farmacognosia aplicada 10

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FARMACOGNOSIA 
APLICADA
Angela Sperry
Produtos naturais 
de origem animal, 
mineral e microbiana 
utilizados em farmácia
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Identificar produtos naturais de interesse farmacológico obtidos de 
fontes animais, minerais e microbianas.
 � Relacionar a origem do produto farmacologicamente ativo com sua 
atividade terapêutica. 
 � Empregar técnicas de identificação e quantificação de compostos 
obtidos de fontes animais, minerais e microbianas.
Introdução
Ao longo do desenvolvimento da civilização humana, o uso de produtos 
naturais com propósitos terapêuticos adquiriu diferentes significados e 
aconteceu — e ainda acontece — sob pontos de vista diversos, depen-
dendo da cultura e conceitos de saúde e doença adotados. Preparações 
caseiras e farmacêuticas obtidas de fontes naturais, sobretudo plantas, 
foram a base da farmacoterapia até meados do século XIX, sendo es-
senciais nos sistemas tradicionais, bem como foram inspiração para o 
desenvolvimento da tecnologia e inovação farmacêutica.
Os produtos naturais apresentam grande diversidade estrutural e 
atividades farmacológicas relevantes, em função da evolução das espé-
cies. Isso resultou em uma sofisticada maquinaria biossintética e uma alta 
capacidade de interação de produtos do metabolismo de determinados 
seres vivos com proteínas e outras biomoléculas de outros seres vivos.
Neste capítulo, você vai estudar os compostos ativos provenientes 
da natureza. Vai ler sobre sua origem, técnicas de identificação e quanti-
ficação, e sobre sua importância no escopo terapêutico da humanidade.
1 Produtos naturais e sua origem
O conhecimento da química da natureza pelos povos primitivos e pelos 
indígenas foi um fator essencial para o descobrimento da farmacologia. 
Ao observar o comportamento de animais e insetos frente a outras espécies, 
eles interpretavam as possíveis ações e se inspiravam para utilizá-las de forma 
terapêutica ou como defesa, reconhecendo a toxicidade das plantas.
A identificação da morfina, oriunda da papoula (Papaver somniferum), em 
1805, é um marco no estudo de fármacos de origem vegetal, levando, pouco 
tempo depois, à descoberta da classe dos alcaloides. A partir daí as pesquisas 
passaram a se preocupar menos com a planta como um todo e mais com seus 
diferentes constituintes químicos, proporcionando a evolução da farmacologia 
(RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014; SIMÕES et al., 2017).
Outro grande marco no avanço farmacológico foi a descoberta do primeiro 
antibiótico de origem natural. O médico inglês Alexander Fleming se dedicou 
a estudar a bactéria Staphylococcus aureus, responsável pelos abscessos em 
feridas dos soldados da Primeira Guerra Mundial. Acidentalmente, ao se 
descuidar do experimento, descobriu nas culturas contaminadas um composto 
capaz de inibir o crescimento da bactéria, proveniente do metabolismo de um 
microrganismo.
Essa é a clássica história do descobrimento da penicilina, oriunda do fungo 
Penicillium notatum. Apesar de sua descoberta datar de 1928, a penicilina foi 
isolada uma década depois e, devido às dificuldades de produção em larga 
escala, introduzida como agente terapêutico apenas em 1943. Esse evento 
motivou uma nova frente de pesquisa na busca de antibacterianos em culturas 
de microrganismos, sobretudo fungos, possibilitando o desenvolvimento 
de um grande número de moléculas, precursoras da maioria dos principais 
antibióticos utilizados até hoje (SIMÕES et al., 2017).
Produtos naturais de origem animal, mineral e microbiana utilizados em farmácia2
Certos compostos são amplamente distribuídos na natureza. Um exemplo 
importante, é o esqualeno, descoberto em 1906. Sua fonte mais abundante, e 
de onde era originalmente extraído, é o óleo de fígado de tubarão (Squalus sp.), 
mas é encontrado também em diversos óleos vegetais, como no azeite de oliva 
e no de abacate (DUARTE et al., 2016), e é um dos principais componentes 
lipídicos da pele humana, tendo importante papel na síntese do colesterol.
