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FARMACOGNOSIA APLICADA Carlos Ananias Aparecido Resende Curares e quinas Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Definir, quimicamente, plantas que contenham curares e quinas. � Relacionar aspectos farmacológicos de plantas que contenham curares e quinas. � Descrever, de forma prática, a identificação desses compostos e sua correlação com as espécies brasileiras. Introdução O curare é um extrato aquoso obtido do cipó. O termo vem da palavra “veneno”, que era preparado pelos índios da região amazônica e utilizado em flechas. O curare é considerado minimamente venenoso quando absorvido pelo trato gastrointestinal, mas, quando em contato direto com o sangue, é letal. A preparação do curare pelos indígenas obedecia um padrão de calor, partes utilizadas e concentração, que era verificada provando-se o curare. Os diversos alcaloides presentes no curare não são mais utilizados como paralisante muscular em cirurgias (SÁ, 2012; SOENTGEN; HILBERT, 2016). A quinina é um alcaloide utilizado para o tratamento de malária, neuralgia, espasmos musculares e fibrilação cardíaca. É utilizada na in- dústria alimentícia como flavorizante. Diferentes métodos são aplicados na sua extração e controle de qualidade, para garantir a otimização e confiabilidade dos fármacos que estarão disponíveis no mercado (SILVA; ARAGÃO, 2009). Neste capítulo, você irá estudar essas substâncias do ponto de vista químico e biológico. Também vai ver quais são seus métodos de extração, sua caracterização, seu doseamento e suas propriedades farmacológicas. 1 Conhecendo química e biologicamente o curare e a quinina Curare Curare é um termo que descreve uma combinação de extratos. Essa substân- cia apresenta o alcaloide tubocurarina, e é utilizada por indígenas como um poderoso veneno (SÁ, 2012). Os indígenas classificam o curare em três tipos, estabelecidos em função de seu armazenamento, forma de preparo e recipiente utilizado, que são os seguintes (SIMÕES et al., 2017): � Curare de tubo de bambu: extrato de menispermáceas. � Curare de cabaça (casca dos frutos de espécies de Cucurbitaceae): extrato da espécie loganiáceas. � Curare de pote de barro: extrato de espécies de duas famílias. A tubocurarina, cuja estrutura química você pode ver na Figura 1, é um dos princípios ativos encontrado no curare, presente na Chondrodendron tomentosum, uma trepadeira nativa da América do Sul. A tubocurarina é um composto heterocíclico, com a presença de núcleo isoquinolínico, tendo como precursor a fenilamina e a tirosina, um sal quaternário que apresenta cadeias do grupo metil, solúveis em água (BARREIRO; FRAGA, 2015; MELOROSE; PERROY; CAREAS, 2015). A origem biossintética dos alcaloides se inicia pela rota do ácido chi- químico a partir dos carboidratos. O ácido chiquímico é responsável pela formação dos aminoácidos aromáticos L-fenilamina e L-tirosina, precursores dos alcaloides isoquinolínicos (MELOROSE; PERROY; CAREAS, 2015). Acompanhe na Figura 2 a biossíntese dos alcaloides isoquinolínicos. Curares e quinas2 Figura 1. Estrutura química da tubocurarina. Fonte: Adaptada de Simões et al. (2017). Alcaloide quaternário Figura 2. Biossíntese dos alcaloides isoquinolínicos. Fonte: Adaptada de Simões et al. (2017). +Eritrose-4-fosfato Fosfoenolpiruvato Ácido chiquímico CorismatoPrefenatoTirosina Alcaloides isoquinolínicos Condensação de dois metabólitos para a formação do ácido chiquímico A formação do corismato acontece com a junção do fosfoenolpiruvato Na tubocurarina, os dois átomos de nitrogênio estão separados por 10 átomos de hidrogênio, apresentando centros carregados positivamente. A distância interatômica (1,4 nm em tubocurarina) é muito dependente da estrutura e estereoquímica, uma vez que os átomos estão separados do centro (MELOROSE; PERROY; CAREAS, 2015). Veja o processo de formação da tubocurarina na Figura 3. 