Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 1INTRODUÇÃO Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 2 FARMACOGNOSIA Histórico - “Materia Medica” - termo referente a coleções (tratados) sobre o conhecimento médico e farmacêutico do Ocidente - Dioscórides (Grécia, séc. I) - autor da compilação “De Materia Medica Libre Cinque” - obra com aprox. 600 plantas medicinais, animais e minerais - permanência por aproximadamente 15 séculos - séc. XIX: “Matéria Médica” ⇒ divisão entre Farmacologia e Farmacognosia - séc. XIX: surge o termo “Farmacognosia” (pharmakon + gnosis) - J. Adan Schmidt, Viena, 1811: “Lehrbuch der Materia Medica” (Livro de Matéria Médica) - C.A. Seydler, Alemanha, 1815: “Analectica Pharmacognostica” - Farmacognosia: união da botânica, química e farmacologia - final do séc. XIX - isolamento de várias substâncias naturais de origem vegetal - descoberta de substâncias com atividade farmacológica - início da síntese orgânica (empirismo) - descrição de drogas vegetais (química e botânica) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 3 EXEMPLOS DE SUBSTÂNCIAS NATURAIS DESCOBERTAS NO SÉCULO XIX Ano Substância Descobridor(es) 1817 morfina Sertüner 1817 narcotina Robiquet 1818 estricnina Pelletier e Caventou 1819 brucina Pelletier e Caventou 1820 quinina Pelletier e Caventou 1820 cinchonina Pelletier e Caventou 1821 cafeína Pelletier e Caventou 1824 taurina Gmelin 1827 coniina Giesecke 1828 nicotina Posselt e Riemann 1831 atropina Hesse 1832 codeína Robiquet 1834 creatina Chevreul 1834 ácido cinâmico Dumas e Peligot 1837 amidalina Liebig e Wöhler 1839 salicina Piria 1841 borneol Pelouze 1845 cânfora Bouchardat 1846 tirosina Liebig 1848 papaverina Merck 1859 cocaína Niemann Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 4 FARMACOGNOSIA Histórico - do início à metade do séc. XX - surgimento da cromatografia - início da “Química de Produtos Naturais” - estudo da biossíntese de substâncias naturais - identificação de substâncias orgânicas: UV, IV, EM, RMN - síntese de produtos naturais - ascensão e queda de pesquisas de medicamentos à base de produtos naturais (plantas e microrganismos) - últimas duas décadas do século XX - volta ao passado com “onda verde” ou “onda herbal”: preferência da população por substâncias naturais e fitopreparados - aquecimento da pesquisa de substâncias naturais como fonte de novos fármacos e medicamentos: academia e indústria - pesquisa acadêmica de substâncias naturais e de plantas medicinais: multidisciplinaridade (química, farmacologia, botânica, bioquímica, agronomia, genética, tecnologia farmacêutica, etc.) - indústria farmacêutica: investimento em pesquisas de plantas medicinais, fármacos e desenvolvimento de fitoterápicos - legislação: regulamentação de registro e comércio de fitoterápicos (USA, Europa, Brasil, etc.) - elevado crescimento do comércio de fitoterápicos em nível nacional e mundial - pesquisas de ponta e alta tecnologia (biologia molecular, bioensaios, enzimologia, etc.) na busca de novos fármacos Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 5 - século XXI - investimento em metodologias analíticas, bioensaios in vitro - inclusão de ferramentas computacionais e metodologias in silico - conexão da farmacognosia à biologia e à química em caráter multidisciplinar - bibliografia recomendada W.P. Jones, Y.-W. Chin, A.D. Kinghorn. 2006. The role of pharmacognosy in modern medicine and pharmacy. Curr. Drug Targets, vol. 7, pp. 247-64. L. Bohlin, U. Göransson, A. Backlund. 2007. Modern pharmacognosy: connecting biology and chemistry. Pure Appl. Chem., Vol. 79, pp. 763–774. S. Larson, A. Backlund, L. Bohlin. 2008. Reappraising a decade old explanatory model for pharmacognosy. Phytochem. Lett., vol. 1, pp. 131- 134. L. Bohlin, U. Göransson, C. Alsmark, C. Wedén, A. Backlund. 2010. Natural products in modern life science. Phytochem. Rev., vol. 9, pp. 279- 301. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 6 BREVE HISTÓRIA DA MEDICINA 2000 a.C. - Aqui, coma essas raízes. 1000 d.C. - Raízes são pagãs, reze. 1850 d.C. - Reza é superstição, beba essa poção. 1940 d.C. - Essa poção é óleo de cobra, tome essa pílula. 1985 d.C. - Essa pílula é inócua, tome esse antibiótico. 2000 d.C. - Antibiótico é artificial, coma essa raiz. (http://www.humornaciencia.com.br/miscelanea/breme.htm) Richard Gordon - A Assustadora História da Medicina Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 7 SUBSTÂNCIAS NATURAIS, PLANTAS MEDICINAIS E FITOTERÁPICOS Substâncias naturais - origem animal, vegetal ou de microrganismos - também denominadas “produtos naturais” - são na maioria metabólitos secundários - geralmente os princípios ativos de plantas medicinais - pesquisa focada nas substâncias de origem vegetal - utilizadas como medicamentos ou protótipos, como defensivos agrícolas, corantes, aromatizantes, etc. Plantas medicinais - possuem substâncias (na maioria metabólitos secundários) com ação farmacológica - utilizadas para cura/controle de enfermidades agudas - livre acesso e uso para a população ⇒ patrimônio popular - populares no mundo todo desde a antigüidade - saúde primária da maioria da população do 3º mundo Fitoterápicos - obtidos de plantas medicinais - processado por indústrias - são medicamentos ⇒ eficácia, segurança e qualidade - há legislação para sua produção, registro e comércio - venda sob prescrição médica (recomendável) - populares em países desenvolvidos, em especial na U.E. - mercado mundial promissor - desenvolvimento crescente no Brasil Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 8 PLANTAS MEDICINAIS E FITOTERÁPICOS Remédio ≠ ≠≠ ≠ medicamento - remédio: qualquer substância ou recurso utilizado para obter cura ou alívio - medicamento: possui eficácia, segurança, qualidade “Planta” ≠ ≠≠ ≠ planta medicinal - planta: qualquer planta (alimentícia, ornamental, tóxica, etc.) - planta medicinal: propriedades terapêuticas; tem livre acesso e uso; é um patrimônio popular; espécie vegetal, cultivada ou não, utilizada com propósitos terapêuticos; Matéria-prima vegetal - compreende a planta medicinal, a droga vegetal ou o derivado vegetal Droga vegetal - planta medicinal, ou suas partes, que contenham as substâncias, ou classes de substâncias, responsáveis pela ação terapêutica, após processos de coleta, estabilização, quando aplicável, e secagem, podendo estar na forma íntegra, rasurada, triturada ou pulverizada Derivados vegetal - produto da extração da planta medicinal in natura ou da droga vegetal, podendo ocorrer na forma de extrato, tintura, alcoolatura, óleo fixo e volátil, cera, exsudato e outros Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 9 FITOTERÁPICOS Fitoterápico = medicamento - legislação que dispõe sobre o registro de medicamentos fitoterápicos no Brasil: ANVISA - Resolução - RDC nº 14, 31/03/2010 - § 1º São considerados medicamentos fitoterápicos os obtidos com emprego exclusivo de matérias-primas ativas vegetais, cuja eficácia e segurança são validadas por meio de levantamentos etnofarmacológicos, de utilização, documentações tecnocientíficas ou evidências clínicas § 2º Os medicamentos fitoterápicos são caracterizados pelo conhecimento da eficácia e dos riscos de seu uso, assim como pela reprodutibilidade e constância de sua qualidade § 3º Não se considera medicamento fitoterápico aquele que inclui na sua composição substâncias ativas isoladas, sintéticas ou naturais, nem as associações dessas com extratos vegetais Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 10 FITOTERÁPICOS – DEFINIÇÕES (RDC 14/10) Fitocomplexo - substâncias originadas no metabolismo primário e/ou secundário responsáveis, em conjunto, pelos efeitos biológicos de uma planta medicinal ou de seus derivados Marcador - composto ou classe de compostos químicos (ex: alcalóides, flavonóides, ácidos graxos, etc.) presentes na matéria prima vegetal, preferencialmente tendo correlação com o efeito terapêutico, que é utilizado como referência no controle da qualidade da matéria-prima vegetal e do medicamento fitoterápico Perfil cromatográfico - padrão cromatográfico de constituintes característicos, obtido em condições definidas, que possibilite a identificação da espécie vegetal em estudo e a diferenciação de outras espécies Prospecção fitoquímica - testes de triagem, qualitativos ou semiquantitativos, que utilizam reagentes de detecção específicos para evidenciar a presença de grupos funcionais característicos na matéria-prima vegetal e que auxiliam na identificação da espécie vegetal e a diferenciação de outras espécies Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 11 MERCADO MUNDIAL DE FITOTERÁPICOS País US$ Milhões (2002) Europa 6,790 Ásia 5,044 Japão 2,134 América do Norte 4,074 Total US$ 19,4 bilhões Comunidade Européia - Mercado - 39% na Alemanha e 29% na França: vendas no varejo - Principais enfermidades - resfriados, tosses, fadiga muscular, varizes e problemas circulatórios, problemas da vesícula biliar, do pâncreas e do fígado - uso como digestivos, calmantes e laxantes - Outras características - automedicação elevada - emprego como suplemento alimentar - manufatura de cosméticos, perfumes e outros produtos - eficácia, segurança, qualidade: Diretiva Européia 2001/83 CE Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 12 MERCADO NACIONAL DE FITOTERÁPICOS Brasil - mercado ainda pequeno, porém em grande ascensão - parque industrial: 142 empresas (58 em SP, 22 no RJ, 17 no RS e 10 em MG) - evolução de vendas em reais e quantidades de unidades vendidas MERCADO (Rr$ 1000) Unidades (Rr$ 1000) Unidades (Rr$ 1000) Unidades TOTAL 19.228.537 1.390.526 21.684.868 1.468.714 23.528.081 1.503.228 FITOTERÁPICOS 504.178 33.783 559.015 34.380 660.542 37.302 2005 2006 2007 - vendas (unidades) no Brasil em 2006 (aprox. 