De acordo com Farvin et al., (2007), o esqualeno é um antioxidante potente 
que está associado a diversas atividades farmacológicas, como cardioprotetor, 
anticarcinogênico e modulador do sistema imunológico. Com ação emoliente 
e facilmente absorvido pela pele, serve como hidratante e também é utilizado 
como veículo em emulsões tópicas e aplicações positivas em formulações 
nanotecnológicas (HUANG; LIN; FANG, 2009). Por essas propriedades, 
atualmente o esqualeno é amplamente utilizado nas indústrias de alimentos, 
cosméticos e medicamentos.
Outra fonte rica de compostos naturais de interesse para saúde são os 
minerais. Desde os tempos pré-históricos, os humanos usam diversos tipos de 
argila para fins terapêuticos. Há indicações de que o Homo erectus e o homem 
de neandertal usavam argila misturada com água e diferentes tipos de lama 
para curar feridas, aliviar as irritações, etc. Esse uso pode ter começado com 
a observação e imitação de animais, muitos dos quais instintivamente usam 
minerais para tais fins (CARRETERO; GOMES; TATEO, 2013). 
Uma ampla variedade de minerais é utilizada na indústria farmacêutica 
como ingrediente ativo, administrada por via oral (antiácidos, protetores 
gastrointestinais, laxantes, suplementos minerais, etc.) ou parenteral (antia-
nêmicos e homeostáticos). Pode ainda ser de uso tópico ou ser excipiente em 
formulações farmacêuticas (CARRETERO; GOMES; TATEO, 2013). 
O universo marinho, por sua grandeza e diversidade, é fonte potencial para 
a descoberta de novos fármacos. Os organismos marinhos, seja pela competi-
ção por alimentos, seja para defesa de predadores, sintetizam ou incorporam 
metabólitos secundários que costumam ter atividade farmacológica, muitas 
delas descritas como antibiótica, antiviral ou antitumoral (SIMÕES et al., 
2017). De acordo com Simões et al., (2017), diferentemente de outras fontes 
naturais de princípios ativos, em que o ser humano se utilizou da observação 
para formular hipóteses sobre as propriedades terapêuticas, quase não há in-
formação sobre a utilização de organismos marinhos na medicina tradicional. 
Assim a procura por compostos de interesse farmacológico nesses seres é feita 
de forma praticamente aleatória.
3Produtos naturais de origem animal, mineral e microbiana utilizados em farmácia
Os organismos marinhos têm a capacidade de produzir uma variedade de 
produtos naturais biologicamente potentes, abrindo o leque para a inovação 
terapêutica, já que muitos desses compostos não possuem análogos terrestres 
e são únicos em termos de estrutura química e atividade biológica (Jaspar, 
2016). Essas características fizeram com que o interesse na pesquisa de pro-
dutos naturais marinhos aumentasse desde a descoberta acidental, em 1950, 
de nucleosídeos contendo açúcares diferentes da ribose e da desoxirribose a 
partir da esponja Tethya crypta, inspirando a síntese de produtos análogos, 
incluindo o fármaco anti-HIV azidotimidina (AZT) (SIMÕES et al., 2017).
2 Caracterização farmacológica 
dos produtos naturais
Os produtos naturais podem ser utilizados terapeuticamente in natura, em pre-
parações farmacêuticas que incluam todo o complexo químico do organismo, 
muito observado com as plantas medicinais, ou como substâncias isoladas. 
Ainda podem servir como base para a síntese parcial ou para protótipos de 
novas moléculas, que poderão se tornar fármacos.
Desde tempos imemoriais a natureza é a matriz da farmacologia, com 
maior representatividade nas plantas medicinais e acontecendo em menor 
escala com os produtos oriundos de microrganismos e minerais. Entretanto, 
seja qual for a fonte, a importância dessas substancias é inestimável para a 
terapêutica humana. Vejamos um panorama dos compostos naturais, sua 
origem e propriedade terapêutica. 
Fármacos protótipos de categorias terapêuticas 
a partir de microrganismos
Os microrganismos são clássicos precursores dos antibacterianos; por meio da 
penicilina,eles proporcionaram um avanço significativo na medicina moderna. 