3Curares e quinas Figura 3. Processo de formação da tubocurarina. Fonte: Adaptada de Melorose, Perroy e Careas (2015). HO NMe MeO HO H HO NMe MeO HO H O2 NADPH O MeN OMe O H O NMe MeO H O O NMe MeO H MeN H O OH OMe OH SAM O2 NADPH O NMe MeO H Me2N H O OH OMe OH Oxidação eletrônica de grupos fenóis produz radicais estabilizados por ressonância Acoplamento radical: é provável que seja um processo gradual Tubocurarina (S)-N-metil-coclaurina (S)-N-metil-coclaurina O acoplamento oxidativo fenólico é um fator crucial para a modificação da benziltetrahidroisoquinolina, que é o esqueleto básico para muitos outros tipos de alcaloides. A tubocurarina representa o acoplamento de duas moléculas de benziltetrahidroisoquinolina por pontes de éter, mas esse acoplamento é menos frequente do que o de carbono–carbono, uma ligação intramolecular entre anéis aromáticos (MELOROSE; PERROY; CAREAS, 2015). Ao longo da história, algumas plantas foram utilizadas para a preparação do curare, e elas apresentam propriedades farmacológicas, como as listadas a seguir (SIMÕES et al., 2017; KING, 1945; RAGHAVENDRA, 2002; SPIROVA et al., 2019; VIRTUOSO et al., 2005): � Noz-vômica (Strychnos nux-vomica L.): a parte da planta utilizada para o preparo são as sementes. Era utilizada no passado para o tratamento de transtornos gastrointestinais. � Uva-do-mato (Chondrodendron tomentosum): é um potente relaxante muscular, utilizado como adjuvante em cirurgias e no tratamento de crises convulsivas. � Corticeira (Erythrina velutina): uma espécie da flora brasileira que apresenta atividade sob o músculo esquelético, provocando paralisia muscular. A parte da planta utilizada é a casca. Curares e quinas4 Quinina A quinina é extraída das cascas da quina. Foi isolada pela primeira vez em 11 de setembro de 1980 na França, pelos químicos Pierre Joseph Pelletier e Joseph Bienaimé Caventou. Registros históricos relatam que índios começaram a observar que animais doentes obtiveram melhoras após ingerir água de uma lagoa onde havia cascas de quina (ALMEIDA et al., 2009). A quinina é um alcaloide quinolínico e apresenta em sua estrutura quí- mica, que você pode ver na Figura 4, um núcleo quinolínico, responsável por diferentes efeitos farmacológicos. Utilizada na indústria farmacêutica para o desenvolvimento de fármacos antimaláricos e no tratamento de distúrbios digestivos, a quinina vem sendo empregada na indústria de alimentos como aditivo de amargura (SIMÕES et al., 2017). Figura 4. Estrutura química da quinina. Fonte: Adaptada de Simões et al. (2017). Álcool Éter Amina Alcaloide terciário Amina A água tônica é considera um refrigerante e apresenta, em sua constituição, 82mg/L de quinina. A quinina, inicialmente, era utilizada como um composto com benefícios antimaláricos, mas a indústria de alimentos a utilizou para conferir o gosto amargo, uma característica sensorial marcante. A água tônica também é utilizada em bebidas como mistura para coquetéis feitos com gin (MINIM et al., 2009). 5Curares e quinas A biossíntese da quinina, ilustrada na Figura 5, é semelhante à de outros alcaloides indólicos, de acordo com Simões et al. (2017, documento on-line): O triptofano (1), um aminoácido de núcleo indólico, forma, por descarboxila- ção, a triptamina (2), a qual, mediante condensação de Pictet-Spengler com o monoterpeno secologanina (3), forma a estrictosidina (4). A incorporação do intermediário corinanteal (5) sugere que o grupo metóxi-carbonilíco se perde em estágios anteriores, formando duas isoformas. A partir do corinanteal (5), os caminhos divergem completamente, e a formação do esqueleto quinolíni- co requer um rearranjo não apenas da porção monoterpênica, mas também do núcleo indólico, formando intermediários como 6, 7 e 8, para formar os alcaloides quinina (9), cinchonidina quinidina e cinchonina. Figura 5. Rota biossintética da quinina. Fonte: Simões et al. (2017, documento online). Curares e quinas6 Os alcaloides quinolínicossão encontrados na espécie do gênero da Cinchona L., que são árvores nativas da América do Sul e de outros países. As cascas dessa espécie devem ser utilizadas na faixa de 8 a 12 anos. Apresenta solubilidade em água, sendo um fármaco extremamente básico (BARREIRO; FRAGA, 2015; SIMÕES et al., 2017; OLIVEIRA; SZCZERBOWSKI, 2009; SILVA; ARAGÃO, 2009). Estudos relacionados à estrutura química da quinina levaram ao desenvolvi- mento de análogos sintéticos a partir do grupo farmacofórico o anel quinolínico (cloroquina, primaquina e mefloquina) (BARREIRO; FRAGA, 2015). A transmissão da malária ocorre pelo parasita do gênero Plasmodium, ou seja, é uma doença parasitária