70% das vendas totais de fitoterápicos): laxantes (21%), hipnotizantes e sedativos (17,5%), vasoterapêuticos (13%), coleréticos/colecinéticos (10%) e laxantes de incremento de bolo fecal (8,5%) - das 11 espécies vegetais com maior número de derivados registrados como fitoterápicos até 2008, apenas duas são nativas da América do Sul - flora rica e pesquisas científicas em crescimento: fitoquímica e ensaios farmacológicos - necessidade de investimento em toxicologia, estudos clínicos, tecnologia fitofarmacêutica e maior integração das pesquisas - controle de qualidade e padronização de extratos: necessidade de modernização e aprimoramento - estímulo do Governo Federal através de legislações, como o Programa Nacional de Plantas Medicinais e Fitoterápicos (PNMF) em 2008 Fonte: compilação de dados não oficiais da ABIFISA Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 13 BIOSSÍNTESE DE PRODUTOS NATURAIS Importância do metabolismo vegetal - quimiotaxonomia: metabolismo secundário e taxonomia - síntese orgânica - elucidação estrutural por métodos espectrométricos - novas fontes de moléculas bioativas e protótipos - cultura de tecidos vegetais e biologia molecular - classificação de substâncias por rotas biossintéticas - ecologia química: interações planta-planta, planta-insetos, planta- animais Conceitos - biossíntese - identificação dos intermediários e das enzimas de uma rota - biogênese - proposição de uma rota biossintética; é uma suposição Rota biossintética A ⇒ precursor B, C, D ⇒ intermediários (estáveis ou não) E ⇒ produto final w, x, y, z ⇒ enzimas ou complexos enzimáticos A B C D E w x y z Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 14 BIOSSÍNTESE DE PRODUTOS NATURAIS Enzimas e complexos enzimáticos - especificidade - estereoseletividade - regulação das reações controlada com elevada eficácia - reações mais comuns: - condensações C-C - oxidações - reduções - esterificações - metilações Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 15 BIOSSÍNTESE DE PRODUTOS NATURAIS Condensações (A) - em laboratório: Grignard, organolítio, ilidas de fósforo, etc. - in vivo: tioésteres do cofator coenzima A (tipo Claisen e aldólica) - exemplo de condensação C-C tipo Claisen SCoA O SCoA O H Enz X Claisen SCoA O O SCoA O O SCoA + CoASH - exemplo de condensação aldólica SCoA O O CoAS SCoA O O OH SCoA O H Enz X H + Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 16 BIOSSÍNTESE DE PRODUTOS NATURAIS Condensações (B): via –OPP ou bases de Schiff - ésteres de pirofosfato ou difosfato (–OPP) Y R X R Y X OPP O P P OH O O OHOH + + X = ou OP OPP= - condensação via –OPP - exemplo na biossíntese de terpenóides OPP OPP H H PPO S R -OPP - condensação via bases de Schiff - exemplo na biossíntese de alcalóides piperidínicos NH 2 N H 2 NH 2 N H 2 O N H R N R H + base de Schiff Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 17 BIOSSÍNTESE DE PRODUTOS NATURAIS Oxidações - em laboratório: Cr e Mn - in vivo: - oxidases, oxigenases, peroxidases, catalases, O 2 1- , O 2 2- , O 2 - cofatores FAD/FADH 2 e citocromo P 450 - exemplo de uma seqüência de oxidação biológica: R R' H O H R R' H H R R' OH O H [O] [O] Reduções - em laboratório: LiAlH 4 , NaBH 4 , lítio, etc. - in vivo: - desidrogenases, NADH e NADPH - exemplo de redução de carbonila a álcool com NADPH: N R Hs CONH 2 H N R CONH 2 R R' O R R' OH H H + R NADPH NADP .. + + Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 18 BIOSSÍNTESE DE PRODUTOS NATURAIS Esterificações - com ácidos: acético, tíglico, angélico, cinâmico, etc. Metilações (Alquilações) - O-, N- e C-metilações: S-adenosil metionina (SAM) S C H 3 N N O OH OH N N NH 2 N H 2 CO 2 H SAM + - mecanismo de O-, N- e C-metilação com a SAM: R OH NH R R' OH R O CH 3 N R R' CH 3 OH CH 3 S Adenosil C H 3 Metionina S Adenosil Metionina .. .. .. + .. + a) b) c) a) b) c) (SAM) - exemplo de metilação de uma hidroxila fenólica com a SAM O O O H O H O O O H MeO SAM Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 19 BIOSSÍNTESE DE PRODUTOS NATURAIS Elucidação de rotas biossintéticas - elucidação da estrutura química de um dado metabólito ⇒ proposição da hipótese biogenética ⇒ comprovação da hipótese Como? - experimentos com precursores enriquecidos com isótopos radioativos - administração ⇒ isolamento do produto ⇒ purificação ⇒ análise do teor de radioatividade - observar: a) se o precursor foi incorporado b) como e onde foi incorporado Precursores - administrar em organismos intactos (plântulas), extratos cell free ou culturas de tecidos - usuais: 3 H (trítio) e 14 C ⇒ partículas β ⇒ detectores de radiação (por ex. em CLAE) - outros: 13 C, 15 N, 18 O ⇒ não radioativos ⇒ análise por RMN - exemplo de experimento com isótopo marcado: SCoA O O O O O OH OH O OH OH O H 4x * * * * * * * * * Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 20 METABOLISMO VEGETAL Metabolismo primário - plantas verdes: produção de açúcares a partir de CO 2 - equação geral: CO 2 + H 2 O ⇒ (CH 2 ) n + O 2 - produção de pequenas moléculas especiais: oses (trioses, tetroses, pentoses, hexoses, etc.), aminoácidos, acetil-CoA, ácidos graxos, etc. - produção de macromoléculas especiais: amido, celulose, polipeptídeos, proteínas, enzimas, DNA/RNA, etc. - anabolismo e catabolismo - é universal e essencial, característico de todas as plantas - esquema geral: clorofila + enzimas fixação de CO 2 NADPH ATP NADP + ADP sol (CH 2 O) n Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 21 METABOLISMO VEGETAL Metabolismo secundário - origina-se a partier do metabolismo primário - produção de micromoléculas ou metabólitos secundários - produção controlada e catalisada por enzimas e complexos - número muito baixo de caminhos ou rotas biossintéticas - ampla diversidade estrutural e inúmeras classes químicas - não essenciais, porém com utilidade para a planta - exemplos: alcalóides, flavonóides, terpenóides, policetídeos, fenilpropanóides, etc. - certas classes de substâncias são típicas de certos grupos de vegetais “As plantas que pertencem ao mesmo gênero, possuem também as mesmas propriedades; aquelas pertencentes à mesma ordem natural, também possuem de certo modo as mesmas forças” (Carl Linnaeus, Suécia, 1707-1778) - exemplos - morfina: duas espécies de Papaver (Papaveraceae) - quinina: gênero Cinchona - pilocarpina: gênero Pilocarpus - alcalóides tropânicos: Solanaceae e Erythroxylaceae - lactonas sesquiterpênicas: Asteraceae Caminhos, vias ou rotas do metabolismo secundário - via do acetato, via do chiquimato e via do mevalonato/metileritritol Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 22 METABOLISMO PRIMÁRIO VEGETAL Temas principais - célula vegetal, mitocôndrias, cloroplastos - enzimas, cofatores, núcleo prostético - ADP/ATP, NAD + /NADH, NADP + /NADPH, FAD/FADH, acetil-CoA - fotossíntese (6 H 2 O + 6 CO 2 C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 ) - fases clara (forma NADPH/ATP) e escura (fixa CO 2 ) - carboxilação da ribulose 1,5-difosfato (fixação de CO 2 ) - formação de 3-PGA (3-fosfoglicerato) - formação de glicose - ciclo das pentoses (ribose e ácidos nucleicos) ou ciclo de Calvin (ciclo C 3 ) - ciclo de Hatch-Slack (ciclo C 4 ) - glicólise - ciclo dos ácidos tricarboxílicos (Ciclo de Krebs) - formação de acetil-CoA - biossíntese de carboidratos, heterosídeos, polissacarídeos - principais enzimas e suas funções - principais saídas para o metabolismo secundário Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 23 METABOLISMO VEGETAL Integração entre o metabolismo primário e secundário - principais saídas do metabolismo primário - acetil-CoA - piruvato e gliceraldeído-3P - fosfoenolpiruvato (PEP) e eritrose-4P - aminoácidos alifáticos (ornitina e lisina) - aminoácidos aromáticos (fenilalanina, tirosina e triptofano) - acetil-CoA - forma os ácidos graxos e os policetídeos via condensações - origina o ácido mevalônico (mevalonato) - piruvato e gliceraldeído-3P - formam a 1-desoxi-xilulose-5P e o metileritritol (MEP) - fosfoenolpiruvato (PEP) e eritrose 4-fosfato - formam o ácido chiquímico (chiquimato) - aminoácidos alifáticos - oriundos do ciclo de Krebs ou do piruvato - são precursores de alcalóides não aromáticos - aminoácidos aromáticos - oriundos da via do chiquimato (chiquimato + PEP) - são precursores de alcalóides aromáticos As 3 principais rotas do metabolismo secundário - rota ou via do acetato (acetil-CoA), do chiquimato e do mevalonato (MVA) e metileritritol (MEP) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 24 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL 1ª Via: via do acetato (acetil-CoA) a) biossíntese de ácidos graxos CH 3 C O CoA CO 2 ATP Acetil-CoA - OOC CH 2 C CoA O CH 3 C O CoA Acetil-CoA Malonil-CoA CH 3 C O ACP Acetil-ACP - OOC CH 2 C ACP O Malonil-ACP + CH 3 C CH 2 C O O S ACP Acetoaceti-ACP CH 3 C CH 2 C H OH O S ACP CH 3 C C C H O S ACP H CH 3 (CH 2 ) 14 COOH C S O ACP CH 3 (CH 2 ) 13 CH 2 β ββ β-3-Hidroxibutiril-ACP Crotonil-ACP Butiril-ACP Palmitoil-ACP Ácido palmítico 6 ciclos (+ Malonil-CoA) NADPH H 2 O NADPH CO 2 CH 3 CH 2 CH 2 C O S ACP NADP NADP ADP Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 25 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL 1ª Via: via do acetato b) biossíntese de policetídeos - condensações aldólica e de Claisen na biossíntesde de policetídeos: observar as duas possíveis rotas a e b resultantes de um mesmo precursor e as consecutivas eliminações de moléculas H 2 O no processo de aromatização 3 CH 3 C O SCoA - OOC CH 2 C SCoA O 1 CH 3 C CH 2 O C CH 2 O C CH 2 C O O SCoA C C O C C O C CH 3 O CH 2 C SCoA O H 2 H 2 C C C C C C C O O H 3 C O O SCoA H 2 H 2 H 2 + O O O O H 3 C O O O SCoA OH H 3 C H O O O SCoA CH 3 H H H H H 2 O - CH 3 OH O HO OH CoASH - OH OH HO O H 3 C H 2 O -3 CO 2 -3 a b a b CoASH - Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 26 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL 2ª Via: via do chiquimato (ácido chiquímico) a) formação do chiquimato a partir de PEP e eritrose 4P Enz O O O O H PO O H OH O H + OH O O H OH OH PO O OH O O OH OH O H H + OH CO 2 O H OH O OH OH O CO 2 OH OH O H CO 2 X PEP eritrose 4P DAHP chiquimato − − − b) formação da fenilalanina e tirosina a partir do chiquimato e PEP OH OH PO CO 2 PO CO 2 O CO 2 OH PO CO 2 OP CO 2 O OH PO CO 2 O OH X CO 2 H CO 2 Enz CO 2 O OH CO 2 2 OC O CO 2 OH 2 OC NH 3 CO 2 OH H OH H CO 2 NH 3 H CO 2 NH 3 CO 2 O R H + Enz X B chiquimato PEP corismato tirosina fenilalanina prefenato − − − − − − − − − − − − − − − − + .. + + − [O] Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 27 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL Via do chiquimato c) derivados do ácido cinâmico ou derivados C 6 C 3 - o ácido cinâmico é oriundo da desaminação da fenilalanina pela enzima fenilalanina amônia liase (PAL); OH O OH O NH 2 OH OH O O O O O O O O O O OH O OH OH OH PO CO 2 ác. cinâmico estilbenos alilfenóis álcoois cinâmicos fenóis chalconas flavonóides fenilalanina cumarinas xantonas acetofenonas ácido benzóico estirenos estirilpironas chiquimato + acetil-CoA − PAL - de forma similar, a tirosina também sofre desaminação formando o ácido p-cumárico OH O O H OH O O H NH 2 ácido p-cumárico tirosina Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 28 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL Via do chiquimato d) derivados do ácido cinâmico: fenilpropanóides ou C 6 C 3 OH O OH O OH OH O OH O H OH O OH MeO OH O OH MeO OMe OH OH OH OH MeO OH OH MeO OMe OH O NH 2 O H O OH OH CO 2 H O OH O H O O O H O H O OH O O O OH OMe OMe Me 3 N fenilalanina ác. cinâmico ác. p-cumárico ác. cafeico ác. ferúlico ác. sinápico álcool p-cumárico álcool coniferílico álcool sinapilico tirosina PAL - lignanas (dímeros) e ligninas (polímeros) - ésteres especiais ác. clorogênico sinapina 1-O-cinamoilglicose + H Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 29 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL Via do chiquimato e) lignanas e ligninas: acoplamento oxidativo de fenóis OH OH OMe O OH OMe O OH OMe O OH OMe O OH OMe . . . H + O OH OMe O O H MeO H + H + O O O H OH OMe OMe O OH OMe O OH OMe O OMe OH O OH OMe H O OMe OH OH OH OMe H + H + O H OMe OH O OH OMe H + O OH OMe OH OH OMe O H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -e − - A B C D .. .. D + D A + D B + D 8 8 8 8 8 4 5 5 1 H 2 O .. .. álcool coniferílico pinoresinol álcool desidroconiferílico guaiacil-glicerol (éter β-coniferílico) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 30 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL Via do chiquimato e via do acetato f) biossíntese mista: origem dos flavonóides e derivados OH OH O H CO 2 H CO 2 H O O OH O H O SCoA SCoA O SCoA O O O H O O SCoA O O O O O SCoA O O O O H H H O OH O H OH O O OH O H O O OH O H O O OH O H OH O O OH O H O O OH O H OH ác. chiquímico ác. cinâmico 3x acetil-CoA flavona + - CoASH - CoASH + chalcona cinamoil-CoA - CoASH flavona flavanona flavonol diidroflavonol isoflavona 2x .. (ou p-cumárico) (ou p-cumaroil-CoA) 1. Esquema geral 2. Esquema detalhado