Sebenta Farmacognosia I PDF

 Fármacos Vegetais As drogas vegetais são essencialmente plantas inteiras, fragmentadas ou cortadas, partes de plantas, algas, fungos e líquenes, sem qualquer tratamento, normalmente na forma seca (para não apodrecerem), mas, algumas vezes, na forma fresca. Alguns exsudados, qu...

 Fármacos Vegetais As drogas vegetais são essencialmente plantas inteiras, fragmentadas ou cortadas, partes de plantas, algas, fungos e líquenes, sem qualquer tratamento, normalmente na forma seca (para não apodrecerem), mas, algumas vezes, na forma fresca. Alguns exsudados, que não foram sujeitos a tratamento específico, são também considerados fármacos vegetais. Os fármacos vegetais são corretamente definidos pelo nome botânico científico de acordo com o sistema binomial (género, espécie, variedade e autor), e este vai servir como uma nomenclatura universal, assegurando a sua identidade. O fármaco é denominado dizendo a “parte” da planta a que pertence o seu nome botânico científico Exemplo: Folhas de Plantae ad ptisanam Os fármacos vegetais são obtidos a partir de plantas cultivadas (mais abundantes) ou espontâneas. Para garantir a qualidade dos fármacos vegetais é essencial uma seleção adequada da espécie, cultivo, colheita, secagem, fragmentação e condições de conservação apropriadas. Os fármacos vegetais são, sempre que possível, isentos de impurezas tais como terra, pó, sujidade e outros contaminantes como fungos, insetos e outras contaminações animais, e não se apresentam putrefactos (“podres”). Se foi utilizado algum tratamento de descontaminação, é necessário demonstrar que os constituintes dos fármacos não foram afetados e que não persistem resíduos nocivos. A utilização de óxido de etileno na descontaminação dos fármacos vegetais é proibida. Por sua vez, os fármacos vegetais para tisanas consistem exclusivamente num ou mais fármacos vegetais destinados a preparações aquosas para uso oral. Estas podem ser obtidas por: Decocção – colocam-se as plantas em água a ferver (tudo simultaneamente) Infusão – primeiro ferve-se a água (100 ºC) e depois colocam-se as folhas da planta Maceração – planta em contacto com a água a temperatura ambiente (ou seja, a uma decocção a temperatura ambiente) Os fármacos vegetais para tisanas são geralmente fornecidos a granel ou em saquetas. Os fármacos vegetais utilizados satisfazem às exigências das respetivas monografias e, na sua ausência, à monografia “Fármacos Vegetais”. As recomendações sobre a qualidade microbiológicas dos fármacos vegetais para tisanas têm em consideração o método de preparação utilizado (uso da água fervente ou não fervente). Obtenção de fármacos vegetais Os fármacos vegetais podem ser obtidos por um crescimento espontâneo (de fácil acesso e de uso tradicional) ou através de uma cultura. Neste último é necessário: Seleção de quimiotipos – indivíduos que são morfologicamente iguais, mas quimicamente diferentes Bruna Faria 2  o Por exemplo, no caso da Cassia angustifolina, ela tem vários quimiotipos, pelo que selecionamos aqueles que possuem senósido B Uniformidade de constituintes – pois estamos a controlar as condições de crescimento da planta, nomeadamente a natureza e o teor Procura pelo mercado Risco de troca de espécie Extinção da espécie Espécies sujeitas a regulamentação – o controlo em Portugal é feito pelo Infarmed Colheita mecanizada – pois está tudo no mesmo terreno, e é mais fácil e mais rápido Os seus prós são: Custo da síntese de compostos Descoberta de novas aplicações – pois muitas vezes descobrem-se mais aplicações, aumentando o interesse pela planta Política económica – FAO, UNESCO, etc. Investigação E os seus contras são: Situação sociopolítica – por exemplo, nos países em guerra há constrangimentos no fornecimento de produtos Flutuações económicas (oferta/procura) Síntese de compostos com ação similar Doenças e pragas – muitas vezes levam à extinção da própria cultura Assim, nos fármacos vegetais é necessário haver uma produção higiénica, e haver informações sobre o cultivo, colheita, processamento e armazenamento de forma a garantir segurança. Culturas A escolha da variabilidade química de uma cultura varia entre: Populações espontâneas – aumenta a variabilidade genética, o que complica mais a escolha da variabilidade química o Seleciona-se a composição química de acordo com a aplicação terapêutica Modificação genética – considera-se fatores agronómicos (gerais ou específicos) e económicos, sendo feito um período de domesticação considerando estes fatores para assegurar que é atingido o objetivo pretendido, pois a produção de metabolitos está dependente de condições de stress (de forma a obter mais produção, como é o caso dos nutrientes) e do clima e solo É também importante na cultura haver um controlo de infestantes, insetos, doenças e produtos radioativos. Por isso utiliza-se uma cultura biológica, em que não se pode utilizar outras coisas senão matéria orgânica. Caso se utilize pesticidas ou herbicidas, o solo deve passar por um período de quarentena, bem como se quisermos utilizar um terreno que tinha uma cultura normal Bruna Faria 3 Resíduos de pesticidas Considera-se como pesticida qualquer substância ou associação de substâncias destinadas a prever, destruir ou combater as pragas e as espécies indesejáveis de plantas ou de animas que causem danos ou sejam nocivas durante a produção, a transformação, a armazenagem, o transporte ou a distribuição de fármacos de origem vegetal. Englobam-se ainda as substâncias a ser utilizadas quer como reguladoras do crescimento de plantas, quer como desfolhantes ou agentes secantes, assim como substâncias aplicadas nas culturas, antes ou depois da colheita, para proteger os produtos contra a deterioração durante a armazenagem e o transporte. Utilizam-se diferentes métodos para determinar o teor do resíduo de pesticidas e a tolerância de cada substância. Elementos estranhos Os fármacos vegetais são, tanto quanto possível, isentas de fungos, de insetos e de outras contaminações de origem animal. Salvo indicação em contrário, a percentagem de elementos estranhos não é superior a 2% m/m. Os elementos estranhos são constituídos, no todo ou em parte, pelas seguintes matérias: Partes estranhas - qualquer elemento proveniente da planta mãe, mas que não seja constituinte do fármaco vegetal (por exemplo, flores da planta sendo que o fármaco foi retirado das folhas) Matérias estranhas - qualquer elemento estranho à planta mãe, de origem vegetal ou mineral Os fármacos vegetais satisfazem ao ensaio dos elementos estranhos e, aqueles que são suscetíveis de ser falsificados, satisfazem a um ensaio apropriado, como “Cinzas totais”, “Cinzas insolúveis no ácido clorídrico”, “Índice de intumescência”, “Índice de amargor”, “Resíduos de Pesticidas”, entre outros. É considerado o risco de contaminação dos fármacos vegetais por metais pesados. Se a monografia individual não estabelecer limites para os metais pesados ou elementos específicos, estes podem ser exigidos, se tal se justificar, como no caso de Pb, Cd e Hg. Quando necessário, são exigidos limites para o teor em aflatoxinas e, m certas circunstâncias, é considerado o risco de contaminação radioativa (600 bq/kg). É também importante reforçar que as culturas não devem ser inseridas em locais próximos de resíduos de contaminação de minas ou perto de autoestradas. Fatores edafoclimáticos Os fatores edafoclimáticos vão otimizar e definir a cultura em estudo, sendo ela de um organismo vivo. Eles são: Temperatura Pluviosidade Tempo de insolação Altitude Bruna Faria 4  Tipo de solo Propagação A propagação dos fármacos vegetais em cultura pode ocorrer de duas formas: Vegetativa (ou assexuada) – utiliza-se partes da planta, igual à planta-mãe, e o ciclo plantio-colheita é rápido Por sementes (ou sexuada) – introduz variabilidade química (quantitativa), necessita de tratamento químico e físico (que pode ser, por exemplo, com hormonas ou incidência de luz para diminuir tempo de dormência/latência das sementes), necessita também de terreno ou viveiros e o seu ciclo é demorado o Os viveiros são utilizados quando há uma distribuição não uniforme no solo (como em sementes pequenas, com baixo poder germinativo), quando o tempo de germinação é longo (infestantes) ou quando são necessários cuidados especiais durante a germinação; quando a cultura cresce, é transferida para o terreno Micropagação – cultura in vitro Micropagação A micropagação corresponde a uma produção de biomassa num curto espaço de tempo, no qual todas as condições físicas e químicas são controladas de forma aos tecidos vegetais crescerem. Obtêm-se plantas de propagação difícil, com características da planta mãe, utilizando- se partes de planta/tecidos. São necessários meios de cultura especializados, e pode ser utilizado para obter plantas inteiras ou então certos tecidos e células. Existem então: Tecidos organizados – são células com forma ou função especializada Tecidos não organizados – são células não diferenciadas, que podem ser suspensões (primeira foto), calos/agregados (segunda foto) ou protoplastos (células vegetais sem parede celular A nível do material vegetal, é necessário fazer: 1. Escolha da planta – é feita uma exploração prévia da variabilidade intraespecífica, de forma a encontrar uma planta que tenha um teor elevado da(s) substância(s) pretendida, de forma a aumentar o rendimento desta Bruna Faria 5  o A taxa de sobrevivência e de crescimento vai depender do estado fisiológico da planta original e da idade do órgão a usar como fonte, que vão afetar o rendimento. O ponto de partida são plantas saudáveis (ou parte dela), utilizando-se partes jovens, pois têm menos grau de diferenciação o De forma a obter linhas celulares altamente produtoras, utilizam-se tecido(s) ricos em metabolitos, sendo importante prestar atenção ao local de biossíntese e o local onde estes foram transportados e acumulados, pois eles podem após a síntese podem migrar para outro local 2. Desinfeção – antes de se iniciar a cultura, sujeita-se o material a uma desinfeção através de uma solução aquosa de agente químico (EtOH 70%, NaClO 2% ou Ca(ClO)2 9-10%) por um determinado tempo e de seguida lava-se repetidamente com água destilada e esterilizada, pois, nestes meios de cultura, podem crescer coisas não pretendidas 3. Meio de cultura – os meios de cultura utilizados são padronizados e otimizados, devendo