Outra importante contribuição no desenvolvimento de novos fármacos são as 
estatinas, que surgiram após a identificação e isolamento da mevastina do 
fungo Penicillium citrinum, possibilitando o desenvolvimento dos fármacos 
hipolipêmicos (SIMÕES et al., 2017; VIEGAS JÚNIOR; BOLZANI; BAR-
REIRO, 2006). 
Produtos naturais de origem animal, mineral e microbiana utilizados em farmácia4
Acompanhe no Quadro 1 alguns fármacos protótipos oriundos de micror-
ganismos e sua aplicação terapêutica.
Fonte: Adaptado de Simões et al. (2017).
Fármaco Espécie Classe terapêutica
Estreptomicina Streptomyces griseus Antibióticos — aminoglicosídeos
Cefalosporina Cephalosporium 
acremonium
Antibióticos — cefalosporinas
Cloranfenicol Streptomyces venezuelae Antibióticos — tetraciclinas
Eritromicina Streptomyces erythreus Antibióticos — macrolídeos
Vancomicina Streptomyces orientalis Antibióticos — glicopeptídeos
Daunorrubicina Streptomyces peucetius Antineoplásico
Bleomicina B2 Streptomyces verticillus Antineoplásico
Mevastatina Penicillium citrinum Hipolipêmico
Ciclosporina Tolypocladium inflatum Imunossupressor
Mevinolina Aspergillus terreus e 
Monascus ruber
Hipolipêmico
Avermectina B1 Streptomyces avermitilis Anti-helmíntico
Tacrolimus Streptomyces 
tsukubaensis
Imunossupressor
Quadro 1. Protótipos de fármacos a partir de microrganismos
Fármacos protótipos de categorias terapêuticas 
a partir de organismos marinhos
A pesquisa e o desenvolvimento de novos fármacos com protótipos de origem 
marinha têm aumentado nos últimos tempos, com destaque para o potencial 
de agentes antitumorais. O Quadro 2 apresenta produtos de origem marinha 
aprovados para uso terapêutico.
5Produtos naturais de origem animal, mineral e microbiana utilizados em farmácia
Fonte: Adaptado de Simões et al. (2017).
Fármacos Fonte Uso terapêutico
Citarabina Esponja (Tethya crypta) Anticâncer
Vidarabina Esponja (Tethya crypta) Antiviral
Ésteres etílicos 
do ácido ω-3
Peixes Antilipêmico
Ziconotida Molusco (Conus magus) Analgésico
Trabectedina Ascídia (Ecteinascidia 
turbinata)
Anticâncer
Mesilato de eribulina Esponja (Halicondria okadai) Anticâncer
Brentuximabe vedotina Molusco (Dolabella 
auricularia) 
Anticâncer
Lota-carragenina Algas vermelhas Antiviral
Quadro 2. Produtos naturais de origem marinha aprovados para uso terapêutico
Produtos de origem mineral nas indústrias 
farmacêutica e cosmética
Os recursos minerais são amplamente utilizados como ingredientes ativos 
ou como adjuvantes em produtos farmacêuticos e cosméticos. Desde que 
suficientemente submetidos a um rigoroso processo de tratamento e puri-
ficação após a extração nas jazidas, vários minerais podem ser usados pela 
indústria farmacêutica, cada um exercendo uma função específica conforme 
suas propriedades físico-químicas (CARRETERO; GOMES; TATEO, 2013). 
Muitos minerais se encontram de forma abundante na natureza. Um exemplo 
disso é o silício: segundo elemento químico mais abundante na crosta terrestre 
depois do oxigênio, tem uma ampla gama de aplicações, algumas conhecidas 
desde a antiguidade. É bastante encontrado em cristais de rocha, como o 
quartzo, e na areia, como o dióxido de silício (SCHLEIER; GALITESI; FER-
REIRA, 2014). Aparece também em altos teores no tecido conjuntivo humano. 
Tem efeitos benéficos na formação de colágeno e glicosaminoglicano, que 
podem influenciar na formação e manutenção óssea, na saúde cardiovascular 
e na cicatrização de feridas (NIELSEN, 2009). 