malonil-CoA Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 31 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL Via do chiquimato e alcalóides g) fenilalanina e tirosina e os alcalóides aromáticos derivados NH 2 CO 2 H O H NH 2 CO 2 H O H NH 2 NH 2 NMe O H H O H H O OH NMe O H O MeO H Me 2 N OH OMe OH NHMe N N H H H H MeO MeO OMe OMe O H NH 2 O H efedrina emetina morfina tubocurarina tirosina fenilalanina tiramina feniletilamina dopamina [O] Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 32 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL Via do chiquimato e alcalóides h) corismato, triptofano e os alcalóides indólicos derivados CO 2 O OH CO 2 - CO 2 NH 2 CO 2 NH OP PO O OP O O N H O OH OP OH N H OP OH O H N H CO 2 NH 3 H N O O H H H H N H N H N H OH H H MeO 2 C N O N H NMe N H O N O H H O H O N H NH 2 corismato antranilato triptofano triptamina estricnina ergotamina ioimbina − − − − Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 33 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL 3ª Via: via do mevalonato (ácido mevalônico ou MVA) e do metileritritol (MEP) - até poucos anos atrás, a única via conhecida para a biossíntese de unidades C 5 ( ) era a via do MVA - recentemente foi descoberta a via do MEP (ou da 1-desóxi- xilulose-5P – DXP) - através destas duas vias é gerada a unidade C 5 denominada IPP, com qual se inicia a biossíntese de todos os terpenóides em animais, plantas e microrganismos - aparentemente os animais produzem IPP exclusivamente através da via do MVA - já as plantas possuem ambas as vias, a do MVA e a do MEP, compartimentalizadas em locais diferentes, sendo que a via do MVA ocorre no citossol e a do MEP nos cloroplastos - triterpenos (C 30 ) e esteróides (C 28 , C 29 e C 30 ) são originados no citossol através da via do MVA; os mono (C 10 ), sesqui (C 15 ), di (C 20 ) e tetraterpenos (C 40 ) são originados nos cloroplastos através da via do MEP - entretanto existem exceções e há exemplos em que cada via é responsável por originar uma parte especifica de uma dada molécula, havendo assim uma combinação das duas vias - um exemplo da importância em se saber a origem de cada tipo de terpeno é o processo de seleção de inibidores enzimáticos, tema relevante na biossíntese de esteróides em animais Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 34 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL Via do MVA e do MEP a) Formação das unidades C 5 (IPP e DMAPP) a partir do MVA (via 2x acetil-CoA) SCoA O SCoA O H Enz X Claisen SCoA O O O SCoA O O OH SCoA O H Enz X Aldol O OH O OH O OPP O OH NADPH ATP OPP H H H + OPP H + S R DMAPP IPP MVA − − − HGM-CoA MVA-PP - CoASH - CoASH isopentenil-pirofosfato dimetilalil-pirofosfato - ocorre em animais e é importante na biossíntese de esteróides - nas plantas, ocorre no citossol e forma triterpenos e esteróides Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 35 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL Via do MVA e do MEP b) Formação de unidades C 5 do IPP a partir do MEP - comparação entre a via do MVA (1) e do MEP (2); observar as posições dos carbonos marcados ( 13 C) representados por (*) SCoA O O OP OH O H O O SCoA O O OP OH OH O O H SCoA O O OH O H OH O OH O OPP O OH H OPP OPP citidina OPP OH OH O H citidina OPP OH OH PO H + O O H OH OH O H O H * [1- 13 C]-glicose + * * piruvato gliceraldeído-3P (2) acetil-CoA AcCoA -CO 2 acetoacetil-CoA AcCoA HMG-CoA NADP MVA ATP MVA-PP -CO 2 , -H 2 O IPP 1-desoxi-xilulose-5P (DXP) NADPH 4-(citidina-5'-difosfo)-2-C-metil-eritritol (MEP) 2-fosfo-4-(citidina-5'-difosfo)-2-C-metil-eritritol IPP * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * (1) ATP Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 36 METABOLISMO SECUNDÁRIO VEGETAL Via do MVA e do MEP c) Formação de terpenóides a partir do IPP e DMAPP: ligação cabeça- cauda OPP H H PPO OPP PPO S R monoterpenos (C 10 ) sesquiterpenos (C 15 ) diterpenos (C 20 ) triterpenos (C 30 ) e esteróides tetraterpenos (C 40 ) e carotenóides DMAPP IPP cabeça cauda Precursores dos principais terpenos OPP OPP OPP geranil-PP farnesil-PP geranil,geranil-PP esqualeno licopeno IPP IPP 2 x 2 x Esquema com as interligações do metabolismo vegetal e as três principais vias do metabolismo secundário Metabolismo Primário Metabólitos Secundários fotossíntese glicólise fosfoenolpiruvato piruvato acetil-CoA (acetato) ciclo de Krebs CO 2 heterosídeos carboidratos a.a. aromáticos a.a. alifáticos mevalonato + MEP chiquimato polissacarídeos alcalóides policetídeos antraquinonas, xantonas terpenóides esteróides oses CO 2 O 2 Intermediários proteínas eritrose-4P malonil-CoA fenilpropanóide carotenóides malonil-CoA flavonóides ác. graxos, eicosanóides Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 38 EXEMPLOS DE METABÓLITOS SECUNDÁRIOS ORIUNDOS DE PLANTAS MEDICINAIS EMPREGADOS NA TERAPÊUTICA (DROGAS) Substância Classe química Planta Ação ác. salicílico fenol Salix alba L. analgésica artemisinina terpenóide Artemisia annua L. antimalárica atropina alcalóide Atropa belladonna L. anticolinérgica cânfora terpenóide Cinnamomum camphora (L.) J. Presl. anestésica local cocaína alcalóide Erythroxylum coca Lam. anestésico local digoxina heterosídeo Digitalis purpurea L. cardiotônica efedrina alcalóide Ephedra L. spp simpaticomimética eucaliptol terpenóide Eucalyptus L’Hér. spp vias respiratórias eugenol fenil- propanóide Eugenia caryophyllus (Spreng.) Bullock & S.G.Harrison analgésica bucal guaiacol fenol Pinus L. spp expectorante mentol terpenóide Mentha L. spp vasodilatadora tópica podofilotoxina lignana Podophyllum peltatum L. antimitótica quinina alcalóide Cinchona L. spp antimalárica Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 39 EXEMPLOS DE SUBSTÂNCIAS ORIUNDAS DE PLANTAS COM INTERESSE FARMACÊUTICO Substância Classe química Planta Usos agar-agar polissacarídeo Gelidium cartilagineum (L.) Gaillaird* ag. suspensor bixina carotenóide Bixa orellana L. corante limoneno terpenóide Cymbopogon citratus Stapf. edulcorante pectina polissacarídeo Citrus L. spp ag. suspensor α-pineno terpenóide Pinus L. spp odorizante vanilina fenol Vanilla planifolia Andrews flavorizante * alga vermelha Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 40 EXEMPLOS DE SUBSTÂNCIAS ISOLADAS DE ANIMAIS, INSETOS E MICRORGANISMOS COM INTERESSE FARMACÊUTICO Substância Classe química Origem Usos almíscar lipídeos Moschus moschiferus L. (cervo) perfumaria bufanolidos heterosídeos Bufo spp (sapos) medicamento cardiotônico cêras mistura de lipídeos Apis mellifera L. (abelha) cosmética ergotamina alcalóide Claviceps purpurea (Fr.) Tul. (fungo) obstetrícia estreptomicina antibiótico aminoglicosídico Streptomyces spp (fungos) antibiótico lanolina lipídeos Ovis aries L. (carneiro) cosmética penicilina G antibiótico β-lactâmico Penicillium spp (fungo) antibiótico própolis mistura de fenóis Apis mellifera L. (abelha) agente antimicrobiano Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 41 EXEMPLOS DE PLANTAS COM AÇÃO TÓXICA E SEUS CONSTITUINTES QUÍMICOS Nome popular Nome científico Classe química Ação antúrio Anthurium andraeanum Linden rafídeos (oxalato de Ca 2+ ) irritante de mucosas caapi Banisteriopsis caapi (Spruce ex Griseb.) C.V.Morton alcalóides alucinógena chapéu-de- napoleão Thevetia peruviana K. Schum. cardiotônicos neurológica, gastrintestinal comigo- ninguém-pode Dieffenbachia picta Schott rafídeos (oxalato de Ca 2+ ) irritante de mucosas coroa-de-cristo Euphorbia milii Desmoul. ésteres do forbol (látex) gastrintestinal couve-do-mato Nicotiana glauca Graham alcalóides neurológica, gastrintestinal espirradeira Nerium oleander L. cardiotônicos neurológica, gastrintestinal madioca-brava Manihot Mill. spp glicosídeos cianogenéticos gastrintestinal mamona Ricinus communis L. proteína (ricina) gastrintestinal peiote Lophophora williamsii J.M. Coult. alcalóides alucinação trombeteira Datura suaveolens Humb. & Bonpl. ex Willd. alcalóides anticolinérgica Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 42 CUIDADO COM NOMES POPULARES Boldo - Peumus boldus Molina (Monimiaceae) - Coleus barbatus (Andrews) Benth. (Lamiaceae) - Vernonia condensata Baker (Asteraceae) Erva-cidreira - Melissa officinalis L. (Lamiaceae) - Cymbopogon citratus (DC.) Stapf. (Poaceae) - Lippia alba (Mill.) N.E. Br. ex Britton & P. Wilson (Verbenaceae) Arnica - Arnica montana L. (Asteraceae) - Lychnophora salicifolia Mart. (Asteraceae) - Solidago microglossa DC. (Asteraceae) Alecrim - Rosmarinus officinalis L. (Lamiaceae) - Lippia microphylla Cham. (Verbenaceae) - Lippia sidoides Cham. (Verbenaceae) Cymbopogon citratus (DC.) Stapf. (Poaceae) - erva-cidreira, capim-limão, capim-santo, capim-cidreira, capim- cheiroso, patchuli-falso, capim-cidrilho, capim-cidró, vacapé, vervina, capim-marinho, “lemongrass”, etc. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 43 CUIDADO COM NOMES POPULARES Atropa belladonna L. (Solanaceae) - beladona, deadly nightshade, belladone, Tollkirsche Cinnamomum zeylanicum Blume (Lauraceae) - canela, cinnamon, cannelier, Zimt Foeniculum vulgare Mill. (Apiaceae) - erva-doce, fennel, fenoil doux, Fenchel Hypericum perforatum L. (Hypericaceae) - erva-de-são-joão, St. John’s wort, millepertuis perforé, Johanniskraut Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M. Perry (Myrtaceae) - cravo-da-índia, clove, giroflier, Gewürznelkenbaum Taraxacum officinale L. (Asteraceae) - dente-de-leão, dendelion, pissenlit, Löwenzahn ??????? - taperabá, envirataia, imbiriba, pocoró, sucuúba, tiborna, marapuana, muçambê, cicantá-iuá, fedegoso, mofumbo, bacuruzinho Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 44 NORMAS DE NOMENCLATURA BOTÂNICA International Code of Botanical Nomenclature (Saint Louis Code) - desenvolvidas por Carl Linnaeus (séc. XIII, Suécia) - Binômio em latim: 1 o nome = Gênero (1 a letra em maiúsculo) 2 o nome = espécie (minúsculo) gênero espécie Matricaria chamomilla L. (Asteraceae) classificador família Abreviaturas Famílias com dois nomes Variedade = var. Brassicaceae = Cruciferae* Subgênero = subg. Compositae = Asteraceae* Subespécie = subsp. Gramineae = Poaceae* Sinonímia = sin. Labiatae = Lamiaceae* Híbrido = x Umbelliferae = Apiaceae* *mais moderno e recomendado Exemplos Prunus amygdalus var. amara (Duhamel) Focke (Rosaceae) Tanacetum parthenium (L.) Sch. Bip. (Asteraceae) Mentha x piperita var. officinalis Sole (Lamiaceae) Exemplos de classificadores: nomes abreviados por convenção - L. = Lineu (Linnaeus); Mill. = Philip Miller; Benth. = George Bentham; Schultz-Bip. = Carl Heinrich Schultz dit Bipontinus; Batsch = August Johann Georg Karl Batsch; DC. = Augustin Pyramus de Candolle Fonte oficial http://www.tropicos.org; http://www.ipni.org/ipni/ Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 45 OBJETIVOS Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 46 OBJETIVOS DA FARMACOGNOSIA Estudo de fármacos de origem vegetal, animal e de microrganismos Finalidade - estudo dos fármacos mais importantes de acordo com os diferentes grupos químicos de seus metabólitos secundários (alcalóides, terpenóides, flavonóides, etc.); Importância - terapêutica, fitoterapia, cosmetologia, farmacotécnica, indústria de medicamentos, de alimentos e de fitoterápicos, farmácias de dispensação e de manipulação, ecologia, etc.; Conceitos envolvidos - descrição de drogas, farmacobotânica, cultivo, colheita, secagem, determinação de seus constituintes químicos, prova de identidade, controle de qualidade, ação farmacológica, efeitos adversos e usos diversos. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 47 CULTIVO E COLHEITA DE PLANTAS MEDICINAIS Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 48 PLANTAS MEDICINAIS ⇒ ⇒⇒ ⇒ FITOTERÁPICO Etapas de transformações (da planta ao medicamento) - Cultivo - otimização das condições - Colheita - técnicas de cultivo e determinação da época ideal - Seleção e desinfecção - eliminação de microrganismos, matéria estranha, etc. - Estabilização e secagem - inativação de enzimas; eliminação de água - Conservação e estocagem - abrigo de calor, luz, insetos, fungos - Divisão - moagem (pulverização ou cominuição) - Preparo de extratos - extratos padronizados, macerados, percolados, etc. - Controle de qualidade - determinação de alterações, adulterações e falsificações - análises qualitativa, semi-quantitativa e quantitativa - Obtenção de formas farmacêuticas - extratos secos, comprimidos, cápsulas, drágeas, etc. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 49 LOCAIS DE MAIOR CONCENTRAÇÃO DE PRINCÍPIOS ATIVOS Alguns exemplos - específicos para cada droga: - folhas: beladona, jaborandi, boldo, dedaleira - flores: camomila, calêndula, arnica - botões florais: cravo-da-índia - raízes: ginseng, valeriana, ipeca - rizomas: gengibre, ruibarbo - cascas: canela, barbatimão, quina, cáscara sagrada - caules: carqueja - frutos: papoula, erva-doce, anis, coentro - sementes: guaraná, noz moscada, noz vômica, cacau - resinas: pinheiro, incenso, bálsamo-de-tolu, copaíba - óleo essencial: hortelã, alfazema, rosa, tomilho Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 50 CULTIVO DE PLANTAS MEDICINAIS Precauções - selecionar hábito: ervas, arbustos, árvores, trepadeiras - identificação das espécies - selecionar fonte de sementes e/ou mudas - contatar agrônomo - observar peculiaridades de cada espécie - utilizar material local - verificar local de plantio (clima, altitude, fonte de H 2 O, luz, solo, etc.) - transplantes - irrigação - adubação - controle de pragas - podas Tipos de cultura - sexuada (semeadura) - sementeiras, bandejas - ciclo mais longo - pode ocorrer dormência - assexuada (estruturas vegetativas) - viveiros - estaquias, rizomas, bulbos, touceiras Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 51 CULTIVO DE PLANTAS MEDICINAIS Vantagens - menor custo do que extrativismo - possibilidade de utilizar grandes áreas de cultivo - preservação de espécies nativas - uniformidade (seleção genética) - controle do desenvolvimento - facilidade de acesso - facilidade para transporte a outros centros - facilidade de dispor de mão-de-obra - possibilidade de mecanização - estocagem pode ser feita no local - abandono de extrativismo - preservação da flora Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 52 SEMENTEIRAS A - fundo inclinado com canal de drenagem B - camada de pedras grossas C - camada de pedras finas D - camada de terra adubada Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 53 TRANSPLANTE remoção de mudas destinadas ao transplante Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 54 CULTURA ASSEXUADA - reprodução vegetativa - pedaço de rizoma destinado ao plantio (muda) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 55 FATORES QUE EXERCEM INFLUÊNCIA SOBRE O METABOLISMO SECUNDÁRIO Influência quali e quantitativa na concentração de metabólitos secundários Fatores hereditários - híbridos, variedades, raças químicas, mutações Fatores ontogênicos - época do ano, idade da planta, estágio de desenvolvimento do vegetal, hora do dia Fatores ambientais - solo, clima, temperatura, fotoperíodo, altitude, latitude, disponibilidade híbrida, flora local, interações ecológicas, método de cultivo Artigo de Revisão L. Gobbo-Neto, N.P. Lopes. 2007. Plantas medicinais: fatores de influência no conteúdo de metabólitos secundários. Quím. Nova, v. 30, pp. 374-381. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 56 FATORES HEREDITÁRIOS Híbridos - combinação de uma variedade de caracteres desejáveis dos pais - pode ocasionalmente haver a produção de caracteres desejáveis não encontrados nos pais Exemplos - Mentha x piperita L. (hortelã-pimenta) - hibridização entre M. spicata L. e M. aquatica L. - maior contribuição de M. aquatica L. - híbrido: elevados teores de mentofurano - Datura ferox L. x D. stramonium L. - D. ferox L.: elevados teores de hioscina/meteloidina - D. stramonium L.: elevados teores de hioscina/hiosciamina - híbrido: elevados teores de hioscina (escopolamina) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 57 FATORES HEREDITÁRIOS Raças químicas - populações com composição quimicamente distinta dentro de uma mesma espécie - fenótipo similar e genótipo diferente - aparência externa idêntica e constituição química diferente Exemplo - espécie: Tanacetum vulgare L. (catinga-de-mulata) - raças químicas vs. composição do óleo essencial Raça Composição do óleo essencial (%) I acetato de trans-crisantenil (78,3); germacreno D (1,7); α- pineno (0,8); eugenol (0,7); terpinen-4-ol (0,4); p-cimeno (0,4) II β-tuiona (71,3); germacreno D (12,6); α-tuiona (2,5); 1,8- cineol (0,8); eugenol (0,8); α-copaeno (0,6) III cânfora (25,6); β-tuiona (16,4); germacreno D (5,9); α-tuiona (4,4); sabineno (3,7); canfeno (2,4); α-pineno (1,3) IV β-tuiona (97,9); α-tuiona (1,4); 1,8-cineol (0,5); restante = traços Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 58 FATORES ONTOGÊNICOS Estações do ano - variações durante as estações - ex.: Vanilla planifolia Andrews (baunilha): final do verão/início do outono: teores elevados de vanilina Idade da planta - observar época ideal para coleta - ex.: Pfaffia paniculata Kuntze (ginseng brasileiro): ± 5 anos para coleta das raízes (ácido pfáfico) Estágio de desenvolvimento da planta - ex. Cannabis sativa L. - sementes jovens: altos teores de canabicromeno - sementes adultas: altos teores de ∆ 9 -THC Hora do dia (ciclo circadiano) - ex.: Papaver somniferum L. (dormideira – alcalóides do ópio) e Conium maculatum L. (cicuta) - variações nos teores de alcalóides Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 59 ESTABILIZAÇÃO, SECAGEM, DIVISÃO, CONSERVAÇÃO E ESTOCAGEM E PREPARO DE EXTRATOS Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 60 ESTABILIZAÇÃO E SECAGEM Estabilização - destruição/inativação enzimática - processos drásticos: calor úmido, álcool, luz UV Secagem - elimina H 2 O (peculiar para cada planta/cada parte) - facilita conservação - diminuição de volume - evita ação enzimáticas nos metabólitos - evita proliferação de fungos (mofo) Tipos de secagem - lenta - temperaturas mais baixas - uso de calor natural - ótimo em locais com clima quente e seco - favorece ação enzimática - favorece hidrólise de heterosídeos - rápida - temperaturas mais elevadas - emprego de estufas com controle de temperatura - ótimo em locais frios e úmidos - não favorece ação enzimática - preserva heterosídeos íntegros Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 61 ESTABILIZAÇÃO aparelho de estabilização (seg. Perrot e Goris) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 62 SECAGEM secagem em bandejas com pés (seg. Von Hertwig) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 63 SECAGEM secador de alvenaria (seg. Von Hertwig) secadores solares (seg. Von Hertwig) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 64 SECAGEM estrutura de secagem com bandejas removíveis Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 65 SECAGEM secagem de flores (sumidades floridas) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 66 DIVISÃO E REDUÇÃO Finalidades - redução de volume - facilidade de extração com solventes Precauções - acelera processos oxidativos - pode haver perda de substâncias voláteis - facilita absorção de umidade Aparelhagem: moinhos especiais - facas: material fibroso - martelos: mais utilizado (intermediário) - rolos: material mole - atrito - energia fluida Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 67 DIVISÃO E REDUÇÃO Tipo de moinho Ação Granulometria (Mesh) Uso facas corte 20 - 80 material fibroso martelos impacto 4 - 325 todos os materiais rolos pressão 20 - 200 materiais moles atrito atrito 20 - 200 materiais moles/fibr. energia fluida misto 1 - 30µ materiais moles/aderentes Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 68 DIVISÃO E REDUÇÃO - processo de divisão - Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 69 CONSERVAÇÃO E ESTOCAGEM Observar o tempo de estocagem do material - drogas resistentes: cascas, caules, rizomas, raízes - drogas não resistentes: folhas e flores Evitar - luz, calor, umidade, poeira - ataques: pragas, fungos, insetos - reabsorção de água: favorece bolor Cuidados - não pressionar material - usar embalagens adequadas: sacos, caixas, frascos, latas - renovar embalagens periodicamente - manter o local arejado e limpo Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 70 PREPARO DE EXTRATOS Finalidade - extração dos metabólitos desejados Observar as características dos metabólitos - estado físico (sólido, líquido ou volátil) - polaridade (alta, média, baixa) e caráter (neutro, ácido, básico) Tipos de extratos - sem solvente - espressão ou destilação - com solvente - arraste a vapor: p/ substâncias voláteis - maceração (T.A. ou a quente): contato da droga com solvente - Soxhlet: extração contínua a quente - decocção: cozimento com água até ebulição - infusão: filtração com água quente - percolação: uso de percoladores; controle de tempo, massa da droga e volume de solvente - extratos padronizados: fluidos, moles, firmes, secos, tinturas, etc. (literatura oficial - Farmacopéias) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 71 PREPARO DE EXTRATOS Equação de Noyes-Whitney (1897) - a taxa de dissolução de sólidos é relacionada às suas propriedades e às do meio de dissolução L C Cs DA dt dW ) ( − = , onde: = dt dW taxa de dissolução A = área da superfície da partícula do sólido C = concentração do sólido no meio Cs = concentração do sólido na camada de difusão que o circunda (= solubilidade) D = coeficiente de difusão L = espessura da camada de difusão - se diminui tamanho da partícula, aumenta a área A - se aumenta A, aumenta a taxa de dissolução dt dW - equação empregada em tecnologia farmacêutica e sistemas de biodisponibilidade Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 72 PREPARO DE EXTRATOS Extratos padronizados (farmacopeicos*) - tinturas, tinturas-mãe, percolados, alcoolaturas, elixires, sucos, etc. - extratos fluidos, extratos moles, extratos secos, etc. Filtração - com ou sem pressão reduzida (separação do líquido do pó) Concentração - sob pressão reduzida Secagem - sob pressão reduzida ou liofilização * extratos cuja metodologia de preparação é encontrada em farmacopéias Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 73 PREPARO DE EXTRATOS Tipos de extratos - alcoolatos ou alcoolaturas - preparados de plantas frescas, excepcionalmente de plantas secas ou de drogas, por maceração em temperatura ambiente com etanol; essa metodologia de preparação é geralmente usada para matérias-primas vegetais em que os constituintes a se extrair podem ser perdidos ou degradados em operação de secagem ou concentração - tinturas - definidas como soluções extrativas preparadas na temperatura ambiente por maceração ou