possuir os compostos indicados na tabela em baixo, de forma a permitirem o crescimento das plantas. Eles podem ser de diversas formas o Líquidos – são utilizados para células em suspensão e calos, e têm uma taxa de crescimento superior ao meio semissólido, pois há uma maior absorção (sendo que as células e os tecidos estão totalmente rodeados pelo meio); porém, como há menos oxigénio disponível, ocorre hipoxia, que leva a um aumento do crescimento de metabolitos tóxicos, que faz diminuir a taxa de crescimento dos compostos pretendidos, sendo necessário injetar ar esterilizado ou então rodar/agitar para promover o arejamento do ar o Semissólidos – estes meios têm uma composição gelificante, utilizando-se maioritariamente o agar (0,8% a 1%), mas também se pode usar a agarose, a goma, o alginato e a pectina; eles destinam-se à recolha de explantes pequenos, não sendo necessário uma oxigenação suplementar (pois a planta está em contacto com o ar); para além disso, possui estabilidade física, pelo que é utilizado para o crescimento organizado de raízes e rebentos caulinares, o que evita a desagregação de células (calos), e precisa de ser esterilizado por autoclavagem a 121 ºC ou através de uma filtração por membranas, com um diâmetro do poro inferior a 0,22 µm o Reguladores de crescimento – estes meios podem ser constituídos por duas hormonas vegetais (quando já presentes na planta): as auxinas, responsáveis pelo alongamento celular, ou por citocinas, derivados da adenina responsáveis pela divisão celular; dependendo das concentrações utilizadas, podemos obter aquilo pretendido Bruna Faria 6 4. Produção – é necessário fazer a escolha do explante (segmento, órgão, tecido), a sua esterilização e inoculação (assepsia) para se fazer a incubação/crescimento, em que é importante considerar fatores como: o Temperatura – ideal é 20/25 ºC o Luz – pode ser benéfica ou prejudicial o pH – vai influenciar a captação de nutrientes e percursores, as enzimas, os fitorreguladores e o estado físico do meio (que pode ser mais ou menos sólido); ele diminui no início do crescimento mais vai aumentando conforme o crescimento da planta o Arejamento/agitação – é feita regularmente, nomeadamente em meios líquidos o Humidade – ideal é 70% A temperatura, a luz e o pH afetam o fotoperíodo, pelo que deve ser feito um estudo de quais são as necessidades da célula 5. Manipulação – por fim, o meio pode ser manipulado de forma a ir de encontro ao pretendido, e pode ser feito através da alteração da composição do meio e fitorreguladores, adição de percursores biossintéticos (para a planta seguir uma via biossintética), eliciação e engenharia metabólica (para manipular aquilo produzido pela planta) Colheita e conservação de fármacos vegetais Colheita Para se fazer a colheita devem ser considerados os seguintes fatores: Material vegetal – colhe-se o material vegetal que interesse (raramente se colhe a planta inteira) Altura da recolha – ao longo do dia ou ano, a acumulação de metabolitos é diferente, pois, por exemplo, no caso dos perfumes, a melhor hora a serem recolhidas as plantas que o compõe é de manhã, pois, sendo os óleos essenciais compostos voláteis, a temperatura de manhã é mais baixa e não ocorre evaporação Idade da planta – a composição varia com a idade da planta, inicialmente produz um composto e, depois, com o avanço da idade produz um outro composto Míldio, ferrugem, basidiomicetes – se a planta estiver contaminada deve ser rejeitada e não pode ser usada A planta, ao ser colhida, não deve sofrer ação da temperatura, luz e microrganismos antes da secagem, e deve ser esterlizada, podendo-se usar óxido de etileno (atualmente proibido) ou radiação ionizante Nas plantas utilizadas para tisanas (que necessitam de água fervente) o número de microrganismos permitido é superior uma vez que a água fervida e irá matá-los, ao contrário do que acontece em tisanas que não necessitam de água fervente. Secagem A secagem tem como objetivo: Bruna Faria 7  Eliminar a água, porque esta é necessária à ação de enzimas e desenvolvimento de microrganismos Inibir sistemas enzimáticos, uma vez que se trata de um organismo vivo e estes sistemas podem alterar os metabolitos Impedir o desenvolvimento de microrganismos O modo como é feita a secagem depende do tipo de fármaco que estamos a secar. Com base nisto, a secagem pode ser feita das seguintes formas: Temperatura ambiente, que pode levar a uma secagem: o Ao ar livre e ao sol o À sombra em local ventilado (melhor, pois a luz altera constituintes) A necessidade de calor artificial, que pode ser fornecido por estufas (ou armários de secagem) ou túneis de ar quente Infra-vermelho (IV) Estufa sob vazio, no caso de produtos muito sensíveis Liofilização, em que ocorre a passagem da água que existe dentro da planta para o estágio da sublimação a frio A temperatura da secagem também deve ser controlada, de forma a não haver nenhuma alteração nos compostos. Esta deve ser: 20ºC – 40ºC para folhas e sumiades flores (parte do topo com a flor aberta) 50ºC – 70ºC para cascas e raízes Com a secagem pretende-se que apenas restem 5-10% de água, e, de forma a haver uma secagem uniforme por todo o fármaco, recorre-se à fragmentação. De forma a diminuir a atividade dos compostos oxidados, podemos aumentar a temperatura aquando da secagem Conservação A conservação de fármacos vegetais está dependente de diversos fatores, nomeadamente: Humidade – a humidade vai influenciar na ação das enzimas e no desenvolvimento de microrganismos; esta deve estar entre os 40% e os 60% Tenuidade – as amostras não devem ser conservadas em forma de pó, pois quanto maior for a tenuidade, maior é a probabilidade de ocorrer oxidação e de ocorrer a perda de compostos voláteis, pois a superfície de contacto é maior Temperatura – a temperatura de conservação deve ser inferior a 20ºC, de forma a evitar a ocorrência de alterações, nomeadamente a perda de compostos voláteis Luz – a luz leva a uma degradação da clorofila, pelo que deve-se evitar uma exposição à mesma Recipiente – o material mais indicado para armazenar os fármacos vegetais é o vidro, sendo também o gel de sílica uma opção; o cartão, papel e plástico vão permitir trocas com o exterior, a folha de alumínio é cara Uma coisa também a considerar na conservação destes fármacos é a presença de insetos e aracnídeos, que os podem atacar. Para o evitar, deve-se armazenar em salas ventiladas a baixa temperatura, e pulverizadas com p-diclorobenzeno, que ajuda a que não se desenvolvam microrganismos. No caso de recipientes fechados, deve-se colocar gotículas de timol, CHCl3 ou CCl4; é muito feito em farmácias e ervanários. Bruna Faria 8 O prazo de validade de um fármaco vegetal está dependente do tipo de fármaco que é. O prazo de validade geralmente ronda os 1,5 a 3 anos, sendo este definido da melhor forma através do perfil químico do fármaco. O prazo de validade requer uma renovação anual. Controlo de qualidade de fármacos vegetais O controlo de qualidade destes fármacos pode ser feito através da medicina tradicional ou da indústria farmacêutica. Este pretende garantir a qualidade do fármaco, bem como diminuir a sua variabilidade. É feita uma padronização na: Escolha da variedade química – escolhe-se aquela que apresenta melhor rendimento no composto(s) pretendido(s) Manutenção de condições de cultura (solo, insolação, rega, etc.) – permite garantir que os parâmetros da Farmacopeia são cumpridos Época de colheita determinada por ensaios químicos – consegue-se escolher a altura de colheita em que existe maios teor do(s) composto(s) pretendido(s) e permite avaliar a composição química Secagem e armazenamento protocolados – permite que não haja nenhuma alteração nos constituintes A Farmacopeia apresenta certos parâmetros que devem ser seguidos no controlo de qualidade: É importante que a amostragem utilizada nos ensaios de controlo de qualidade siga diferentes critérios e que seja homogénea, de forma a nos permitir fazer uma representação de um todo Nas monografias de um fármaco vegetal está presente: Nome e espécie (nome botânico) Definição Características organoléticas Bruna Faria 9  Processo de identificação (A – macroscópico, B – microscópico, C – ensaio químico dos constituintes típicos, D – outro ensaio de identificação que nem sempre está presente) Ensaios de qualidade, referindo elementos estranhos, perdas por secagem, entre outros fatores Doseamento, que vai determinar se a amostra a analisar pode ou não ser utilizada Conservação Atualmente, as plantas medicinais são utilizadas das seguintes formas: In natura o Tisanas o Simples/ mistura Formas galénicas (transformadas) o Extratos, tinturas, pós, óleo essencial Obtenção de princípios ativos o Há uma incapacidade ou custo de síntese Semissíntese de princípios ativos Bruna Faria 10  Compostos de metabolismo primário Os compostos de metabolismo primário são essenciais à vida, e estão presentes em quase todos os organismos vivos. É o caso do piruvato, dos aminoácidos, das proteínas, dos ácidos nucleicos, dos lípidos, entre outros. À parte destes compostos, existem outros compostos que possuem um metabolismo especializado, sintetizando moléculas que não estão presentes em todos os organismos (que até podem apenas existir numa espécie). São compostos de metabolismo secundário e um exemplo destes são os alcalóides. O processo de produção de metabolitos primários pelos tecidos vegetais origina-se na fotossíntese, onde a partir da molécula de glucose podemos obter metabolitos de várias classes Glúcidos Os glúcidos são compostos de metabolismo primário, e possuem uma molécula de água por cada átomo de carbono. Eles podem ser elementos estruturais (como a celulose), fazer reserva energética (como o amido), ser constituintes de várias moléculas/metabolitos (como o DNA) ou ser precursores de diferentes vias metabólicas (como a glucose). Eles são também conhecidos como açúcares ou oses, porém glúcidos é a designação correta. Podem ser classificados em: Oses simples - aldeídos ou cetonas polihidroxilados, derivados de oxidação, derivados de redução, desoxiaçúcares e oses aminadas; possuem entre 3 a 9 carbonos, e têm a fórmula dos açúcares – Cn(H2O)m Ósidos – subdividem-se em: Bruna Faria 11  o Holósidos (apenas possuem o açúcar) – oligossacáridos (2 a 10 moléculas de açúcar), polissacáridos (possuem mais de 10 moléculas de açúcar); se tiverem o sufixo “-ana”, indica que possuem a mesma molécula de açúcar em toda a molécula – ex: glucanas, polímero de glucose o Heterósidos (possuem o açúcar e outro composto que defina a classe química) – ose ou oligósido com uma molécula não osídica (genina ou aglícona); podem ser N, O, C ou S heterósidos; para uma substância se dissolver nos vacúolos, ela tem de estar associada a um açúcar Oses simples As oses simples são classificadas segundo: Número de átomos de carbono – tetroses, pentoses, hexoses, etc Natureza do grupo carbonilo – aldoses (-ose), cetoses (-ulose) Numeração – atrbiu-se o número mais baixo ao carbono aldeídico/cetónico Elas são moléculas quirais, e o seu número de estereoisómeros corresponde a 2n. Elas podem ser representadas pela projeção de Fischer (ou forma aberta), e podem ser classificadas como série D (grupo hidroxilo no lado direito) ou série L (grupo hidroxilo no lado esquerdo). Como indicado na imagem, a maioria dos açúcares naturais são da série D, com a exceção os compostos em cima mencionados. A terminação “-ose” indica que é um aldeído A indicação D/L antes do nome do açúcar indica qual a série em que ele se insere O carbono anomérico corresponde ao carbono secundário mais afastado do carbono primário Epímeros – 2 diastereosisómeros que diferem num carbono quiral, como é o caso da D-glucose e da D-manose (diferem na orientação do grupo hidroxilo no carbono 2, logo a manose é um epímero em 2 da glucose) e da D-glucose e D-galactose; no caso da frutose e da glucose, elas não são epímeros pois a frutose é uma cetose e a glucose uma aldose Os açúcares mais abundantes são as aldopentoses, aldo-hexoses, ceto-hexoses e ceto-heptoses Bruna Faria 12  O carbono aldeídico fica sempre para cima Elas possuem uma estrutura cíclica quando em solução, e a ciclização acontece a partir do carbono carbonílico com qualquer hidroxilo da molécula, podendo voltar a abrir e formar outro açúcar diferente. Esta é a Projeção de Haworth: Consoante o número de carbonos que fica entre a ligação, vão surgir formas furanósicas (têm 4 carbonos) ou formas piranósicas (com 5 carbonos). Formas furanósicas – representadas com o heteroátomo em cima ao centro; as cetoses originam estas formas Formas piranósicas - representadas com o heteroátomo para o canto superior direito; as aldoses originam estas formas O carbono primário pode fechar em a ou em b, sendo que: a - o carbono primário e o hidroxilo do carbono 1 estão orientados para locais opostos b - o carbono primário e o hidroxilo do carbono 1 estão orientados para o mesmo lado Porém, eles podem voltar a abrir e a originar um açúcar diferente. O novo carbono quiral corresponde ao carbono anomérico em que estava ligado o grupo carbonilo. Nas estruturas planares, tudo o que está para a direita fica para baixo nas formas cíclicas, e tudo o que está para a esquerda fica para cima Bruna Faria 13 Para verificar se uma estrutura corresponde ao mesmo açúcar, devemos ver, pela seguinte ordem: 1. Número de carbonos das estruturas o As formas furanósicas possuem 4C, provêm de cetoses e o têm o heteroátomo em cima no centro o As formas piranósicas possuem 5C, provêm de aldoses e o têm o heteroátomo em cima no canto direito 2. Ver se os substituintes estão com a mesma orientação D/L o Na orientação D, o carbono primário está para fora do anel na forma fechada (virado para baixo), e na forma aberta está para a direita o Na orientação L, o carbono primário está para dentro do anel na forma fechada (virado para cima), e na forma aberta está para a esquerda 3. Ver a orientação dos hidroxilos o Se o hidroxilo do carbono anomérico tem orientação oposta ao carbono primário é a o Se o hidroxilo do carbono anomérico está para o mesmo lado do carbono primário é b Mutarrotação A propriedade que os anómeros a têm de se transformarem em b, e vice-versa, denomina-se de mutarrotação Nas aldoses, estabelece-se a ponte entre o carbono carbonílico (carbono 1) e outro hidroxilo qualquer Nas cetoses, faz-se a ciclização entre o carbono carbonílico (carbono 2) e outro hidroxilo qualquer, ficando o carbono primário fora do ciclo Poder redutor O poder redutor dos açúcares está relacionado com o facto de possuírem o carbono anomérico livre. De forma a detetar o poder redutor, faz-se a seguinte reação: Bruna Faria 14 O açúcar reage com o hidróxido de cobre e, caso o carbono anomérico (carbono 1) esteja livre, vai ocorrer uma oxidação, transformando o açúcar em ácido carboxílico e originando um precipitado de cor tijolo Principais oses simples As principais oses simples são: Tetroses: como é o caso da Eritrose, usada para a síntese de compostos aromáticos (aromagénese) Pentoses: como a D-ribose, que está presente no RNA, ou a L-arabinose e a D-Xilose, polissacarídeos que possuem uma ligação ondulada nos grupos hidroxilo, umas vez que podem ser anómeros alfa ou beta É um dos poucos açúcares L da natureza Hexoses: são polissacarídeos livres e heterosídeos (possuem uma fração açucarada – aglicona/genina – e uma fração orgânica, podendo ser classificados em determinadas categorias) Bruna Faria 15  A sacarose, por sua vez, é um dissacarídeo, sendo constituída por duas moléculas de glucose Desoxiaçúcares: ocorreu a eliminação de grupos álcool por redução; estão presentes no ADN, gomas e heterósidos carditónicos Oses aminadas (açúcares aminados): em vez de apresentarem hidroxilos no carbono 2, apresentam um grupo amina; estão presentes em polissacarídeos e glicoproteínas Ácidos urónicos: são provenientes da oxidação do carbono primário das hexoses, e origina o respetivo ácido urónico; estão presentes em pectinas, mucilagens e gomas Proveniente Proveniente da glucose da galactose Polióis: há a perda do grupo carbonilo, originando hidroxilos Ciclitóis: são poli-hidroxicicloalcanos; o prefixo indica o local onde estão presentes Bruna Faria 16  O ácido fítico é um IP6 que quelata iões divalentes (como o cálcio e o magnésio); é um antioxidante que diminui o colesterol e a absorção de cálcio, atuando na hipercalúria (regime alimentar, calciúria), litíase cálcica e metabolismo do cálcio Utilização em farmácia D-glucose: É obtida através da hidrólise enzimática do amido É de administração parentérica, e as suas funções vão depender da percentagem presente: o 5 a 10%: na prevenção da desidratação intra e extracelular, hidratação, profilaxia e tratamento de cetose (desnutrição), aporte calórico e como veículo de aporte terapêutico (pré ́ -, per-, pós- operatório) o 15, 20, 30 e 50%: nutrição parentérica e hipoglicemia; é de perfusão lenta, sendo utilizada em casos de glicosúria, acetonúria e caliemia, e faz suplementação de insulina e potássio D-frutose: É o açúcar da fruta É obtida por hidrólise da inulina, ou a partir do açúcar invertido É utilizada na alimentação parentérica de diabéticos e desportistas (pois tem reabsorção intestinal lenta e sofre metabolismo hepático) É um edulcorante D-sorbitol: É obtido através da hidrogenação da glucose É um laxativo osmótico (retenção de água e eletrólitos), possui ácidos estimulantes do peristaltismo e é colecistocinético, sendo utilizado em casos de obstipação e dispepsia; porém, é contraindicado em casos de colonopatia inflamatória, síndrome oclsuico e síndrome doloroso abdominal, pois promove os movimentos peristálticos São de administração parentérica, em soluções a 5,10%, e são usados em casos iguais à glucose É um edulcorante (E420) É usado em diabéticos (frutose, glicogénio) São reguladores da humidade (pós), retardam a cristalização e possuem forma pastosa Têm uma fermentação lenta, que ajuda o pH da cavidade bucal Xilitol: É um edulcorante (E967) muito utilizado em xaropes É não acidogéneo, e atua sobre streptococcus mutans (na saliva e placa dentária), prevenindo cáries e estimulando o fluxo salivar Pode levar a problemas gastrointestinais por consumo excessivo (como flatulência e diarreia) Bruna Faria 17  É contraindicado em crianças com menos de 3 anos D-manitol: É um diurético osmótico, administrado por via parentérica, e leva a uma filtração glomerular, sem reabsorção tubular; em doses elevadas, leva a um aumento da escreção de sódio, cloro e potássio É utilizado na forma de soluções hipertónicas (perfusão) em casos de oligoanúria, edema cerebral e hipertensão intraocular É um edulcorante (E421) Atua como laxativo osmótico e colecistocinético, sendo utilizado em casos de obstipação e dispepsia (por via oral) Maná: É constituída por manitol (70%), glucose, frutose e oligossacarídeos É utilizada em casos de obstipação, fissuras anais, hemorroides e cirurgia retal/anal Pode causar náuseas e cólicas Pode ser usado em pediatria D-glucosamina (ou quitosamina): Leva a uma estimulação das células formadoras da cartilagem, sendo utilizada na osteoartrose Está presente na carapaça dos crustáceos e, por isso, muitas vezes o composto é retirado de lá, pelo que é importante ter em atenção se a pessoa a receber o tratamento é alérgica ao marisco (hipersensibilidade) Está presente nas seguintes especialidades farmacêuticas: Cartilon; Dolenio; Glucomed; Viartril-S Polimerização A ligação osídica (ligação entre 2 moléculas de açúcar) é estabelecida entre o hidroxilo hemiacetálico (anomérico) e qualquer outro hidroxilo do outro açúcar: A existência de ósidos implica a presença desta ligação. Porém, como o hidroxilo do carbono anomérico não está no estado livre, este não tem características de açúcar A polimerização dos açúcares implica que seja estabelecida esta ligação, e que o açúcar esteja ativado. Para isso, utiliza-se o ativador UDP (uridina-difosfato), que se vai ligar ao hidroxilo do carbono anomérico e levar à perda de uma molécula de água. Esta ligação pode ser hidrolisada de duas formas: química ou enzimática. Porém, a última requer uma certa especificidade, o que justifica o nossos corpo conseguir digerir certos açúcares e outros não. Bruna Faria 18 De forma ao açúcar poder exercer o seu poder redutor, a molécula deve estar aberta. Porém, só consegue transformar-se para esta forma o açúcar que possui o seu carbono anomérico livre, pois, quando o açúcar estabelece a ligação osídica no seu hidroxilo hemiacetálico (anomérico), ele não vai conseguir abrir e reduzir. Dissacarídeos Maltose: É a unidade fundamental do amido, e é constituída por 2 unidades de glucose ligadas por uma ligação glicosídica a-1,4 Porém, existem outros dissacarídeos compostos por duas unidades de glucose, diferindo