Produtos naturais de origem animal, mineral e microbiana utilizados em farmácia6
O silício tem sido amplamente utilizado na indústria farmacêutica e cosmética. O talco 
é um silicato de magnésio obtido de rochas largamente usado como lubrificante e 
excipiente, inclusive para formulações de uso interno (SCHLEIER; GALITESI; FERREIRA, 
2014). Por estabelecer e manter a forma do corpo, além de fazer a ligação com outros 
tecidos e preencher espaços, é de grande interesse para a indústria estética (SCHOLZE, 
2015).
O Quadro 3 lista alguns recursos de origem mineral bastante utilizados 
na indústria farmacêutica e de cosméticos. 
Fonte: Adaptado de Carretero, Gomes e Tateo (2013).
Mineral Fonte
Usado em 
medicamen-
tos (ativos)
Usado em me-
dicamentos 
(excipientes)
Usado 
em cos-
méticos
Argilomi-
nerais
Argilas × × ×
Borax Evaporitos ×
Calcita Calcários × × ×
Enxofre Depósitos 
vulcânicos
× ×
Halita Evaporitos × × ×
Hidroxia-
patita
Carbo-
nalitos, 
fosforitos
× ×
Magnesita Calcário × ×
Silvita Evaporitos × × ×
Talco Rochas me-
tamórficas
× × ×
Quadro 3. Minerais usados nas indústrias farmacêutica e cosmética
7Produtos naturais de origem animal, mineral e microbiana utilizados em farmácia
3 Técnicas de identificação e quantificação 
de compostos naturais
Nas últimas décadas os produtos naturais estão recebendo atenção especial por 
parte da indústria e dos pesquisadores do setor. Os avanços obtidos no campo 
da biotecnologia, aliados ao emprego de técnicas modernas de fracionamento 
químico, elucidação estrutural e screening na busca por novos protótipos 
bioativos, têm revelado seu enorme potencial em fornecer moléculas ativas 
com padrões novos e originais (VIEGAS JÚNIOR; BOLZANI; BARREIRO, 
2006). A seguir serão descritas as principais técnicas adotadas na atualidade 
para a avaliação da presença e a quantificação de metabólitos secundários, 
com foco nos processos cromatográficos e espectroscópicos.
Métodos cromatográficos
A cromatografia é uma ferramenta indispensável na área de produtos naturais, 
pois é a base para a caracterização dos constituintes presentes em matrizes 
complexas, como os extratos obtidos de origem vegetal e organismos marinhos 
(SIMÕES et al., 2017). Os ensaios cromatográficos podem buscar o isola-
mento de uma substância específica (processo preparativo) ou a verificação 
da presença e do teor de determinado metabólito em uma matriz (processo 
analítico). Os processos cromatográficos podem ser divididos em técnicas 
planares e em coluna.
Cromatografia em camada delgada (CCD)
Esta é uma técnica planar que, apesar do baixo custo, está em desuso em razão 
da baixa confiabilidade dos resultados gerados em termos de exatidão, precisão 
e reprodutibilidade. A CCD é ainda utilizada quando acoplada a detectores de 
massa de alta resolução (HPTLC-MS, em inglês, high-performance thin-layer 
chromatography mass spectrometry), tornando o método confiável e preciso 
(SIMÕES et al., 2017).
Produtos naturais de origem animal, mineral e microbiana utilizados em farmácia8
Cromatografia gasosa (CG)
É uma das técnicas analíticas em coluna, utilizada para a separação e quan-
tificação de produtos diversos, podendo também ser usada como técnica de 
identificação em casos especiais. Junto com a cromatografia líquida de alta 
eficiência (CLAE) é uma das técnicas mais descritas na literatura para análise 
de produtos naturais. É aplicável para separação e análise de misturas cujos 
constituintes tenham ponto de ebulição de até 300°C e que sejam termicamente 
estáveis (SIMÕES et al., 2017).
Cromatografia líquida de alta eficiência
Técnica analítica em coluna mais utilizada na área de produtos naturais, 
especialmente pela amplitude de amostras passíveis de análise por essa me-
todologia, assim como pela possibilidade de quantificação dos compostos de 
interesse. Tem uma diversidade de detectores que podem ser acoplados ao 
cromatógrafo, como detectores por ultravioleta (UV) e arranjo de diodos, 
fluorescência, índice de refração, etc. Isso salienta a vantagem do método. 