transmitida pela picada do mosquito fêmea do gênero Anopheles (RATHORE et al., 2005). A malária apresenta como sintomas febre, calafrios, cefaleia, vômitos, anorexia, diarreia e anemia. Caso não seja tratada adequadamente, pode causar complicações maiores ao paciente, como edema pulmonar, complicações renais, icterícia e obstrução dos vasos sanguíneos cerebrais, situação que poderá levar o paciente a óbito (FRANÇA; DOS SANTOS; FIGUEROA-VILLAR, 2008). O fármaco de primeira escolha para o tratamento da malária é a quinina, presente na constituição química de algumas espécies de plantas, como as lis- tadas a seguir (SIMÕES et al., 2017; POLLITO; TOMAZELLO FILHO, 2006). � Cinchona calisaya (quina amarela): utilizada como um antimalárico e antiparasitário, também auxilia no processo digestivo. As partes utilizadas da planta são as cascas. Nesta droga encontram-se presentes 60% de quinina. � Cinchona amazônica: espécie do gênero Cinchona, chamada popular- mente de árvore da quinina. Sua casca é utilizada para o tratamento da malária. 2 Aspectos farmacológicos de curares e quinas Curare O curare apresenta propriedades paralisantes; essa ação ocorre sobre os receptores nicotínicos da acetilcolina nos músculos. O curare trabalha de forma competitiva com a acetilcolina, sendo um antagonista. Provocando bloqueio neuromuscular e, em seguida, flacidez muscular, a ação da tubocurarina acontece por um período longo (SIMÕES et al., 2017). 7Curares e quinas A neostigmina e a piridostigmina são antagonistas da tubocurarina, ou seja, revertem o efeito de bloqueio neuromuscular promovido pela tubocura- rina. Utilizada também como antídoto no caso de envenenamento por curare, a neostigmina promove o aumento da concentração de acetilcolina no sistema neuromuscular (ARAÚJO; SANTOS; GONSALVES, 2016; MELOROSE; PERROY; CAREAS, 2015). Em 1947, a tubocurarina possibilitou o desenvolvimento de fármacos da classe dos bloqueadores ganglionares e relaxantes musculares utilizados em cirurgias intestinais (BARREIRO; FRAGA, 2015). Alguns efeitos colaterais causados pela tubocurarina são hipertensão, taquiarritmia, apneia, bronco- espasmo, insuficiência respiratória, rubor e salivação. Quinina O mecanismo de ação da quinina ainda não é totalmente elucidado. Ela pode ser usada como um antiarrítmico, sendo indicada na manutenção do ritmo sinusal e da fibrilação atrial, na prevenção recorrente da taquicardia e no tratamento de diferentes linhagens celulares (MELOROSE; PERROY; CAREAS, 2015). Alguns estudos relatam que a quinina age sobre os fosfolipídios da mem- brana do vacúolo digestivo. Essa degradação compromete a hemoglobina, levando o parasita à morte (FITCH, 2004). O metabolismo do quinina ocorre no citocromo P450, uma enzima hepá- tica, na qual ocorre a oxidação do fármaco. A excreção da forma inalterada do fármaco ocorre pela urina — 20% da dose administrada é excretada. A 3-hidroxiquinina é o principal metabólito produzido pelo fármaco; em pacientes com deficiência renal pode causar toxicidade (SIMÕES et al., 2017). Existe uma limitação ao uso do quinina, por ter uma janela terapêutica curta; pode ainda haver o desenvolvimento de cardiotoxicidade e o cinchonismo (toxicidade neurológica, cardiovascular e gastrointestinal). A quinina é um dos fármacos que podem ser utilizados no primeiro trimestre da gestação (TAKEM; D’ALESSANDRO, 2013; WHITE, 2007). Indivíduos que apresentam um nível plasmático elevado do fármaco podem ter um aumento da toxicidade — isso ocorre devido à ligação com proteínas plasmáticas. Em pacientes com malária grave, o período de meia-vida da quinina se torna mais longo (SIMÕES et al., 2017). Curares e quinas8 Os antimaláricos foram desenvolvidos como profilaxia e tratamento da malária. O hospedeiro da malária apresenta um ciclo biológico complexo, e deve ser empregado um esquema terapêutico adequado à terapia que será aplicada ao paciente. Existem hoje poucos fármacos para tratamento e, por uso incorreto da população, vêm aumentando os casos de resistência medicamentosa a esses fármacos. Se quiser saber mais a respeito, leia o artigo disponível no link a seguir. https://qrgo.page.link/kiHbP 3 Caracterização, doseamento e extração Curare Existem diversas reações que podem ser empregadas para a