apenas na ligação glicosídica estabelecida Celulose – possui uma ligação glicosídica b-1,4 Cellobiose – possui uma ligação glicosídica b-1,4, mas ocorreu uma rotação Gentiobiose – possui uma ligação glicosídica b-1,6 Trealose - possui uma ligação glicosídica a-1,1; são mais raras, pois estabelecem a ligação nos seus carbonos anoméricos Sacarose: É um edulcorante presente na beterraba e na cana de açúcar, e que é usado como excipiente em xaropes (³ 45%), comprimidos e cápsulas. Ao ser um açúcar (e não é redutor, pois não tem o carbono anomérico livre), vai desempenhar funções de transporte e de reserva temporária de energia. Bruna Faria 19 A sacarose é também denominada de a-D-glucopiranosil- (1®2)-b-D-frutofuranósido. A terminação “-sil” indica que a glucose serve como radical à molécula de frutose, porém, a frutose pode servir de radical à molécula de glucose, e isso levaria a uma alteração do nome, adquirindo a frutose o sufixo “-sil”, mas a ligação seria na mesma estabelecida nos carbonos 1 e 2 Lactose: É constituída por uma molécula de glucose ligada a uma molécula de galactose, e a ligação estabelecida nos carbonos 1,4 pode ser a ou b. É utilizada como diluente Lactulose: É constituída por uma molécula de galactose ligada a uma molécula de frutofuranose, e pode ser utilizada como laxante osmótico, no peristaltismo intestinal, na diminuição do pH intestinal (ácido lático), diminuindo a absorção e aumentando a eliminação do amoníaco. Por isso, é recomendada em casos de obstipação e encefalopatia hepática (quando há uma acumulação de amoníaco a nível cerebral, pois o fígado não o consegue eliminar) Oligossacarídeos Oligossacarídeos superiores: São heterósidos sem poder redutor que possuem 3 a 10 oses, e têm interesse taxonómico (pois normalmente possuem funções de reserva). Um exemplo é galactose + sacarose Fruto-oligossacarídeos: São polímeros de frutose e bifidogénicos, pelo que não absorvidos pelo intestino delgado, mas sim degradados ao nível do cólon onde promovem a proliferação das bífido-bactérias. Estes encontram-se, por exemplo, em Fabaceae Ciclodextrinas: É uma estrutura cíclica obtida do amido, e são resultantes da ação da CGT CGT (ciclodextrina- glicosil transferase), que existe em bactérias (Bacillus macerans e Bacilllus circulans). Elas podem ser de três tipos: a, b e g, e possuem um interior hidrófobo e um exterior hidrófilo. O seu principal objetivo é um encapsulamento molecular (não covalente), mascarando aroma, odor e cor. São utilizadas para conferir estabilidade térmica e química, solubilidade e dispersibilidade e biodisponibilidade. Vão estabelecer interações e vão impedir uma degradação gástrica e ocular. São utilizadas na cromatografia de moléculas quirais Bruna Faria 20  A Sugamadex é proveniente da ciclodextrina g, e foi modificada numa cadeia carregada negativamente. Ela é usada no encapsulamento molecular do rocurónio e vecurónio, revertendo o bloqueio neuromuscular provocado por eles; é utilizada em anestesias Acarbose (Valienaminil-4-amino-4,6-didesoxiglucose): é um pseudotetrassacárido (açúcar mascarado de amido) de acarviosina e maltose, com origem na Actinoplanes sp. SE50. É um inibidor competitivo da a -glucosidase, que é responsável pela degradação de oligossacáridos, polissacáridos e polímeros de açúcar, sendo aplicada à Diabetes Tipo II (é usado como referência em estudos). Ao inibir esta molécula, a quebra dos açúcares irá ocorrer numa zona mais tarde e distante do intestino, fazendo com que, após refeições, não haja picos de açúcar. Polissacáridos Os polissacáridos são moléculas de elevado peso molecular, pois possuem um elevado número de oses (acima de 10). Eles atuam a nível: Estrutural (rigidez da parede celular vs. flexibilidade) – são responsáveis pela flexibilidade das algas Reserva de energia Proteção (hidrofilia) – protegem contra a desidratação Defesa (microrganismos) – situam-se nas paredes dos microrganismos para eles se defenderem Bruna Faria 21 A nível estrutural, estes podem ser homogéneos (têm sempre o mesmo açúcar) ou heterogéneos (possuem diferentes açúcares), e podem estar na forma linear ou ramificada. As ligações entre açúcares vão permitir obter diferentes sequências: Sequência periódica - b-(1→4): fita; a-(1→4): helicoidal; (1→6): flexibilidade Sequência interrompida – de repente, deixa de haver repetição, e volta a repetir depois Sem sequência A gelificação corresponde à retenção de fase líquida entre redes macromoleculares tridimensionais sólidas, e os polissacáridos conseguem-no fazer devido a possuírem muitos grupos hidroxilo na sua constituição, sendo compostos com elevada hidrofilia. Uma solução verdadeira vai passar por uma associação de cadeias, e quanto maior o número dessas cadeias/segmentos associados e de pontos de contacto, maior é a rigidez do gel. Polissacáridos de bactérias e fungos Dextranos Os dextranos (a-D-glucopiranose) são polímeros constituídos por moléculas de glucose, mas com diferentes ligações estabelecidas (podem ser 1,2, 1,3, 1,4 e 1,6, sendo a última a mais abundante). Este polissacárido é ramificado, possuindo conjuntos de 1 ou 2 moléculas unidas à cadeia principal por ligações 1,2 ou 1,3. As bactérias Lactobacillus, Streptococcus e Leuconostoc vão, através da enzima dextrano sucrase, quebrar a molécula de sacarose, obtendo moléculas de glucose, e depois vai uni-las por ligações 1,6 Os dextranos são produzidos em meios de cultura ricos em sacarose, para a enzima dextrano sucrase poder hidrolisá-la em glucana (composto homogéneo de glucose). De seguida, adiciona-se EtOH (álcool), que vai precipitar a glucana, e faz-se finalmente uma hidrólise parcial (partindo a cadeia de glucose enorme que antes possuíamos, a glucana, em diferentes locais, originando dextranos) Eles podem existir na forma 40, 60, 70 (que é de administração intravenosa, pois têm elevado peso molecular) ou em 1 (presente na Farmacopeia Europeia): Dextrano 70 em solução 6% - tem viscosidade e osmolaridade próximas da do plasma. São indicados em choque hemorrágico, traumático, toxi-infecioso, em desidratação e queimaduras graves, e há a possibilidade de ocorrência de reações de hipersensibilidade. Dextrano 1 – é utilizado na prevenção de reações anafiláticas (bloqueio de anticorpos). É utilizado em colírios para insuficiência lacrimal e lentes de contacto. Bruna Faria 22 “Goma” xantana A “goma” xantana é uma cadeia de açúcares (daí a designação “goma”) proveniente de Xanthomonas campestres, bactérias da família Brassicaceae. Ela é produzida em meios de cultura com amido, melaço, hidrolisado de caseína, leveduras, proteínas de soja e sais minerias. A goma, após ser adicionado isopropanolol, vai precipitar. Este meio é utilizado como gelificante, estabilizante, edulcorante (E415) e na produção de saliva artificial em pessoas que possuem deficiência na sua produção natural. Cadeia principal: polímero de b-D-glucopiranose (b-(1→4)) ramificado (C-3) Ramificação com substituinte a cinzento: D-manose acetilada (C-6) Zona marcada a castanho: ácido D-glucurónico Anel com substituinte a roxo: D-manose combinada com ácido pirúvico (acetal: C-4 e C-6) Lentinano O lentinano (ou shiitake) é um cogumelo que produz um polissacárido de tripla hélice, um polímero de b-D- glucopiranose (b-(1→3)) ramificado (b-(1→6)). Ele atua como imunoestimulante (através da dectina-1), na proliferação de linfócitos, na atividade dos macrófagos, na produção de citoquinas e, em associação, pode ser usado para combater o cancro. Há outras espécies de cogumelos que produzem polissacáridos semelhantes, como o o Schizophyllum commune (Esquizofilano) e o Coriolus veriscolor (Krestin). Polissacáridos de algas Os polissacáridos das algas vão lhes permitir uma melhor adaptação ao meio marinho e vão servir de reserva. O consumo de algas é vantajoso porque tem reduzido teor lipídico, têm grande quantidade (30-50%) de polissacáridos não-digeríveis e são ricas em minerais e vitaminas. Porém, este tem algumas precauções, nomeadamente a nível toxicológico (determinação de iodo e metais tóxicos - As, Cd, Sn, Pb, Hg) e a nível microbiano. Bruna Faria 23 As algas apresentam interesse económico, pois são importantes em: Polissacáridos espessantes, estabilizantes e gelificantes (são usados na indústria agroalimentar: molhos, gelados, sobremesas, bebidas; e na indústria farmacêutica: géis) Fertilizantes líquidos (K, I) Alimentação animal Cosmética e talassoterapia (refirmante) Terapêutica (terpenos, compostos fenólicos) Aquacultura – algas mais usadas em farmácia As algas vão se agrupar em três famílias, que se distinguem pela sua cor: Algas castanhas (carotenoides) – produzem ácido algínico e fucanas o Phaeophyceae Algas vermelhas (ficoeritrina/ficobilina) – produtoras de galactanas sulfatadas o Rhodophyceae Algas verdes (mistura de vários/clorofila) o Chlorophyceae Ácido algínico e alginatos O ácido algínico e alginatos são obtidos através da alga castanha, nomeadamente pela Laminaria digitata, Macrocystis pyrifera e Fucus vesiculosus. O ácido algínico é constituído por ácido manurónico e ácido glucorónico, e na sua formação ocorre a precipitação de sais de sódio, magnésio e cálcio. Tanto a estrutura do ácido, nomeadamente as percentagens de cada constituinte, e a maneira como estes estão ligados e organizados é dependente, essencialmente, da sua origem botânica, mas também dependem da origem geográfica e do seu local de recolha A obtenção destes constituintes ocorre da seguinte forma: Bruna Faria 24 Para fazer a pesquisa dos alginatos purificados, pode-se fazer a seguinte reação a quente: Um resultado positivo corresponde a uma coloração vermelho-azulada intensa O ácido algínico possui uma estrutura de “caixa de ovos” muito típica, em que os catiões divalentes vão ficar retidos e vai ocorrer uma gelificação, em que ocorre a criação e estabilização de uma rede tridimensional, que vai conseguir armazenar e reter água no seu interior. A proporção e a extensão do ácido gulurónico vai determinar a força do gel Estes compostos podem ser excipientes ou substâncias ativas: Excipiente: o Formulações de libertação prolongada/retard (retardam o princípio ativo, e este vai sendo libertado lentamente) e de revestimento gastrorresistente (espessante, ligante, desagregante) o Leites protetores (dermocosmética) Substância ativa: o Patologia digestiva – criam uma barreira física de gel no estômago ao contactar