percolação; o líquido extrator pode ser álcool, misturas hidroalcoólicas, éter ou acetona; podem ser preparadas a partir da planta ou a partir de extratos de planta (fazendo-se a diluição destes) de modo que a proporção de droga/ líquido extrator deve ser de 1:2 até 1:10; por exemplo, em uma tintura 1:10, 10 mL de tintura devem corresponder aos componentes solúveis de 1 g de droga seca; podem ser simples (preparada com uma matéria-prima vegetal) ou compostas (preparada com mais de uma matéria-prima vegetal); - elixires - preparações líquidas, límpidas, hidroalcoólicas, apresentando teor etanólico na faixa de 20 a 50% (v/v); são preparadas por dissolução ou diluição simples de extratos secos ou concentrados; Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 74 PREPARO DE EXTRATOS Tipos de extratos - extratos aquosos - preparados somente com água para uso imediato; - extratos fluidos (Extracta fluida) - diferenciam-se das tinturas por serem mais concentrados; cada mL de extrato fluido deve conter 1 g da droga (1:1), ou seja, uma parte do extrato, em massa ou volume, corresponde a uma parte, em massa, da droga seca, utilizada na sua preparação. Se necessário, os extratos fluidos podem ser padronizados, em termos de concentração do solvente, teor de constituintes ou resíduo seco. Se necessário, podem ser adicionados de conservantes inibidores do crescimento microbiano. - extratos moles (Extracta spissa) - preparações de consistência pastosa obtidos por evaporação parcial do solvente utilizado na sua preparação. São obtidos utilizando-se como solvente unicamente etanol, água ou misturas etanol/água na proporção adequada. Apresentam, no mínimo, 70% de resíduo seco (p/p). Os extratos moles podem ser adicionados de conservantes para inibir o crescimento microbiano. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 75 PREPARO DE EXTRATOS Tipos de extratos - extratos secos (Extracta sicca) - preparações sólidas obtidas pela evaporação do solvente utilizado na sua preparação. Apresentam, no mínimo, 95% de resíduo seco, calculados como percentagem de massa. Os extratos secos podem ser adicionados de materiais inertes adequados. - têm o teor de seus constituintes ajustado pela adição de materiais inertes adequados ou pela adição de extratos secos obtidos com a mesma droga utilizada na preparação. - xaropes soluções aquosas que apresentam alta concentração de sacarose, normalmente superiores a 40% (m/v); podem ser obtidos de várias maneiras: por dissolução de extratos líquidos ou concentrados, maceração ou percolação, a frio ou a quente, pela reconstituição de pós ou granulados obtidos pela secagem de extratos vegetais líquidos sobre sacarose; o líquido extrator é o xarope simples, podendo-se utilizar alguns adjuvantes como glicose para reduzir a cristalização de sacarose, sacarose ou derivados da celulose como espessantes. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 76 PREPARO DE EXTRATOS Formulário de Fitoterápicos da Farmacopeia Brasileira, 1 a edição (ANVISA, 2011 ) - formulações reconhecidas como farmacopeicas, podendo ser manipuladas de modo a estabelecer um estoque mínimo em farmácias de manipulação e farmácias vivas. Essas são estabelecimentos instituídos pela Portaria 886 de 20 de abril de 2010 para manipular exclusivamente plantas medicinais e fitoterápicos; - estão registradas informações sobre a forma correta de preparo e as indicações e restrições de uso de cada espécie, sendo os requisitos de qualidade definidos nas normas específicas para farmácia de manipulação e farmácias vivas - inclui preparações extemporâneas, tinturas, géis, pomadas, bases farmacêuticas, cremes, um xarope, um sabonete e uma solução auxiliar de espécies medicinais nativas e exóticas - padrão das formulações: Nome Científico, Sinonímia, Nomenclatura Popular, Fórmula, Orientações Para o Preparo, Advertências, Indicações e Modo de Usar Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 77 CONTROLE DE QUALIDADE DE DROGAS VEGETAIS, PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS E DE FITOTERÁPICOS Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 78 CONTROLE DE QUALIDADE OU ANÁLISE FARMACOGNÓSTICA ALTERAÇÕES, ADULTERAÇÕES E FALSIFICAÇÕES RDC 14/10: para o registro do fitoterápico, deve constar relatório de controle de qualidade contendo laudo de análise da droga vegetal, do derivado vegetal e do produto acabado Alteração - estado diferente de conservação da droga - não houve manipulação artificial sobre a droga - pode trazer ou não conseqüências para as propriedades farmacológicas - geralmente deterioração ou ataque de insetos ou microrganismos Adulteração - presença de material estranho (nocivo ou não à saúde) - há diminuição da concentração de princípios ativos - geralmente é ação voluntária (melhoria de aspecto) Falsificação - troca voluntária de uma droga por outra (imitação) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 79 CONTROLE DE QUALIDADE Exemplos de adulterações - óleo essencial de limão (Citrus L. spp, Rutaceae) - extração por arraste a vapor: ± 94% de limoneno - adulteração com óleo de terebintina (pineno) e adição de óleo de capim-limão (citral) - gengibre (Zingiber officinale Roscoe, Zingiberaceae) - adição de gengibre “usado” - compensação do sabor picante com adição de pimenta - ópio (látex dos frutos imaturos de Papaver somniferum L., Papaveraceae) - adição de cápsulas de papoula em pó, gomas, frutos doces, argila - dedaleira (Digitalis purpurea L., D. lanata Ehrh., Scrophulariaceae) - adição de folhas de confrei (Symphytum officinale L.), muito semelhantes - jaborandi (Pilocarpus jaborandi Holmes, P. microphyllus Stapf, Rutaceae) - comercialização do extrato sem pilocarpina Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 80 FARMACOPÉIAS NO BRASIL - Farmacopéia Brasileira - página da internet: www.anvisa.gov.br/farmacopeiabrasileira/index.htm - código oficial farmacêutico do país - estabelece requisitos de qualidade para medicamentos - elaborada por uma comissão nomeada pela ANVISA Monografias de drogas vegetais - 1 a Ed., 1929: aprox. 200 monografias - 2 a Ed., 1959: 37 monografias - 3 a Ed., 1976: nenhuma monografia! - 4 a Ed., Parte I, 1988 (generalidades e métodos de análise) - 4 a Ed., Parte II, 1996-2005 (6 fascículos): 45 monografias - 5ª Ed., 2010, vol. I e vol. II Farm. Bras. 4 a ed., Parte II (6 fascículos e 45 monografias) - 1º fascículo: 1996, 10 monografias - 2º fascículo: 2000, 10 monografias - 3º fascículo: 2001, 3 monografias - 4º fascículo: 2002, 7 monografias - 5º fascículo: 2003, 7 monografias - 6º fascículo: 2005, 8 monografias Farm. Bras. 4 a e 5ª Ed.: “Métodos de Farmacognosia” - seção especial de controle de qualidade de drogas vegetais Farm. Bras. 5ª Ed., vol II: “Monografias” Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 81 MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA (FARM. BRAS. V) A. EXAME VISUAL E INSPEÇÃO MICROSCÓPICA 1. Exame Visual, Odor e Sabor 2. Preparação do Material Para Análise Microscópica B. MÉTODOS DE ANÁLISE DE DROGAS VEGETAIS 1. Amostragem 2. Determinação de Matéria Estranha 3. Determinação de Água em Drogas Vegetais 4. Determinação de Cinzas Totais 5. Determinação de Cinzas Insolúveis em Ácido 6. Determinação de Cinzas Sulfatadas 7. Determinação de Óleos Voláteis em Drogas Vegetais 8. Determinação de Óleos Fixos 9. Determinação de 1,8-Cineol em Óleos Essenciais 10. Determinação do Índice de Espuma 11. Determinação de Substâncias Extraíveis por Álcool (Extrato Alcoólico) 12. Determinação do Índice de Amargor 13. Determinação da Atividade Hemolítica 14. Determinação do Índice de Intumescência C. MÉTODOS DE PREPARAÇÃO E ANÁLISE DE EXTRATOS VEGETAIS 1. Métodos de Preparação de Extratos Vegetais 2. Métodos de Análise de Extratos Vegetais Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 82 MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA Amostragem Os procedimentos de amostragem especificados levam em consideração três aspectos: (a) número de embalagens que contêm a droga; (b) grau de divisão da droga; (c) quantidade de droga disponível. Número de Embalagens Examinar a integridade dos recipientes de embalagem e a natureza da droga neles contida. Havendo homogeneidade, recolher amostras conforme especificado. Grau de Divisão e Quantidade de Droga - dimensões inferiores a 1 cm ou material finamente fragmentado ou pulverizado: empregar aparelho de amostragem - dimensões superiores a 1 cm: proceder à amostragem manual - quantidades até 100 kg: a amostra deve constituir-se de, no mínimo, 500 g - mais de 100 kg: proceder à amostragem seguida de seleção por quarteamento Quarteamento Distribuir a droga sobre área quadrada, em quatro partes iguais. Com a mão distribuir a droga sobre a área de modo homogêneo e rejeitar as porções contidas em dois quadrados opostos, em uma das diagonais do quadrado. Juntar as duas porções restantes e repetir o processo. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 83 MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA Determinação de matéria estranha Os fármacos vegetais são isentos de fungos, de insetos e de outras contaminações de origem animal. Salvo indicação em contrário, a porcentagem de elementos estranhos não deve ser superior a 2% m/m. Matéria estranha à droga é classificada em três tipos: a) partes do(s) organismo(s) dos quais a droga deriva, excetuados aqueles incluídos na definição e descrição da droga, acima do limite de tolerância especificada na monografia; b) quaisquer organismos, porções ou produtos de organismos além daqueles especificados na definição e descrição da droga; c) impurezas de natureza mineral ou orgânica, não-inerentes à droga. Determinar a quantidade de amostra a ser submetida ao ensaio conforme especificado a seguir. - Raízes, rizomas, cascas, planta inteira e partes aéreas: 500 g; - folhas, inflorescências, sementes e frutos: 250 g; - materiais particulados ou fracionados (peso médio inferior a 0,5 g/componente): 50 g; - pós: 25 g Colher, por quarteamento, a quantidade de amostra especificada, a partir da amostra obtida, segundo o procedimento descrito anteriormente, e espalhá-la em camada fina sobre a superfície plana. Separar, manualmente os materiais estranhos à droga, inicialmente a olho nu e, em seguida, com auxílio de lente de aumento (cinco a dez vezes). Pesar o material separado e determinar sua porcentagem com base no peso da amostra submetida ao ensaio. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 84 MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA Determinação de água - métodos: a) gravimétrico (dessecação): tecnicamente mais simples e rápido, não é aplicável quando a droga contém substâncias voláteis além de água. Calcula-se a porcentagem de água em relação à droga seca ao ar, utilizando a equação: P u - P s x 100 P a b) azeotrópico (destilação com tolueno) (c) volumétrico (Karl Fischer) (b) e (c) requerem equipamentos especiais e compreendem técnicas mais complexas. P a = peso da amostra P u = peso do pesa-filtro contendo a amostra antes da dessecação P s = peso do pesa-filtro contendo a amosra após a dessecação Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 85 MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA Determinação de cinzas totais - incluem cinzas fisiológicas e cinzas não fisiológicas Determinação de cinzas insolúveis em ácido - resíduo obtido na fervura de cinzas totais, ou sulfatadas com ácido clorídrico diluído após filtragem; lavagem e incineração. O método destina-se à determinação de sílica e constituintes silícicos da droga Determinação de cinzas sulfatadas - colocar a droga em cadinho previamente tarado, umedecer com ácido sulfúrico concentrado, carbonizar em bico de Bunsen e incinerar Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 86 MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA Determinação de óleos voláteis em drogas vegetais - o teor de óleos essenciais em drogas é determinado pelo processo de destilação por arraste de vapor em equipamento especial. Determinação de óleos fixos - baseia-se na sua extração por solvente que, depois de evaporado, deixa como resíduo o óleo cuja quantidade é determinada por pesagem Determinação de 1,8-Cineol em Óleos Essenciais - a determinação de cineol compreende a determinação da temperatura de congelamento (criometria) do composto de combinação molecular entre cineol e o-cresol-cresineol. O método é empregado na dosagem de cineol em essências de eucalipto (Eucalyptus spp, Myrtaceae) e niaouli (Melaleuca quinquenervia Cav., Myrtaceae), ricos nesta substância. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 87 MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA Determinação do índice de espuma - o índice de espuma é calculado, utilizando-se a equação: IE = 1000 a Determinação de substâncias extraíveis por álcool (extrato alcoólico) - método A: extração por Soxhlet - determinado pelo cálculo do teor de substâncias extraíveis por etanol pela diferença entre o peso da amostra e o peso do resíduo seco - método B: extração a quente – determinado pela porcentagem de materiais extraídos em mg/g de material seco - método C: extração a frio – determinado pela porcentagem de materiais extraídos em mg/g de material vegetal seco IE = índice de espuma a = volume (mL) do decocto usado para a preparação da diluição no tubo onde a espuma foi observada. Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 88 MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA Determinação de índice de amargor - determinado pela comparação da concentração limiar de amargor de um extrato com a de uma solução diluída de cloridrato de quinina; o valor é expresso em termos de unidades equivalentes a uma solução de cloridrato de quinina a 0,05% (p/v); - para a extração dos materiais vegetais e para a lavagem da boca depois de cada degustação, deve-se utilizar água potável como veículo. A dureza da água raramente tem influência significativa sobre o amargor. - a sensibilidade ao amargor pode variar de indivíduo para indivíduo ou mesmo no indivíduo em situações diferentes (fadiga, fumo, ingestão de alimentos); portanto, a determinação da concentração do limiar de amargor do deve ser feita pela mesma pessoa, dentro de um curto espaço de tempo; a sensação de amargor não é percebida por toda a superfície da língua, mas é restrita às partes superior e lateral da base da língua; a determinação da concentração limiar da solução requer treinamento do analista; o índice de amargor é determinado pela equação: V = 2000 x c a x b V = valor do amargor em unidades/g a = quantidade de material, em mg/mL, na ST (Solução Estoque do material a ser testado) b = volume de ST em ml/10mL da diluição da concentração limiar do amargor c = quantidade de cloridrato de quinina, em mg/10mL, da diluição da concentração limiar de amargor Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 89 MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA Determinação da atividade hemolítica - atividade hemolítica de extratos vegetais, ou de uma preparação contendo saponinas, é determinada por comparação com a atividade de uma referência de saponina com atividade hemolítica de 1000 unidades por grama; uma suspensão de eritrócitos é misturada com volumes iguais de uma diluição em série do extrato; a menor concentração a provocar hemólise completa é determinada após deixar o sistema em repouso por um período específico de tempo; um teste similar é feito simultaneamente com solução de referência de saponina; a atividade hemolítica é calculada pela equação: AH = 1000 x a b AH = atividade hemolítica 1000 = atividade hemolítica da saponina, em relação ao sangue bovino a = quantidade de saponina em gramas b = quantidade de material vegetal em gramas Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 90 MÉTODOS DE FARMACOGNOSIA Determinação do índice de intumescência - o índice de intumescência ou índice de intumescimento é a medida do volume ocupado pelo intumescimento de 1 g da droga, pela adição de água ou outro agente intumescente, sob condições definidas; o cálculo do valor médio obtido a partir das várias determinações realizadas, utilizando-se a fórmula: IT = V F - V I IT = índice de intumescência V F = volume final da droga V I = volume inicial Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 91 Aquisição da matéria-prima Amostragem Testes Qualitativos Ensaios da Qualidade Testes Quantitativos e Semi-quantitativos Autenticidade Pureza e Integridade Gerais Específicos Identificação Botânica - Macroscópica - Microscópica Material estranho - partes da planta - pedras, areia - sujidades - Umidade - Cinzas Totais - Cinzas Insolúveis - Constituintes indesejados - Material extraível - Rendimento - Agrotóxicos - Pesticidas Doseamento de grupos característicos: - Flavonóides Totais - Alcalóides Totais - Taninos Totais - Teor de óleo essencial - Atividade hemolítica - Índice intumescimento Identificação dos constituintes químicos característicos - CCD - Colorimetria - Precipitação Doseamento do marcador: Exemplos: - Cumarina em guaco - 1,8-cineol em eucalipto - Boldina em boldo - Aescina em castanha- da-índia Análise organoléptica - Aspecto - Cor - Odor - Sabor Fluxograma das técnicas analíticas para o controle de qualidade de plantas medicinais Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 92 LEGISLAÇÃO D.O.U. - Diário Oficial da União; Poder Executivo, DOU Nº 63, 5 de abril de 2010 MINISTÉRIO DA SAÚDE ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Sanitária Resolução RDC nº 14, de 31 de março de 2010 Dispõe sobre o registro de medicamentos fitoterápicos CAPÍTULO I DAS DISPOSIÇÕES INICIAIS Seção I Objetivo Art. 1°Esta Resolução possui o objetivo de estabel ecer os requisitos mínimos para o registro de medicamentos fitoterápicos Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 93 LEGISLAÇÃO Resolução RDC nº 14, de 31 de março de 2010 Seção II Definições Art. 2º Para efeito desta Resolução são adotadas as seguintes definições: I - algas II - CBPFC: Certificado de Boas Práticas de Fabricação e Controle III - derivado vegetal IV - doença de baixa gravidade V - droga vegetal VI - espécie VII - estudo etno-orientado VIII - excipiente IX - fitocomplexo X - fungos multicelulares XI - marcador XII - matéria-prima vegetal XIII - nomenclatura botânica XIV - nomenclatura botânica completa XV - perfil cromatográfico XVI - planta medicinal XVII - prospecção fitoquímica XVIII - relação "droga vegetal: derivado vegetal" Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 94 LEGISLAÇÃO Resolução RDC nº 14, de 31 de março de 2010 CAPÍTULO II DO REGISTRO DE PRODUTOS NACIONAIS Seção I Medidas Antecedentes Seção II Documentação Seção III Relatório Técnico Seção IV Relatório de Produção e Controle de Qualidade Seção V Relatório de Eficácia e Segurança CAPÍTULO III DO REGISTRO DE PRODUTOS IMPORTADOS CAPÍTULO IV DAS ALTERAÇÕES PÓS – REGISTRO CAPÍTULO V DA RENOVAÇÃO DO REGISTRO CAPÍTULO VI DAS DISPOSIÇÕES FINAIS E TRANSITÓRIAS Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 95 TERPENÓIDES Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 96 BIOSSÍNTESE DE TERPENÓIDES - caminho, rota ou via do mevalonato ou MVA (C 6 ) O H OH OH O - rota do metileritritol (MEP, C 5 ) a partir da 1-desóxi-xilulose-5P OP OH OH O OPP OH OH O H 1-desoxi-xilulose-5P (DXP) metileritritol (MEP) - união de duas unidades C 5 : IPP e DMAPP - pirofosfato de isopentenila (IPP) OPP - pirofosfato de dimetilalila (DMAPP) OPP - formação de unidades derivadas de C 5 - C 10 (monoterpenos) - C 15 (sesquiterpenos) - C 20 (diterpenos) - C 30 (triterpenos) e C 27 , C 28 e C 29 (esteróides) - C 40 (tetraterpenos) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 97 MONOTERPENOS Biossíntese - origem do geranil-PP (C 10 ) a partir do IPP e DMAPP (ligação cabeça- cauda) OPP OPP H H PPO S R -OPP IPP DMAPP geranil-PP - o geranil-PP origina mais dois isômeros: linalil-PP e neril-PP: OPP OPP OPP OPP + + + + OPP - OPP - geranil-PP linalil-PP neril-PP + + cátion geranil cátion neril - o geranil-PP, o linalil-PP e o neril-PP e seus respectivos cátions originam os vários tipos de monoterpenos - os monoterpenos possuem várias funções orgânicas, incluindo os aromáticos - estruturalmente podem ser acíclicos, monocíclicos ou bicíclicos - são um dos constituintes principais de óleos essenciais Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 98 MONOTERPENOS Tipos estruturais de monoterpenos CHO CHO OH OH OH OH O O OH O O OH OH OH tuiona β-pineno borneol cânfora fenchona limoneno α-terpineol mentol carvona α-terpineno mirceno linalol citronelal geraniol citral acíclicos monocíclicos aromáticos bicíclicos p-cimeno australol timol carvacrol Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 99 IRIDÓIDES O OGli O H CO 2 Me - são derivados C 10 de monoterpenos com esqueleto iridano - apresentam diferentes atividades biológicas - vários ocorrem na forma glicosilada ou como seco-iridóides - através de biossíntese mista, são inseridos na dopamina ou triptamina, originando alcalóides complexos - grupo de ocorrência restrita a poucas espécies Biossíntese OPP OH OH O H O H O H O H H H O H O H H H H O H H H H O O OH H H O O OGli O H MeO OPP O H OH H H H H O O OGli H H O H MeO 2 C O H H CHO MeO 2 C OGli O OGli H H O MeO 2 C OR H H + H - H + geranil-PP loganina (cetal) iridodial enolização : [O] [O] iridotrial H + hemiacetal esterificação glicosilação [O] iridóide seco-iridóide seco-loganina Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 100 IRIDÓIDES Exemplos de drogas Valeriana officinalis L. (valeriana, Valerianaceae) - origem: Europa - parte usada: raízes secas (abaixo de 40 o C) pulverizadas - constituinte(s) principal(is): 0,5 – 1,3% de óleo essencial, 0,5 – 1,6% de valepotriatos (ésteres de epoxiiridóides como valtrato, diidrovaltrato, isovaltrato e acevaltrato) e sesquiterpenos (ácido valerênico e valeranona) - ação farmacológica: diminui degradação do GABA - uso: droga com ação branda e moderada, utilizada como sedativo, contra insônia, ansiedade e tensão nervosa O OR 1 OR 3 O R 2 O CO 2 H O O O O O O H O O O O O O O O O H O O valepotriatos ácido valerênico valeranona valtrato diidrovaltrato Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 101 SESQUITERPENOS - terpenos presentes em muitas famílias vegetais e em alguns óleos essenciais Biossíntese - unidades C 15 - derivados do farnesil-PP (adição de IPP ao geranil-PP – ligação cabeça- cauda) OPP OPP IPP geranil-PP farnesil-PP - através de rearranjos, o farnesil-PP gera 3 diferentes cátions: E,E- farnesila, nerolidila e E,Z-farnesila cátion nerolidila + E E E cátion E,Z-farnesila + E Z cátion E,E-farnesila + E - estes três cátions são responsáveis pela formação de 11 diferentes cátions: farnesila, germacrila, guaila, eudesmila, humulila, cariofilila, bisabolila, carotila, cis-germacrila, cadinila e cis-humulila - todos estes cátions especiais originam a maioria dos diferentes tipos de esqueletos de sesquiterpenos Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 102 SESQUITERPENOS Cátions responsáveis pela origem dos principais esqueletos de sesquiterpenos H H H + H + cátion E,E-farnesila cátion E,Z-farnesila + + + + + + + + + + + + + + cátion cis-humulila cátion cis-germacrila cátion carotila cátion cadinila cátion bisabolila cátion guaila cátion eudesmila cátion cariofilila cátion humulila cátion germacrila + cátion nerolidila + + E E E E E Z migração 1,3 de H migração 1,3 de H Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 103 SESQUITERPENOS Tipos estruturais de sesquiterpenos - acíclicos e monocíclicos OH H OH H H H farneseno farnesol (−)-α-bisabolol (−)-zingibereno (−)-α-bisaboleno (−)-β-sesquifelandreno - bicíclicos O H H CHO CHO H H H H H H α-cadineno canelal β-cadineno β-cariofileno - tricíclicos O H O H O O H H H H O H helenalina espatulenol Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 104 SESQUITERPENOS Exemplo de droga Cordia verbenacea DC. (erva baleeira, Boraginaceae) - arbusto comum na América do Sul; no Brasil é encontrado na Mata Atlântica, entre SP e SC - uso popular das folhas contra artrites e reumatismo, além da ação antiinflamatória e cicatrizante tópica - surgimento de parceria entre empresa e universidades - vários anos de pesquisa e investimentos de milhões de dólares - comprovação da ação antiinflamatória em modelos animais - constatação da atividade farmacológica do óleo essencial - desenvolvimento do primeiro fitoterápico 100% nacional lançado em 2005 - pomada antiinflamatória: Acheflan® (Aché Laboratórios) - princípios ativos do óleo essencial: α-humuleno e seu isômero β- cariofileno, também conhecido como (–)-trans-cariofileno H H α-humuleno β-cariofileno Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 105 LACTONAS SESQUITERPÊNICAS - são sesquiterpenos especiais presentes em 90% das espécies da família Asteraceae (família do girassol e da margarida) e de baixa ocorrência em outras poucas famílias como Apiaceae, Burseraceae, Lauraceae e Magnoliaceae - são unidades C 15 com anel lactônico de 5 membros (γ-lactona ou butirolactona), raramente de 6 membros (δ-lactona) - na maioria das vezes o anel lactônico é α, β-insaturado, com dupla exocíclica ou endocíclica: O O O O α αα α β ββ β α αα α β ββ β - principais classes de esqueletos carbocíclicos: O O O O H O O H germacrolido eudesmanolido guaianolido 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 - o sufixo olido é decorrente da função orgânica lactona O O α αα α β ββ β γ γγ γ Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 106 LACTONAS SESQUITERPÊNICAS - funcionalizações: presença de hidroxilas, epóxidos, ésteres, cetonas, etc. O O H O O O O O O O O H O O O O O OH O O O O O O O O OH - as fontes podem ser plantas ornamentais (dália, margarida, crisântemo), alimentícias (alface, chicória, alcachofra) e medicinais, como os exemplos descritos a seguir Arnica montana L. (arnica) - inflorescências utilizadas como antiinflamatório tópico O H O H O O helenalina Artemisia annua L. (“qinghaosu”) - artemisinina e derivados semi-sintéticos com ação antimalárica O H O O O H H O H O O H H H OR artemisinina R = Me (artemeter) R = Et (arteeter) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 107 LACTONAS SESQUITERPÊNICAS Artemisia vulgaris L. (artemísia) - vermífuga contendo o eudesmanolido α-santonina O O O α-santonina Cichorium intybus L. (chicória) - vários guaianolidos nas raízes com ação antiinflamatória O O H O OH O H O O H O R2 R 1 O O O OH R 1 = H, R 2 = OH R 1 = H, R 2 = H R 1 = H, R 2 = A R 1 = H, R 2 = OH R 1 = H, R 2 = H R 1 = H, R 2 = A R 1 = Gli, R 2 = H R 1 = Gli, R 2 = OH A = Lactuca sativa L. (alface) - resina do caule e raízes com ação calmante e antiinflamatória, contendo lactucina e lactupicrina (também presentes na chicória) O O H O OR O H O OH lactucina (R=H) lactopicrina R= Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 108 LACTONAS SESQUITERPÊNICAS Matricaria chamomilla L. (camomila) - inflorescências com ação antiespasmódica e antiinflamatória O O H OAc O H matricina Smallanthus sonchifolius (Poepp. & Endl.) H. Robinson (yacón) - partes aéreas utilizadas popularmente como hipoglicemiante e contem diversas lactonas sesquiterpênicas do tipo melampolido - parte subterrânea utilizada como alimento não calórico O O O O O O O O O MeO O O O O O O O O MeO enidrina uvedalina Tanacetum parthenium (L.) Sch.-Bip. (matricaria ou tanaceto) - partes aéreas têm ação antiinflamatória e contra enxaqueca O O O partenolido Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 109 LACTONAS SESQUITERPÊNICAS - as lactonas sesquiterpênicas possuem atividades biológicas e farmacológicas diversas: antimicrobiana, inseticida, alergênica, antiinflamatória, citotóxica, genotóxica, protetora gástrica, desestimulante alimentar (sabor amargo), neurotóxica, toxidez para herbívoros, etc. - requisito estrutural para atividade biológica: anel lactônico α,β-insaturado ⇒ reação com grupos sulfidrila (adição do tipo Michael) ⇒ aduto - o aminoácido mais comum (presente em enzimas e proteínas) que possui o grupamento –SH (sulfidrila) é a cisteína - mecanismo de formação do aduto na reação com cisteína: - o aduto pode ou não ser benéfico ao organismo e vai depender de sua estrutura, do local onde é formado e com qual enzima ele reagiu - devido à alta reatividade e potencial toxicidade das lactonas sesquiterpênicas – em especial as que possuem ligação dupla exocíclica conjugada à carbonila – muitos pesquisadores defendem a indicação de preparados (ou plantas medicinais) contendo estas substâncias apenas para uso tópico e não oral O O H OH OAc O O S R H OH OAc S H R aduto lactona sesquiterpênica + Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 110 DITERPENOS Biossíntese - unidades C 20 - precursor comum: geranilgeranilpirofosfato (GGPP), diterpeno acíclico originado da adição cabeça-cauda de IPP (C 5 ) ao farnesil-PP (C 15 ) OPP OPP OPP IPP farnesil-PP geranilgeranil-PP - após ciclização concertada, o GGPP forma o copalil-PP, que após rearranjos e ciclizações origina a maior parte dos esqueletos de diterpenos H H H OPP H + H H OPP OPP H H (−)-copalil-PP GGPP - o GGPP, através de um outro arranjo inicial, origina o enantiômero do copalil-PP, denominado labdabienil-PP OPP H H labdadienil-PP Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 111 DITERPENOS Principais tipos de esqueletos de diterpenos caurano abietano pimarano traquilobano atisano beierano - para estes esqueletos, existem a série normal e a série ent (de enantiômero) H H H H (+)-caureno (−)-ent-caureno Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 112 DITERPENOS Exemplos de drogas Coleus forskohlii Briq. (Lamiaceae) - ação sobre a adenilatociclase: forskolina O OH H OH OH OAc O Croton tiglium L. (Euphorbiaceae) - co-carcinogênico, irritante: ésteres do forbol (R = ésteres) O OH OR H O H OR H H OH Gibberella fujikuroi (fungo) - indução de crescimento vegetal: giberelinas H O H H O OH O CO 2 H ác. giberélico Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 113 DITERPENOS Ginkgo biloba L. (ginkgo, Ginkgoaceae) - doenças vasculares: gincolidos (lactonas diterpênicas) O O H O O O O O H R O R R R 1 R 2 R 3 A OH H H B OH OH H C OH OH H J OH H OH M H OH OH 1 2 3 gincolidos Resinas de Pinus L. spp (pinho, Pinaceae), Copaifera langsdorffii Desf. (copaíba, Fabaceae) e Grindelia Willd. spp - ácidos diterpênicos derivados do caurano, clerodano, labdano, abietano e pimarano CO 2 H H H CO 2 H H H ác. isopimárico ác. abiético Stevia rebaudiana Hemsl. (estévia, Asteraceae) - adoçante: esteviosídeo (derivado do caurano) CO 2 Gli H H O Gli Gli Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 114 DITERPENOS Taxus brevifolia Nutt., T. baccata L. (deixo, Taxaceae) - antitumoral: paclitaxel (Taxol®); obs. o núcleo taxano H O O O NH OH O O O O O O O OH O O H - uso para quimioterapia de câncer de mamas e carcinoma metastático de ovário - mecanismo de ação: estímulo da polimerização da proteína tubulina; ação na mitose - nomes comerciais: Taxol (Bristol-Myers Squibb, 1º produto, 1993); Paclitax (Eurofarma); Paclitaxel (Biosintética) - derivados semi-sintéticos: precursores presentes nas folhas de T. baccata L. (bacatinas) - nome “Taxol”: protegido contra comercialização (Bristol- Myers Squibb); descrição em 1971; nome genérico = paclitaxel - síntese orgânica economicamente inviável - aprovado para uso pelo FDA: cascas de T. brevifolia Nutt. - árvore: 20 anos para crescer e 60 anos de idade para coleta - 1 g taxol: 13 kg cascas = aprox. 1,3 árvores Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 115 - demanda anual: 24 kg de taxol (3/2 toneladas de cascas = aprox. 36.000 árvores) - necessidade nos EUA: 400 kg/ano - cultivo difícil - alternativas - cultura de tecido vegetal (ESCAgenetics e Phyton Catalytic) - biotecnologia (produção por microrganismos) - semi-síntese a partir de precursores isolados das partes aéreas de T. baccata L.: baccatina III e 10-desacetil bacatina III - produção do análogo taxotère (patente da empresa Rhône- Poulenc Rorer, França) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 116 TRITERPENOS E ESTERÓIDES Biossíntese - unidades C 30 - precursor comum: esqualeno (em plantas e animais), um C 30 acíclico originado por duas unidades de farnesil-PP com ligação cabeça-cabeça OPP farnesil-PP esqualeno ligação cabeça-cabeça - o esqualeno é oxidado a epoxiesqualeno, o qual origina triterpenos com diferentes tipos de esqueletos tendo um –OH com orientação β no C-3 O O H H H O H H H esqualeno epoxiesqualeno 3 3 esteranos oleananos [O] Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 117 TRITERPENOS E ESTERÓIDES - os triterpenos originam os esteróides, os quais compreendem unidades C 27 , C 28 ou C 29 - alguns triterpenos e esteróides estão presentes como agliconas de saponinas; os esteróides são agliconas de heterosídeos cardiotônicos ou alcalóides - as unidades de oses (açúcares) são ligadas geralmente no –OH do C-3 Tipos estruturais comuns de triterpenos O H H H H H O H H H H H H 1 3 6 5 8 9 10 23 24 25 11 14 27 13 15 16 18 28 19 20 21 22 29 30 A B C D E 19 29 30 E 19 29 30 20 21 E oleano ursano lupeano Exemplo de droga Maytenus ilicifolia Mart. ex Reissek (espinheira-santa, Celastraceae) - origem: América do Sul - parte usada: folhas - constituinte(s) principal(is): triterpenos α- e β-amirina (tipo oleano e ursano) - uso: anti-úlcera Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 118 ESTERÓIDES - originam diferentes substâncias: saponinas, heterosídeos cardiotônicos, alcalóides esteroidais, vitamina D, hormônios, ácidos biliares, etc. - possuem diferentes estereoquímicas na fusão dos anéis A/B e C/D - estão presentes em animais e em plantas - em plantas: - unidades C 28 e C 29 (fitoesteróis) - ex.: ergosterol (C 28 ), sitosterol e estigmasterol (C 29 ) - presentes nos heterosídeos cardiotônicos, saponinas esteroidais e alcalóides esteroidais - em animais: - unidades C 27 ou derivados com menor número de átomos de carbono - ex.: colesterol, testosterona, colecalciferol (vitamina D 3 ), etc. O H H H H O H H H H sitosterol estigmasterol O H H H H colesterol 20 21 22 23 24 25 26 27 17 Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 119 TETRATERPENOS E CAROTENOS - unidades C 40 - presentes em pigmentos de diversas plantas: tomate, cenoura, laranja, pétalas de flores, urucum - têm importância na dieta - compreendem algumas vitaminas e corantes naturais - possuem elevado interesse industrial Exemplos - licopeno, xantofilas, α- e β-caroteno, retinal, retinol (álcool da vitamina A), ácido retinóico, bixina (corante natural do urucum), etc. O OH OH HO 2 C CO 2 Me licopeno α-caroteno β-caroteno retinal retinol (vitamina A 1 ) desidroretinol (vitamina A 2 ) bixina (Bixa orellana) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 120 POLITERPENOS Borracha - fonte: Hevea brasiliensis (Willd. ex A.Juss.) Müll.Arg. (seringueira, Euphorbiaceae): borracha - cadeias lineares de ± 1.500 a 60.000 unidades isoprênicas - possuem ligações duplas cis (Z) não usuais e diferente dos demais terpenos que possuem duplas trans (E) * * n n = aprox. 