Outro fato a ser salientado no universo analítico de produtos naturais foi o surgimento 
da cromatografia a líquido de ultraeficiência (CLUE), que detecta partículas menores do 
que 2µm, gerando alta capacidade de resolução dos componentes presentes na mistura.
O grande avanço nas técnicas cromatográficas líquidas na área de produtos 
naturais se deu a partir do acoplamento docromatógrafo a espectrômetros de 
massas (EM) e de ressonância magnética nuclear (RMN), fato que possibilitou 
a elucidação estrutural completa de moléculas sem a necessidade de amostras 
de referência para comparação (SIMÕES et al., 2017).
9Produtos naturais de origem animal, mineral e microbiana utilizados em farmácia
Métodos espectroscópicos
A elucidação estrutural de produtos naturais deu um salto de qualidade com 
os avanços tecnológicos das técnicas espectroscópicas, nas quais ocorre a 
absorção e a emissão de energia em determinada frequência, proporcionando 
a informação analítica dos compostos (SIMÕES et al., 2017).
Ressonância magnética nuclear
Caracteriza-se por ser uma técnica não destrutiva que fornece dados do número 
e do tipo de átomos de hidrogênio e de carbono dos compostos. Difere das 
outras técnicas, pois cria níveis discretos de energia entre as transições do 
núcleo de átomos de uma molécula quando submetido a campo magnético 
(SIMÕES et al., 2017).
Espectrometria de massas
Na detecção por espectrometria de massas (EM) mede-se a razão (massa/
carga) do íon precursor de uma substância. O espectro de massas de um com-
posto traz informações únicas, como sua massa molecular e seus padrões de 
fragmentação, permitindo estabelecer a fórmula molecular dessa substância 
pelo valor de massa obtido, enquanto o padrão de fragmentação permite obter 
informações relativas aos grupos funcionais, radicais substituintes e presença 
ou ausência de cadeias laterais no composto investigado (SIMÕES et al., 2017).
Espectrofotometria no ultravioleta e infravermelho
As técnicas espectrofotométricas são fundamentadas na absorção da energia 
eletromagnética por moléculas, o que depende tanto da concentração quanto de 
suas estruturas químicas. De acordo com o intervalo de frequência da energia 
eletromagnética aplicada, a espectrofotometria de absorção pode ser dividida 
em ultravioleta (UV) e infravermelho (IV), podendo ser utilizada como 
técnica de identificação e quantificação de substâncias (SIMÕES et al., 2017). 
Embora a técnica de RMN seja a ferramenta mais eficiente para a elucidação 
estrutural de compostos de origem natural, a utilização de UV e IV ainda 
contribui de forma significativa para a obtenção de dados específicos, como 
presença de grupos funcionais, padrão de insaturação e, em alguns casos, a 
posição de substituintes no núcleo fundamental (SIMÕES et al., 2017).
Produtos naturais de origem animal, mineral e microbiana utilizados em farmácia10
Como vimos, os produtos naturais foram fonte da maioria das substâncias 
ativas de medicamentos. Segundo Harvey (2008), antes do avanço tecnológico 
da síntese e da genômica, mais de 80% das substâncias medicamentosas eram 
produtos naturais ou análogos inspirados em produtos naturais. Isso se deu, 
em parte, devido à riqueza estrutural e química dos produtos naturais e suas 
propriedades farmacológicas, que, após serem substituídas ao longo do século 
XX pela síntese química, têm seu interesse retomado na década de 1990.
Analisando as fontes de novos fármacos entre os anos de 1994 e 2007, 
Harvey (2008) constatou que quase metade dos compostos aprovados foram 
baseados em produtos naturais. Isso demonstra que o interesse por essas 
substâncias vêm crescendo em todo o mundo, o que reforça a preocupação 
com o meio ambiente e a busca por produtos com ingredientes naturais obtidos 
de maneira sustentável.
Um dos grandes desafios da ciência é obter fontes renováveis de matéria-
-prima natural, que, diante da perda da diversidade biológica, acendeu o alerta 
para a necessidade da conservação e do uso racional dos recursos vivos, com 
proteção ao fluxo de serviços dos ecossistemas naturais.
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11Produtos naturais de origem animal, mineral e microbiana utilizados em farmácia
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