com o ácido, pelo que são administrados após refeições acompanhado com hidrogenocarbonato de sódio ou hidróxido de alumínio; são usados ems casos de refluxo gastroesofágico, esofagite e pirose o Compressas per- e pós-cirúrgicas e feridas crónicas – o cálcio vai permitir a absorção de serosidades e desbridamento o Hemostático – o cálcio também ajuda na coagulação e é utilizado em feridas, úlceras hemorrágicas, odontologia. Também são usados como aditivo alimentar: Ácido algínico (E400) Alginatos: Na (E401), K (E402), NH4 (E403), Ca (E404) Bruna Faria 25 Carrageninas As carrageninas são polissacarídeos provenientes de algas vermelhas, nomeadamente de Chondrus crispus. Eles são polímeros de D-galactose sulfatados (a sulfatação é característica destes compostos) e possuem uma cadeia linear com ligações 1,3 e 1,4 entre b-D-Gal e a-D-Gal, respetivamente. Elas são obtidas através de água quente alcalinizada, em que se filtra e precipita-se o produto com o 2-propanolol, um álcool. Elas têm as seguintes utilizações: Excipiente o Utilizadas na cosmética em cremes, emulsões e pastas Terapêutica o Obstipação (como têm água no interior, vão inchar e causar pressão nas paredes do intestino) o Úlcera gástrica (neutralização da pepsina) o Regimes de restrição o Resfriados (i- carragenina: hidratação da mucosa nasal) Indústria alimentar o Edulcorante (E407) o Estabilizantes, gelificantes, inibidores de cristalização (produtos lácteos) Agar-agar (gelose) O agar-agar (gelose) tem origem nas algas vermelhas, nomeadamente em Gracilaria gracilis e Gelidium amansii. Bruna Faria 26 Este é obtido por aquecimento em água ligeiramente acidulada, ocorrendo a libertação de catiões alcalinos e de glúcidos hidrossolúveis. Depois, a massa de mucilagem que foi obtida é forçada a atravessar um tamis, e vai solidificar por aquecimento, originando a gelose. É um polissacarídeo que possui ligações 1,3 e 1,4 entre b-D-Gal e a-L-Gal, respetivamente, e é constituído por uma mistura de três polissacarídeos: Agarose – é escassamente sulfatada e possui uma estrutura linear (AB)n, em que a unidade A é D- galactose parcialmente metilada em C-6 e a unidade B é a 3,6-anidro-L-galactose Piruvil-agarose – é escassamente sulfatado, possui anidridos internos em 3,6 e contém um hemiacetal formado entre os carbonos 4 e 6 com ácido pirúvico Agaropectina (espécie produtora) – é fortemente sulfatada, pobre em éteres internos, e é constituída por uma agarose + ácido galacturónico + galactossulfónico A diferença entre o ágar-ágar e as carrageninas é o facto de o último ser constituído por D-galactose e o primeiro é constituído por uma mistura de 3 polissacáridos, em que a galactose que a constitui pode estar sulfatada É um composto solúvel em água quente, e que, quando ocorre um decréscimo na temperatura, ele torna-se um gel. Ele pode ser utilizado em: Pomadas, cremes, suspensões, emulsões Proteção gástrica – origina uma película protetora na parede do estômago Laxante mecânico Espessante (E406) – por exemplo nas gelatinas Meios de cultura (quando em forma de gel) – muito utilizado Fucanas As fucanas são produzidas pelas algas castanhas, nomeadamente Laminariales e Fucales. Eles são polissacáridos sulfatados heterogéneos, que representam 40% de massa seca da alga, pelo que dão sensação de saciedade, e são constituídos por L-fucose (uma desoxirribose), D-xilose e ácido D-glucorónico. L-Fucose D-Xilose Ácido D-Glucorónico Bruna Faria 27 Os fucoidanos são tipos de fucanas, que são apenas constituídos por L-fucose sulfatadas, e que possuem apenas ligações α-1,3 ou α-1,3 e α-1,4 alternadas. Polissacáridos homogéneos de plantas vasculares Os polissacáridos das plantas vasculares podem ser homogéneos, pelo que vão apresentar sempre o mesmo açúcar, ou heterogéneos. Amido O amido é uma substância de reserva (a principal) que está presente nos grãos de cereais, sementes de leguminosas e em órgãos substerrâneos. Este apresenta-se em espécies como Triticum sp., Oryza sp. e Solunum tuberosum. Segundo a Farmacopeia, o amido pode ser de milho, trigo, arroz e batatas, e na sua análise microscópica é preciso ter em consideração o seu tamanho, forma, hilo e estrias. O amido é constituído por amilose (de origem botânica), que possui ligações a-1,4 na cadeia linear, e amilopectina (composto maioritário), que possui ligações a-1,4 na cadeia principal e ligações 1,6 nas suas ramificações (a sua estrutura parece a de um cacho de uva) O amido sofre alterações conforme a temperatura: Temperatura ambiente - o amido é insolúvel e retém água 55-60ºC - surge um inchamento irreversível e gelatinização 100ºC – ocorre difusão para o meio (amilose) e solubilização, e se a temperatura diminuir forma um gel Bruna Faria 28  A maltose (duas moléculas de glucose com ligações a-1,4) é a unidade funcional do amido A amilose, vai possuir uma estrutura helicoidal que retém compostos hidrofóbicos no seu interior, como é o caso do iodo (que fica intercalado no meio destas estruturas), ácidos gordos, álcoois e lípidos. A amilopectina tem zonas cristalinas e zonas amorfas Estas estruturas são responsáveis pelo aparecimento de estrias Para além do que já foi anteriormente visto, surgem também amidos modificados, tendo como principal objetivo a modificação de propriedades reológicas, que podem ter em base os seguintes parâmetros: Seleção de variedades produtoras – escolher a proporção com base na razão amilose/amilopectina Tratamento físico – pré-gelatinizados (cozimento + desidratação), extrudidos, compactados. Reticulação – sofreram um tratamento com temperatura inferior à temperatura de gelatinização e formaram-se pontes intramoleculares (controlo do grau de inchamento do grão) Modificação química – grupos -OH (oxidação com NaOCl, esterificação com (CH3CO)2O e H3PO4, e eterificação com hidroxialquil- e carboximetil-). Despolimerização controlada – hidrólise parcial em meio ácido ou enzimática (amílase, amiloglucosidase) Em farmácia, estes amidos modificados são utilizados em: Comprimidos – diluente, ligante, desagregante (como aumentam de volume ao inchar, libertam o que está no comprimido) Obtenção de dextrinas (vêm dos microrganismos), ciclodextrinas, polióis Frutunas As frutanas são polímeros de D-frutose com ligação b- (2→1) a glucose terminal. São substâncias de reserva, como elevado peso molecular que se encontram em órgãos subterrâneos. Não possuem poder redutor (pois não têm o carbono anomérico livre), têm solubilidade variável (varia com o peso molecular, e estes podem ter 10 a 250 compostos), sofrem hidrólise ácida e a sua polimerização depende da espécie redutora e do seu estado fisiológico. Alguns exemplos de frutanas são a inulina e as oligofrutoses. Bruna Faria 29 A inulinase é uma enzima que pode provocar a quebra das moléculas de sacarose que constituem as frutanas (quebra a ligação b-1,2) As frutanas funcionam como prébióticos e são bifidogénicas: elas vão impedir a absorção a nível do íleo (devido à ação da a-glucosidase), pelo que vai ocorrer uma degradação parcial a nível do cólon, onde irão promover a multiplicação de bifidobactérias, que vão fermentar e libertar ácidos gordos de cadeia curta e gás. Os usos principais das frutanas são: Obtenção da frutose (quebra da molécula pela inulinase) Estudo da função renal (intravenosa), através da metabolização, proteínas plasmáticas e eliminação renal (ele não é metabolizado pois não se liga às proteínas plasmáticas) Substituto de sacarose A chicória (Cichorium intybus) e o dente-de-leão (Taraxacum officinale) são exemplos de frutanas que atuam a nível de: Colerético – aumenta a produção de bílis Colagogo – estimula a contração da vesícula, provocando o fluxo da bílis para o duodeno Eliminação renal de água Tratamento de distúrbios digestivos Polissacáridos heterogéneos - Gomas As gomas são polissacáridos heterogéneos ramificados, constituídas por ácidos urónicos (produtos de oxidação). Elas são produzidas quando a planta sofre qualquer tipo de traumatismo (picada de inseto, incisão, entre outros), que leva a uma incisão dos polissacáridos da parede e do amido, ficando este exsudado para fora da planta e que, devido à secagem, forma uma goma endurecida. A sua composição depende essencialmente da sua espécie, mas também depende da sua origem geográfica e de outros fatores ambientais. Elas são insolúveis em solventes orgânicos, característica que as distingue das resinas, e, na presença de água, originam soluções viscosas e géis. Goma estercúlia A goma estercúlia é produzida por Sterculia spp, S. urens e S. tomentosa. Ela é um glicano-ramno-galacturonana com unidades acetiladas, pelo que apresenta um odor acético. Bruna Faria 30 São massas irregulares translúcidas, com tonalidade branco- rosadas a acastanhadas. São não fermentáveis, não é absorvida, não é degradada e não é tóxica. É utilizada em: Obstipação Regimes de emagrecimento Aparelhos de colostomia Próteses dentárias Goma arábica A goma arábica é produzida por Acacia spp., A. senegal e A. seyal. É um polímero de galactose (galactana) com ramificações arabinose (é 88% arabinogalactana), glucose, entre outros compostos, e que pode estar associada a proteínas, originando o complexo arabinogalactana- proteína. Vai também possuir uma fração glicoproteica. São massas esféricas, friáveis, com tonalidade amarelada a âmbar e opacas, ou estão na forma de fragmentos irregulares, transparentes. É inodora e insípida. A sua composição vai depender da sua espécie, origem e quando foi colheita. É um composto muito solúvel em água, e a sua viscosidade vai depender do pH (é superior quando o pH está próximo de 7), da temperatura (quanto menos a temperatura maior a viscosidade) e da presença de eletrólitos (quanto menos houver maior a viscosidade). É incompatível com gelatina, sais de ferro e fenóis, pelo que não podem estar em solução juntos. Eles são usados como: Emoliente e béquico Estabilizante e emulsionante (E414) Encapsulamento de gomas Goma adraganta A goma adraganta é produzida por Astralus spp. e A. gummifer. Ela é constituída por uma mistura de dois polissacáridos: Bassorina (60-70%) – é uma glicanogalacturonana (que pode estar metilado) ácida, que pode ter ramificações ligadas ao C-3, que precipita com álcool e que forma géis com água Tragacantina (30-40%) – é uma arabinogalactana (com ligações 1,6 e 1,3 intercaladas) neutra, que é solúvel com soluções hidroalcoólicas e que forma soluções