10 3 - 10 5 Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 121 ÓLEOS ESSENCIAIS Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 122 ÓLEOS ESSENCIAIS Definição - são misturas complexas de dezenas de substâncias - são constituídos basicamente por terpenos (mono em maior e sesquiterpenos em menor proporção) ou por fenilpropanóides (derivados de C 6 C 3 ), além de outros grupos em menor proporção - geralmente em um óleo essencial existem de uma a três substâncias principais - são líquidos com aspecto oleoso - volatilidade - aroma intenso, na maioria das vezes com odor agradável Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 123 COMPONENTES NÃO TERPÊNICOS PRESENTES EM ÓLEOS ESSENCIAIS Fenilpropanóides (C 6 -C 3 ) MeO O H MeO O O CHO O O OMe anetol eugenol safrol aldeído cinâmico miristicina Outras classes O H O OMe O H O OMe (CH 2 )nCH 3 OH OGli CHO CHO zingerona gingerol picrocrocina safranal Essências heterosídicas OGli OMe CHO S O H O O H OH O H N O S O O O sinigrina vanilina (precursor) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 124 PROPRIEDADES Propriedades organolépticas - aroma forte - consistência oleosa - geralmente incolores ou amarelados Propriedades físicas - líquidos à temperatura ambiente - lipossolúveis - geralmente menos densos que a água - índice de refração elevado Propriedades químicas - depende dos componentes principais Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 125 DISTRIBUIÇÃO - ocorrem praticamente em todo o reino vegetal - presença pronunciada em: - Apiaceae, Asteraceae, Lamiaceae, Lauraceae, Myristicaceae, Myrtaceae, Piperaceae, Rosaceae e Rutaceae LOCALIZAÇÃO NA PLANTA - glândulas, ductos, pêlos, tricomas glandulares, canais secretores e bolsas secretoras - partes aéreas (folhas, flores, caules) ou partes subterrâneas Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 126 EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Aspectos gerais - depende do material (seco ou fresco, lábil ou resistente) - observar presença e localização de aparelhos secretores (as vezes é necessário fragmentar e deixar a droga em contato com água) - calcular custos - o rendimento irá depender de: origem do material, clima, época de colheita, método de armazenamento - métodos de extração: - hidrodestilação - destilação por arraste a vapor - solventes orgânicos voláteis - gorduras a quente - gorduras a frio - expressão - adsorventes Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 127 EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Métodos - hidrodestilação e destilação por arraste a vapor (teoria da pressão de vapor) - mais barato e mais utilizado, em escala industrial - obtenção de duas fases: água e óleo ⇒ separar - podem haver a 2 a ou 3 a extrações - solventes orgânicos voláteis - bom solvente: baixo custo, toxidez e inflamabilidade, boa solubilidade, inerte, não formar misturas complexas, seletividade - geralmente por Soxhlet (a quente e contínua) - gorduras a quente - 40 a 70 o C, com agitação, por extração exaustiva - obtém-se pomadas (gordura + essência) ⇒ extrair com álcool - gorduras a frio (enfloração ou “enfleurage”) - próprio para aromas delicados de flores, perfumes caros - saturação de placas de gordura com gotículas de essência - obtém-se pomadas (gordura + essência) ⇒ extrair com álcool - método muito utilizado na região de Grasse (sul da França) - espressão - cascas de frutos, p. ex. os cítricos (laranja e limão) - adsorventes - uso de adsorventes sólidos: sílica, carvão ativo, alumina Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 128 - efetuar posterior extração com solventes orgânicos Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 129 EMPREGO DOS ÓLEOS ESSENCIAIS Indústria - alimentos: aromatizantes, flavorizantes, condimentos - cosmética: desodorizantes, aromatizantes, sabonetes - perfumaria: essências - outras: fabrico de tintas, vernizes, inseticidas, material de partida para semi-síntese Farmácia - essências para medicamentos - infusões Bebidas e medicina popular - chás, infusões, decocções Culinária - condimentos e especiarias Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 130 UTILIZAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Indústria de alimentos e farmácia - aromatizantes, flavorizantes, medicamentos, condimentos: Artemisia absinthium L. (losna), Cinnamomum zeylanicum Blume (canela-do-ceilão), Citrus aurantium L. (laranjeira azeda), Citrus limon (L.) Burm.f. (limoeiro), Coriandrum sativum L. (coentro), Eugenia caryophyllus (Spreng.) Bullock & S.G.Harrison (cravo), Mentha L. spp (hortelã), Pimpinella anisum L. (anis), Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry (cravo-da-índia), Thymus vulgaris L. (tomilho), Vanilla fragrans Ames (vanilina) Indústria cosmética e perfumaria - desodorizantes, aromatizantes, sabonetes: Citrus aurantium L. (laranjeira azeda), Lavandula angustifolia Mill. (alfazema), Pinus L. spp (pinheiro), Rosa L. spp (roseira) Indústria: outras - fabrico tintas, vernizes, inseticidas, material de partida para semi- síntese: Cinnamomum camphora (L.) J.Presl (cânfora), Chrysanthemum L. spp (crisântemo), Eucalyptus L. spp (eucaliptol), Mentha L. spp (mentol), Thymus vulgaris L. (timol) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 131 UTILIZAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Bebidas e medicina popular - Chenopodium ambrosioides L. (quenopódio), Cymbopogon citratus Stapf. (capim-limão), Eucalyptus globulus Labill. (eucalipto), Foeniculum vulgare Mill. (erva-doce), Matricaria chamomilla L. (camomila), Melissa officinalis L. (erva-cidreira), Mentha L. spp (hortelã) Culinária - condimentos e especiarias: Cinnamomum zeylanicum Blume (canela-do-ceilão), Coriandrum sativum L. (coentro), Crocus sativus L. (açafrão), Eugenia caryophyllus (Spreng.) Bullock & S.G.Harrison (cravo), Foeniculum vulgare Mill. (erva-doce), Mentha L. spp (hortelã), Myristica fragrans Houtt. (noz-moscada), Ocimum basilicum L. (manjericão), Ocimum gratissimum L. (alfavaca), Rosmarinus officinalis L. (alecrim) Salvia officinalis L. (sálvia), Sinapis alba L. (mostarda), Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry (cravo-da-índia), Thymus vulgaris L. (tomilho), Zingiber officinale Roscoe (gengibre) Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 132 COMPONENTES PRINCIPAIS DE ALGUNS ÓLEOS ESSENCIAIS Nome oficial Nome popular Componente(s) principal(is) Artemisia absinthium L. losna tuiona Chenopodium ambrosioides L. quenopódio ascaridol Cinnamomum zeylanicum Blume canela-do-ceilão aldeído cinâmico Citrus limon (L.) Burm.f. limoeiro citral, limoneno Coriandrum sativum L. coentro linalol Crocus sativus L. açafrão cineol Cymbopogon citratus Stapf. capim-limão citral Eucalyptus globulus Labill. eucalipto cineol (ou eucaliptol) Eugenia caryophyllus (Spreng.) Bullock & S.G.Harrison cravo eugenol Foeniculum vulgare Mill. erva-doce, funcho anetol Lavandula angustifolia Mill. alfazema ésteres do linalol Matricaria chamomilla L. camomila comum bisabolol Melissa officinalis L. melissa, erva-cidreira citral, citronelal Mentha x piperita L. hortelã-pimenta mentol Myristica fragrans Houtt. noz-moscada safrol e derivados Ocimum gratissimum L. alfavaca eugenol Rosa L. spp roseira geraniol, citronelol Rosmarinus officinalis L. alecrim borneol, linalol Salvia officinalis L. sálvia α-pineno, borneol, cineol Sassafras albidum (Nutt.) Nees sassafrás safrol Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry cravo-da-índia eugenol Thymus vulgaris L. tomilho timol Zingiber officinalis Roscoe gengibre gingerol Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 133 ADULTERAÇÕES DE ESSÊNCIAS Excesso de água - proveniente do arraste a vapor - teste com CS 2 ou éter de petróleo - efetuar doseamento (titulações) Metais pesados - dos locais de armazenamento da essência (alambiques) - sais de Cu, Fe, Pb - efetuar doseamento Álcool etílico - vem das extrações com álcool ou adição indiscriminada - teste com fucsina ou com água glicerinada Óleos fixos - vem das gorduras extrativas ou adição indiscriminada - teste da mancha de óleo no papel de filtro ou da acroleína Essência de terebintina - adição indiscriminada - efetuar caracterização do α-pineno ou caracterizar índices físicos Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 134 ADULTERAÇÕES DE ESSÊNCIAS Derivados do petróleo e óleos minerais - adição indiscriminada - não reagem com H 2 SO 4 .SO 3 Ésteres de síntese - proveniente dos produtos de síntese - para valorizar essências ou encobrir falsificações - efetuar índice de saponificação Halogênios - proveniente dos solventes extratores ou intermediários de síntese - geralmente cloro - teste com nitrato de prata Disciplina de Farmacognosia – FCFRP/USP (2012) 135 ESSÊNCIA DE HORTELÃ-PIMENTA Oleum menthae piperitae aethereum A essência de hortelã-pimenta é obtida pela destilação a vapor, e posterior retificação, das folhas e das sumidades floridas de Mentha piperita Linné; Lamiaceae. Deve conter, no mínimo, 5 por cento de ésteres, calculados em acetato de mentila (C 12 H 22 O 2 = 198,30) e, no mínimo, 50 por cento de mentol (C 10 H 20 O = 156,26). CARACTERES: Líquido incolor ou levemente amarelado, de odor forte, característico e sabor ardente, seguido de sensação de frescura. Solubilidade - Miscível em qualquer proporção com o álcool absoluto e solúvel em 4 volumes de álcool a 70 por cento. Densidade - Entre 0,896 e 0,908. Poder rotatório - A 20 o C, no mínimo, -18 o e, no máximo, -32 o . Índice de refração - A 20 o C, no mínimo, 1,459 e, no máximo, 1,465. IMPUREZA: Sulfeto de dimetila - Destile 25 cm 3 até obter 1cm 3 de destilado; junte a este, em um tubo de ensaio, 5 cm 3 de cloreto mercúrico SR: durante 1 minuto na superfície de contato dos dois líquidos, não deve formar-se uma zona esbranquiçada. DOSEAMENTO: Ésteres - Determine o índice de saponificação como descrito no Ensaios e Doseamentos. O número indicado, multiplicado por 0,3534g (198,30:56,11: X:0,001x100), corresponde aos ésteres, calculados em acetato de mentila (CH 3 COOC 10 H 19 ), contidos em 100 g da essência doseada. Mentol - Determine o índice de acetila como descrito nos Ensaios e Doseamentos. O número encontrado, subtraído do obtido pelo índice de saponificação e multiplicado por 0,2749 g (156,26:56,11:X:0,001x100), corresponde ao mentol contido em 100 g da essência doseada. CONSERVAÇÃO: Em recipientes opacos, bem fechados, ao abrigo da luz e guardados em lugar fresco. (Farm. Bras. 2ª Ed.)