p. 332–343, 2014. TSASI, G. et al. The effect of harvesting on the composition of essential oils from five varieties of Ocimum basilicum L. cultivated in the Island of Kefalonia, Greece. Plants, v. 6, n. 3, p. 41, 2017. Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. 15Farmacoergásia
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