coloidais com água Bruna Faria 31 Apresenta-se na forma de fitas finas, achatas, brancas, translúcidas e estriadas. É inodora e insípida. É utilizada em: Obstipação Estabilizante (em suspensões e emulsões) Espessante (E413) Polissacáridos heterogéneos – Mucilagem e substâncias pécticas As mucilagens são formações histológicas especializadas que já existem acumuladas nas plantas. Elas vão fazer a retenção da água, que leva a uma desidratação das sementes, que é um processo importante para que ocorra germinação. As mucilagens podem ser de duas formas: neutras ou ácidas. Mucilagem neutra A mucilagem neutra corresponde a polissacáridos com manose. Glucomananas Galactoglucomananas Galactomananas “Goma” de alfarroba: A “goma” de alfarroba é produzida por Ceratonia síliqua. É uma galactomanana utilizada para evitar regurgitamento e diarreia do lactente, no espessamento do leite, em regimes de emagrecimento e em produtos lácteos (E410). Ao contrário das outras gomas, que são obtidas através de traumatismos, estas são formadas. Bruna Faria 32 “Goma” de guar: A “goma” de guar é produzida por Cyamopsis tetragonolobus. É uma galactomanana, que difere da anterior na proporção de manose e galactose. Ela tem as seguintes propriedades: Diminui a hiperglicemia e insulinemia pós-prandial (mas é insuficiente para diabéticos) devido à viscosidade do que é formado no intestino, provocando esvaziamento gástrico e absorção intestinal de açúcares Diminuição de valores de colesterol total e LDL Afeções esogastroduodenais (Al, Mg) Refluxo gastroesofágico Espessante (E412) O consumo desta “goma”, em conjunto com uma ingestão desadequada de líquidos, pode levar a obstrução esofágica e a oclusão intestinal. Konjac: O Konjac é produzido por Amorphophallus konjac. É uma glucomanana na proporção 1:1,6. É utilizado em: Regimes hipocalóricos Diminuição do colesterol e LDLc Obstipação (como antiácido) Espessante (E425) Mucilagem ácida A mucilagem ácida corresponde a polissacáridos com ácidos urónicos. Elas, se forem obtidas através de sementes, vão ter propriedades laxativas, e se forem obtidas de flores, folhas ou raízes vão ser usadas como calmantes de tosse e expetorantes. Tília: A Tília é proveniente de Tilia cordata e Tilia plantiphyllos. É obtida por inflorescência e é constituída por 5 frações: frações: D- galactose, L-arabinose, L- ramnose e ácidos urónicos. Ela é utilizada em: Problemas menores do sono (insónias ligeiras) Afeções dermatológicas (picadas de insetos, feridas) Diaforético (maior transpiração) Afeções das vias respiratórias Alteia e Malva: A Alteia é proveniente da folha e da raíz de Althaea officinalis e a Malva é proveniente da flor de Malva sylvestris. São constituídas por ramnoglacturonana, ácidos urónicos e galactose (pectinas), e têm propriedades anti-inflamatórias, emolientes e béquicas. Bruna Faria 33 Assim, elas são utilizadas em: Tratamento sintomático da tosse Problemas digestivos Afeções dermatológicas Afeções da cavidade bucal Plantago (Ispagula e Psílio): A Ispagula é proveniente de P. ovata e é constituída por arabinoxilanas (arabinose + xilose), ácido galacturónico e L-ramnose, enquanto o Psílio é proveniente de P. afra e P. indica, e é constituído por arabinoxilanas, ácido galacturónico e D-galactose. Estes compostos fazem absorção de água, que aumentam a massa, humidez e acidez do bolo fecal (colon). Como não são despolarizados no intestino delgado (é degradado parcialmente no cólon), vai originar ácidos gordos de cadeia curta e gás, pelo que tem propriedades laxativas. Eles impedem também a síntese de colesterol, que causa uma diminuição da hiperglicemia pós-prandial (pois aumenta a viscosidade), havendo um sequestro de ácidos biliares, que diminui a reabsorção intestinal e aumenta a elimininação fecal, que diminui a colesterolemia. É indicado em casos de obstipação e fezes moles, devendo ser ingerida uma quantidade de água adequada, e são contraindicados em casos de estenose no esófago e de oclusão intestinal. Plantago (Tanchagem maior e menor): A Tanchagem é proveniente das folhas. A tanchagem maior é proveniente de P. major e é composta por arabinoxilana e ácidos urónicos, enquanto a tanchagem menor é proveniente de P. lanceolata e é constituída por D-galactose, L-arabinose e ácidos urónicos. Elas têm propriedades emolientes e anti-inflamatórias (iridoides) e são utilizadas em: Afeções dermatológicas (calmante, antipruriginoso) Irritação/desconforto ocular (secura no olho, irritação devido ao cloro) Afeções das vias respiratórios e orofaringe Linho O linho é uma mucilagem que tem uma fração neutra (constituída por arabinoxilana ramificada, D-glucose e D-galactose) e uma fração ácida (constituída por ácido galacturónico e L-ramnose). Eles promovem a absorção da água, que leva a um aumento da massa, humidade e acidez do bolo fecal (que leva a um aumento do peristaltismo). Ele, para além da mucilagem, vai possuir lenhanas, um composto aromático que é hidrolisado no intestino, desmetilado e reduzido, o que origina entero-linhanas, compostos que possuem um efeito estrogénico (liga-se aos recetores de estrogénio) Bruna Faria 34 Ele é utilizado como: Laxante mecânico (ingestão de água suficiente) Emoliente Proteção (inflamação) E é contraindicado em casos de: Afeção do esófago Oclusão intestinal Hemorragia Menores de 12 anos Grávidas e mães em aleitamento Cancro hormono-dependente Pelo que é importante ter muito cuidado no seu consumo Substâncias pécticas As substâncias péctias são glicanogalacturonanas (açúcar + ácido galacturónico) constituídas por D-galactose, L-arabinose e L-ramnose. A sua composição vai depender da sua origem botânica e do estado de desenvolvimento. O grau de metilação do ácido galacturónico vai determinar o tipo de composto presente: Menos que 5 – ácidos pécticos/pectatos Entre 5 a 50 – pectinas fracamente metiladas Mais que 50 – pectinas altamente metiladas Homogalacturonana A Homogalacturonana é constituída por ácido a-D-galacturónico (1→4) e L-ramnose. Pode sofrer metilação ou O-acetilação nos carbonos 2 e 3 Ramnogalacturonas tipo I As Ramnogalacturonas de tipo I são constituídas por uma cadeia de ácido galacturónico intercalada com L-Ramnose por ligações 1,2. Podem sofrer O-acetilação nos carbonos 2 e 3. As ramnoses são oligossacáridos ricas em arabinose e galactose no carbono 4. A substituição nos açúcares é péptica Bruna Faria 35 Ramnogalacturonas tipo II As Ramnogalacturonas de tipo II possuem uma cadeia principal poligalacturónica, e esta pode ter substituintes octa ou nonassacáridos no carbono 2 e decassacáridos no carbono 3 Estes resíduos são sujeitos a uma extração com hidrolise ácida e aquecimento, ocorrendo uma precipitação com etanol ou isopropanol. Vamos obter substâncias pécticas com um grau de metilação elevado, mas posteriormente, podem ser hidrolisadas, originando a substâncias com menor grau de metilação. A sua purificação pode ser feita com a passagem de resinas de troca iónica. As substâncias pécticas vão: Diminuir os níveis de colesterol e LDLc Diminuir a absorção de glucose Aumentar a excreção de ácidos biliares Diminuir a biodisponibilidade de vitaminas (problema) E são usadas como: Espessante de conteúdo gástrico Obstipação Regurgitamento do recém-nascido Estabilizante e gelificante (E440) Bruna Faria 36  Corpos gordos Os corpos gordos são a classe mais expressiva de moléculas naturais, mas também são importantes para várias funções. São misturas homogéneas nas quais predominam os lípidos, e apresentam as seguintes características: Untuosos ao tacto Mancham o papel de nódoa gordurosa, translúcida e persistente (como acontece na comida gordurosa) Insolúveis na água, solúveis em solventes orgânicos apolares e nas soluções aquosas alcalinas Densidade inferior a 1(por isso é que ficam em cima de uma mistura de água com óleo) Eles são produtos pouco voláteis de natureza hidrofóbica e solúveis em solventes orgânicos pouco polares (como éter e clorofórmio). São “ésteres de ácidos gordos e de um álcool ou poliol” e são produtos do metabolismo primário, desempenhando funções energéticas (obtenção de ATP a partir de ácidos gordos: lipólise), estruturais e de sinalização (células e tecidos comunicam a partir de mediadores lipídicos). Em farmácia, os lípidos são usados em nutrientes/alimentação (na forma de vitaminas ou ácidos gordos essenciais), como excipientes/veículos (espessantes, óleos, emulsões, cremes, entre outro) ou então como princípio ativo (protaglandinas, emolientes, entre outros) Classificação dos lípidos Os lípidos podem ser classificados da seguinte forma: Lípidos simples - possuem carbono, oxigénio e hidrogénio Ácidos gordos - possuem cadeias carbonadas com um grupo carboxílico no final (sendo que a denominação “gordos” surge devido à grande cadeia carbonada). Eles dividem-se em três subtipos: o Acilgliceróis/glicéridos – são ésteres de ácidos gordos com glicerol o Céridos (ceras) – são derivados mono-hidroxilados da esterificação de álcoois alifáticos de média/elevada massa molecular e de cadeia linear e saturada o Estéridos – são derivados de esteróis (esteroides com um grupo álcool) Existem também lípidos complexos, que se classificam da seguinte forma: Bruna Faria 37  Fosfolípidos – subdividem-se em glicerofosfolípidos (com glicerol, dois ácidos gordos e um álcool ligados por via fosfato) e em esfingolípidos (possuem esfingosina, um ácido gordo e um álcool ligados por via fosfato) Glicolípidos – subdividem-se em glicoesfingolípidos (possuem esfingosina) e em sulfolípidos (muito raros) A classificação também pode ser feita de acordo com o estado físico em que os lípidos se encontram: Óleos – líquidos à temperatura ambiente, predominância de acilglicerois de ácidos insaturados, pelo que os lípidos são mais difíceis de empacotar Gorduras – sólidos à temperatura ambiente, predominância de acilglicerois de ácidos saturados, pelo que os lípidos se vão alinhar e empacotar Ceras – sólidos à temperatura ambiente, predominância de céridos Ácidos gordos Os ácidos gordos possuem diversidade estrutural. Eles dividem-se em: Ácidos gordos saturados – possuem uma cadeia carbonada sem ligações duplas Na sua nomenclatura, o 1º número corresponde ao número de carbonos, e o 2º número ao número de insaturações. Também se aplica aos ácidos gordos insaturados. Bruna Faria 38  Ácidos gordos insaturados – possuem uma cadeia carbonada com uma ou mais ligação dupla, normalmente