identificação de alcaloides, mas algumas drogas necessitam de testes específicos para sua identificação. A metodologia de extração, de modo geral, consiste em tratar o material vegetal na forma de pó com solução aquosa de ácido diluído e, em seguida, neutralizar adicionando um solvente orgânico. Esses alcaloides são precipitados com adição da solução de carbonato de sódio ou amônia (SIMÕES et al., 2017). A caracterização e o doseamento da tubocurarina podem ser feitos com os seguintes métodos (SIMÕES et al., 2017): � Cromatografia em camada delgada (CCD): método utilizado para isolamento e identificação da tubocurarina, alcaloide presente no curare. É empregado o regente iodo platinado na cor marrom para a detecção do alcaloide. � Cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE), cromatografia a gás (CG) e volumetria: o doseamento da tubocurarina pode acontecer por um desses três métodos. Pode ser empregando na fase móvel do gradiente do CLAE. 9Curares e quinas Quinina A extração do quinina ocorre por meio do líquido — líquido é o momento em que dois componentes de uma mistura são separados quando entram em contato com o solvente orgânico no qual ocorrerá o processo de dissolução (SIMÕES et al., 2017). Outros autores citam a extração por meio de ultrassom. Essa técnica con- verte as ondas do ultrassom de energia elétrica para energia mecânica, e a propagação dessas ondas no meio líquido provoca uma variação de pressão. A formação de bolhas ocorrem pela alta frequência, quando ocorre a im- pulsão para a formação das bolhas. Durante esse processo ocorre um efeito vibratório na célula, levando a sua ruptura e liberando seu conteúdo (SILVA; ARAGÃO, 2009). A caracterização e o doseamento pode ser feitos pelas seguintes técnicas: � Cromatografia em camada delgada (CCD): método utilizado para o isolamento de alcaloides indólicos. Este método é utilizado para a identificação de compostos conhecidos (BESSEGATO; CARDOSO; ZANONI, 2016). � Cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE): método empregado para a quantificação de alcaloides indólicos, que apresentam forte ab- sorção pelo núcleo indólico, que se concentra na região violeta; assim o método se apresenta sensível. Este método trabalha com a CLAE acoplada à detecção de alta florescência (FLD) (CANALES et al., 2020). Existem alguns testes colorimétricos empregados na identificação quinina, listados a seguir: � Teste de eritroquinina: apresenta coloração avermelhada. � Teste de Herapatita: apresenta aspecto metálico. � Ácidos oxigenados: apresenta fluorescência azul na presença de ácido sulfúrico. � Teste de taleioquina: verde esmeralda. Acompanhe no Quadro 1 os testes colorimétricos reativos para a confir- mação de alcaloides. Curares e quinas10 Reativo para alcaloides Composição Cor do precipitado Dragendorff Iodobismutato de potássio Alaranjado Mayer Iodomercurato de potássio Branco Bertrand Ácido sílico-tungstato Branco Bouchardat/Wagner Iodo-iodetode potássio Marrom Sonnenschein Ácido fosfomolíbdico Ácido tânico Branco Bege Heger Ácido pícrico Amarelo Quadro 1. Testes reativos colorimétricos para confirmação de alcaloides No link a seguir você encontra um site com mais infor- mações sobre os testes utilizados para identificação e extração de alcaloides. https://qrgo.page.link/ZvxQx O conhecimento acerca da utilização dos produtos naturais e a troca de experiências entre os diferentes povos levaram ao desenvolvimento de estudos voltados para compostos químicos naturais responsáveis por diversas atividades biológicas (MONTANARI; BOLZANI, 2001). No desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento de doenças diversas, a natureza tem um papel fundamental (VIEGAS JÚNIOR; BOLZANI; BARREIRO, 2006). 11Curares e quinas ALMEIDA, M. R. et al. Pereirina: O primeiro alcaloide isolado no Brasil? Revista Brasileira de Farmacognosia, v. 19, nº. 4, out./nov. 2009. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo. php?script=sci_arttext&pid=S0102-695X2009000600026. Acesso em: 21 fev. 2020. ARAÚJO, C. R. M.; SANTOS, V. L. dos A.; GONSALVES, A. A. 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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. Curares e quinas14
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