têm um número par de carbonos, e podem ser monoinsaturados ou polinsaturados Neste caso, indica-se também a posição da 1º insaturação, começando-se a contar a partir do lado contrário do carbonilo Metoxilados – têm distribuição restrita na Natureza Halogenados – têm distribuição restrita na Natureza (animais marinhos) Os ácidos gordos w-3 (ómega 3) são ácidos gordos insaturados (com a insaturação na posição 3) que estão geralmente associados a uma diminuição do risco cardiovascular. Porém, surgiram testes que mostram que uma suplementação neste ácido gordo em indivíduos saudáveis não reduz os riscos nem a mortalidade a nível cardiovascular, não havendo assim benefícios na sua toma. Biossíntese A biossíntese dos ácidos gordos tem lugar no citosol, e ocorre de forma incremental. Ela ocorre por via acetato, em que se adicionam 2 carbonos de cada vez, o que justifica os ácidos gordos terem geralmente um número par de carbonos (quando têm números ímpares, surgem de outras vias biossintéticas e de alterações posteriores). É iniciada por Acetil-S-CoA e é alongada por Malonil-CoA. Ela possui ciclos de elongação com 4 passos: Condensação – entre Acetil-S-CoA e Malonil-CoA Redução – cetona é transformada em álcool Desidratação – saída do grupo hidroxilo e forma-se uma ligação dupla carbono-carbono Redução – quebra da ligação dupla A FAS (fatty acid synthase) é uma enzima importante neste processo, sendo um alvo terapêutico utilizado essencialmente em doenças envolvendo parasitas, pois estes são muito suscetíveis a ela. Bruna Faria 39 Geralmente, a biossíntese vai terminar quando se obtém 14 a 18 carbonos. No entanto, existem ácidos gordos maiores (VLCFA, very large chain fatty acids), em que são necessárias enzimas adicionais. Para a síntese de ácidos gordos insaturados, são necessárias desidrogenações, pois eles são sintetizados como ácidos gordos saturados e depois sofrem desidratação por algumas enzimas específicas, introduzindo algumas ligações duplas. O processo de degradação de ácidos gordos vai espelhar a biossíntese, ocorrendo ao contrário. No nosso organismo, existe a FAS1 e a FAS2, mas, no parasita da malária, apenas existe uma FAS, pelo que a inibição desta enzima na malária vai resultar na destruição do organismo Análise dos corpos gordos A identificação de constituintes, nomeadamente de ácidos gordos e glicerídeos, para controlo de qualidade, é feita pelos seguintes parâmetros: Insaponificável (1º ensaio) – têm de ser constituintes não voláteis a 100-105 ºC, extraíveis com solventes orgânicos após saponificação (hidrólise básica) da amostra. Pode ser feito o doseamento por gravimetria (carotenos, esteroides, vitaminas, hidrocarbonetos...) Utilização de TLC, GC e HPLC Índices físicos – ponto de fusão e solidificação, densidade, índice de refração, poder rotatório Índices químicos – podem ser indicadores de identidade (índice de saponificação, de éster, de hidroxilo e de iodo), usado em amostras desconhecidas, ou do estado de conservação (índice de ácido – hidrólise, ou de peróxido – oxidação, ocorrendo ranço, sendo geralmente fácil de identificar), indicando se o composto está ou não degradado Índice de saponificação (IS): O índice de saponificação corresponde ao número de mg de KOH necessários para neutralizar os ácidos livres e hidrolisar os ésteres presentes em 1 g de corpo gordo. Numa titulação com HCl: 56,1g corresponde à massa molar de KOH, e 1000ml/1M corresponde à conversão para volume. A concentração 0,5M é a que está indicada na Farmacopeia para este ensaio. n corresponde ao volume gasto na titulação Por isso, o índice é dado por: IS = (28,05 n)/P Bruna Faria 40 Índice de éster (IE): O índice de éster corresponde ao número de mg de KOH necessários para saponificar os ésteres presentes em 1g de corpo gordo. Ele apenas se calcula de forma indireta. Ele é dado por: IE = IS (índice de saponificação) – IA (índice de ácido) Índice de hidroxilo: O índice de hidroxilo corresponde ao número de mg de KOH equivalentes ao ácido acético que acetila os hidroxilos livres de 1 g de amostra. Para conseguirmos fazer a saponificação (hidrólise básica), adiciona-se anidrido acético (corresponde a duas moléculas de ácido acético). Depois, transforma-se o anidrido em ácido acético e titulamos, para ver quanto sobrou. Índice de iodo: O índice de iodo corresponde ao número de g de halogéneo (que se liga no local da insaturação), calculada em iodo, adicionada pelas insaturações de 100g de corpo gordo. Ela ocorre em ésteres de ácidos gordos insaturados. Isto funciona por causa das seguintes reações: Índice de ácido (IA): O índice de ácido corresponde ao número de mg de KOH necessários para neutralizar os ácidos livres presentes em 1 g de corpo gordo. Bruna Faria 41 De acordo com a seguinte reação ácido-base: A fórmula deste índice é: IA = (5,61 n)/P Índice de peróxido (IP): O índice de peróxido corresponde ao número de miliequivalentes correspondente à quantidade de peróxidos presentes em 1000 g de corpo gordo – “ranço” Compostos gordos com interesse em farmácia Os compostos gordos com interesse em farmácia são os seguintes: Azeite: colagogo, emoliente, via parentérica Óleo de amêndoas: inflamações de pele, protetor solar, via parentérica Óleo de rícino: purgativo, pomadas e cremes farmacêuticos e cosméticos Cera de carnaúba: polimento de drageias Óleo de jojoba: emoliente, protetor da pele Lanolina: emoliente, emulsionante (fármacos hidrófilos) (obtido a partir das ovelhas) Óleo de fígado de bacalhau: raquitismo, diminui a colesterolemia Espermacete: emoliente, protetor da pele (baleias) Bruna Faria 42  Compostos fenólicos Os corpos fenólicos são compostos que possuem pelo menos um hidroxilo ligado a um anel aromático. Este hidroxilo pode estar na forma livre ou na forma de éter, éster ou associado a um heterósido. Hidroxilação alternada Em carbonos Para-hidroquinona consecutivos Hidroxilos metilados Do ponto de vista químico, eles são fenóis, mas do ponto de vista fitoquímico, eles não são fenóis, pois depende da sua biossíntese (esta definição não é suficiente para caracterizar estes compostos). Os compostos fenólicos são compostos que possuem pelo menos um hidroxilo ligado ao anel aromático, não possuem azoto e em que a sua aromatização ocorre através da via chiquimato ou da via acetato Via chiquimato – ocorre a formação de ácidos cinâmicos e derivados; durante este processo, ocorre a formação de ácido chiquímico, que, por ser muito complexo, é difícil de obter em laboratório. O produto final é um anel com uma cadeia de 3 carbonos (que pode sofrer encurtamento), e ocorre oxigenação no local oposto à cadeia; as oxigenações futuras que possam ocorrer não irão ser em posições alternadas, mas sim nos carbonos que estão ao lado Via acetato – ocorre a adição de dois carbonos de cada vez, levando a uma hidroxilação alternada do anel Bruna Faria 43  Mistura de ambas as vias – surgem estruturas que sofreram ação de ambas as vias biossintéticas, possuindo as características acima descritas de ambas as vias. Estes compostos são: o Acetato + Chiquimato o Chiquimato + Mevalonato o Acetato + Mevalonato Rutura homolítica Estes compostos podem sofrer uma rutura homolítica, em que ocorre a quebra do hidroxilo fenólico, pois comporta-se como um ácido fraco, e ele vai oxidar e originar um composto radicalar. Este composto é muito reativo, pois tem um eletrão desemparelhado, e apresentam boa atividade antioxidante porque, apesar de possuírem o eletrão desemparelhado, são menos reativos do que outras espécies oxidantes. Assim, reagem com as outras espécies, emparelhando o eletrão, mas não propagam a formação das cadeias de radicais. Maior estabilidade Esta estabilização por ressonância acima demonstrada vai levar a: Reações de cor Instabilidade Farmacotécnica Incompatibilidade E podem sofrer também um acoplamento oxidativo: Intermolecular – formam-se polímeros Intramolecular – formam-se ciclos Bruna Faria 44 Oxidação do anel aromático Estes compostos podem sofrer uma oxidação do anel aromático, que, dependendo de qual a enzima responsável por este processo, pode ou não haver clivagem do oxigénio. Acidez e processos gerais de identificação Estes compostos comportam-se como ácidos fracos, em que o ião fenato (fenolato) é estabilizado por ressonância: E, para identificar estes compostos, podemos fazer os seguintes processos gerais de identificação: Reações diretas Exposição UV – reveladas por exposição direta por radiação UV ou por vapores de amoníaco Reações de cor – utiliza-se cloreto férrico (FeCl3), vanilina em meio ácido e fosfomolibdato-fosfotungstato (método de Folin-Ciocalteu) o Nesta última reação, ela é uma reação de oxidação- redução que origina um composto azul, em que a intensidade da cor é proporcional à sua concentração o Os hidroxilos fenólicos, em determinadas posições, vão quelatizar o ferro o A velocidade e a cor obtida podem ser critérios para determinar para determinar qual a substância a ser avaliada, mas não são determinantes Cromatografia – é o método de eleição, e é feita por HPLC, tendo a seguinte deteção o UV – como são estruturas muito complexas, elas absorvem em comprimento de onda no ultra-violeta; este detetor apenas deteta um comprimento de onda o DAD (detetor de arranjo de díodos) – faz o varrimento de diversos comprimentos de onda, e como vantagem ele permite obter o espetro de UV do composto, que nos dá a sua forma (máximos) e nos pode indicar qual o tipo de composto em causa, conseguindo identificá-lo sem ter de o isolar o MS (espectrometria de massa) – permite detetar a massa Bruna Faria 45 Metabolitos sintetizados pela via acetato O piruvato pode ser sintetizado por diversas vias: Via lactato Via acetalaldeído Via acetato Na via acetato, a Acetil CoA atua como precursor, e a Malonil CoA é a molécula elongadora. Cada vez que se junta uma unidade desta molécula, há a saída de uma molécula de CO2 e, por isso, o balanço geral da reação é a adição de dois carbonos. Padrão de oxigenação alterado Pode sofrer diferentes rearranjos Bruna Faria 46 Pode ocorrer a ciclização do β-policetoéster que, dependendo da forma como esta ocorre, pode originar diferentes compostos: Hidroxilação alternada Quinonas As quinonas são compostos que possuem pelo menos um anel aromático com duas funções cetónicas. 3 anéis aromáticos conjugados (da antacina) 2 anéis aromáticos Antro conjugados (naftalina) Nafto Antro Possui 1 nafto e 2 antro A biossíntese deste composto pode ocorrer por diversas vias: Via acetato/malonato – é iniciada com a acetil-CoA e prolongada com o malonil- CoA, formando uma cadeia poliacetometilénica, na qual ocorre uma ciclização, originando um sistema de 3 anéis (uma antrona). A antrona é posteriormente oxidada a antraquinona (forma oxidada), de modo a formar o segundo grupo cetona no carbono 10. De seguida, ocorre a descarboxilação com a retirada do grupo ácido. As consequências da via acetato/malato implicam a distribuição dos grupos hidroxilo pelos carbonos 1 e 8, um radical no carbono 3 e um grupo hidroxilo (livre ou não) no carbono 6. Bruna Faria 47  Via ácidos mevalónico e corísmico – esta via parte do ácido isocorísmico e do ácido cetoglutárico; o ácido 1,4-dihidroxi-2-naftóico (intermediário) é considerado o composto chave porque é o precursor direto das naftoquinonas. Permite ainda a obtenção de antraquinonas, caso exista um grupo prenilo (5 átomos de carbono) Via ácido p-hidroxibenzóico – esta via parte do ácido p-hidroxibenzóico e origina a naftoquinonas As quinonas são agentes de oxidação suaves, que se podem converter em hidroquinonas através da adição de nucleófilos. Elas apresentam as seguintes características: Solubilidade – devido à presença de açúcares (que aumenta a polaridade), vão surgir diferentes solubilidades o Compostos livres (sem açúcares) – são solúveis em solventes orgânicos o Heterósidos (têm uma parte açucarada) – são solúveis em solventes polares (soluções aquosas e hidroalcoólicos) Caracterização – elas são doseadas pela Reação de Borntraeger (que também é usada associada a TLC) ou por HPLC (com visualização em UV/Vis) Doseamento – elas podem ser doseadas por HPLC Propriedades biológicas – elas possuem as diferentes propriedades biológicas: o Naftoquinonas – antimicrobiana (principalmente anti-fúngica) e citotóxica o Derivados de 1,8-di-hidroxiantracénicos – laxativos (mas ação laxativa diferente dos polissacáridos) Bruna Faria 48  o Corantes – alguns exemplos de corantes a alizarina, uma quinona produzida na espécie Rubia tinctorium e o ácido carmínico (cochonilha) é produzido na espécie Dactylopius coccus A nível das alergias: As benzoquinonas e as naftoquinonas comportam-se como haptenos, ligando-se aos grupos amina e tiol, causando dermatites por contacto o A espécie Primula spp. forma o composto primina (benzoquinonas), e as espécies Tectona grandis, Tabebuia spp. e Tecoma spp. sintetizam o composto lapacol e desoxilapacol (naftoquinonas). Elas vão levar a eritemas, edemas, erupções cutâneas, conjuntivite e reações nasais Nafto-quinonas para-benzoquina Naftoquinonas Orvalinha: planta carnívora do género Drosera rotundifólia ou D. madagascariensis que acumula muitas naftoquinonas do tipo 1,4 (plumbagina, 7-metiljuglona e droserona) e liberta um composto (em forma de gotícula) que permite digerir os insetos capturados. Elas atuam como antibacterianos em bactérias de Gram positivo (Staphylococcus e Streptococcus) ou Gram negativo (Salmonella), mas esta é utilizada maioritariamente para tratamento de tosse espasmódica e irritativa e asma. Nogueira: as folhas desta planta (proveniente da espécie Juglans regia) rica numa naftoquinona do tipo 1,4, a juglona. O teor do composto varia e é maior quando a planta é jovem e fresca, e tem atividade antibacteriana e fungicida. As folhas de nogueira têm mais compostos para além da naftoquinona e, por isso, são utilizadas em insuficiência venosa, sintomatologia hemorroidária, descamação do couro cabeludo, afeções dermatológicas, afeções da cavidade bucal e/ou faringe. Bruna Faria 49 Hena: é uma planta muito utilizada na cosmética, pois é possível ligar-se ao cabelo a partir da ligação dos grupos tiol da queratina, ocorrendo a sua fixação. As folhas de Lawsonia inermis contêm a lawsona, que é uma naftoquinona com hidroxilo na posição 2 (não é muito comum). Ela tem ação fungicida e é utilizada em doenças de pele, tenicida, antidiarreico e abortivo. Nas tatuagens com Hena, muitas vezes adiciona-se a p- fenilenediamina de modo que esta possua maior intensidade de cor na tinta, mas isto pode provocar reações alérgicas Pau d’arco: é uma árvore da espécie Tabebuia avellanedeae na qual se podem encontrar naftoquinonas, como o lapacol, que tem propriedades anti tumorais. No entanto, devido à sua toxicidade, não é possível a sua utilização, pelo que, são sintetizados derivados do lapacol com a atividade anti-tumoral pretendida, a β-lapacona. Antroquinonas As antroquinonas são compostos que possuem 3 anéis aromáticos e são heterósidos hidroxiantracénicos laxativos. Apresentam-se nas seguintes formas: Forma oxidada – antraquinona, e podem estar na forma livre e de heterósidos Forma reduzida – antrona e atranol, e estão na forma de heterósidos As formas reduzidas são mais instáveis, por isso são mais encontradas sob a forma de heterósidos Através da ligação de ambos os carbonos 10 de duas antronas, podem surgir dímeros (diantronas) Nomenclatura As antraquinonas são nomeadas de acordo com os seus substituintes: Possuem um hidroxilo nas posições 1 e 8 R1 será sempre um substituinte de um carbono R2 será um hidrogénio ou um oxigénio Bruna Faria 50 Exemplos: Rhein: 3-carboxi-1,8-di- hidroxi-antraquinona. Aloe-emodin: 3-hidroximetil-1,8-dihidroxi-antraquinona Emodin: 3-metil-6-hidroxil-1,8-dihidroxi-antraquinona Physcion: 3-metil-6-metoxil-1,8-dihidroxi- antraquinona No caso das antronas, a única diferença para as antraquinonas é a inexistência do grupo carbonilo na posição 10. Exemplo: aloe-emodin em forma de antrona será aloe- emodin antrona E, no caso das diantronas (que são formadas a partir da ligação que ocorre entre os carbonos 10 de cada uma das antronas), elas podem ser: Homodiantronas – compostas por 2 antronas iguais Heterodiantronas – compostas por 2 antronas diferentes Biossíntese As antraquinonas são sintetizadas a partir da via do acetato-malonato, pelo que estes compostos não apresentam grande variabilidade estrutural. Propriedades Estes compostos apresentam as seguintes propriedades: Estão ligados a açúcares (na sua maioria glucose e ramnose) o O-heterósidos: ligação feita nos carbonos 6 e 8 o C-heterósidos: ligação feita no carbono 10 Os heterósidos são muito reativos, pelo que não são utilizados sem sofrerem um processo de secagem ou serem armazenados durante algum tempo: o Em condições de secagem cuja temperatura é mais elevada (acima de 40ºC) e na presença de luz e do ar, ocorre oxidação da antrona, dando origem à antroquinona correspondente (grupo carbonilo no carbono 10) o Em condições de secagem cuja temperatura é mais baixa (abaixo de 40ºC) e na presença de enzimas, ocorre a transformação da antrona em diantronas (processo enzimático que promove as ligações entre os carbonos 10) Bruna Faria 51  Muito reativo Já existiam na plana ou é só por aquecimento Possuem cor amarela Têm diferentes solubilidades o Compostos livres (geninas) – solúveis em solventes orgânicos ou em solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio (caso possuam o grupo - COOH) o Heterósidos – solúveis em água e misturas hidro-alcoólicas Ocorre hidrólise nas seguintes condições: o O-heterósidos – meio ácido com auxílio de aquecimento o C-heterósidos, diantronas – meio ácido e na presença de FeCl3 (catalisador e oxidante), com auxílio de aquecimento Caracterização Estes compostos são caracterizados através da Reação de Borntrager. É utilizada para identificar compostos antraquinónicos livres e baseia-se na solubilidade destes compostos nos solventes orgânicos e na dos respetivos fenatos alcalinos na água. Esta reação é positiva apenas com geninas oxidadas, pois em solução nos hidróxidos alcalinos e na amónia estas coram de vermelho. O vermelho observado deve-se à ionização dos hidroxilos fenólicos (ácidos fracos) por reação com a base forte (KOH), formando fenatos com maior ressonância molecular. Os máximos de absorção dos compostos deslocam-se para maiores comprimentos de onda, ocorrendo um efeito batocrómico, fazendo as soluções corarem de vermelho (intensificação da cor) e há uma alteração da solubilidade (compostos ionizados têm maior solubilidade para a fase aquosa): É possível realizar uma reação semelhante a esta utilizando acetato de magnésio em solução metanólica (Mg(CH3COO)2,MeOH), na qual a cor desenvolvida é mais estável e intensa. Tal é interessante quando se trata de realizar-se um doseamento. Bruna Faria 52 Estes compostos também podem ser caracterizados através de outras formas: TLC - estes compostos podem ser absorvidos no UV e no visível, pelo que se podem identificar por uma cromatografia de camada fina Reação com p-nitrosodimetilanilina – apenas funciona com antronas livres (reduzidas) e forma-se uma azometina de cor azul Reação de Schouteten – é feita com borato de sódio (Na2B4O7) e baseia-se na capacidade que os C-heterósidos de antronas têm de emitir na fluorescência com cor esverdeada. Doseamento As formas livres são praticamente inativas, pelo que se procura dosear as formas combinadas. O seu doseamento tem 3 etapas: Extração Hidrólise em meio ácido Reação de cor Com já antes visto, as formas combinadas devem sofrer uma hidrólise antes de ser feita a Reação de Borntraeger. A coloração final é vermelha, logo o doseamento é feito em comprimento de onda de 515 nm. Propriedades farmacológicas Estes compostos são laxativos e purgativos (mas são mais drásticos, fazem uma limpeza total ao intestino) consoante a dose. Com base na sua relação estrutura-atividade, os compostos mais interessantes são: O-heterósidos de antraquinonas e diantronas C-glucósidos (com o carbono 10 “ocupado”) As antronas e heterósidos de antronas são extremamente ativos e, portanto, as espécies que as contêm são sujeitos a um armazenamento de pelo menos 1 ano antes da sua utilização ou a um tratamento térmico. As antraquinonas livres (geninas) são inativas. Estas sofrem conjugação com o ácido glucurónico e são eliminadas na urina, e, assim, não chegam a atingir o cólon logo não são absorvidas. Bruna Faria 53 As formas heterosídicas chegam ao intestino grosso e, pela ação das β-glucosidades, as ligações com os açúcares são quebradas. Após esta reação, formam-se antronas livres que atuam no intestino, sendo que podem ser consideradas como pró-fármacos (pois os açúcares carregam o composto até ao local em que ele é metabolizado). A antrona livre formada irá atuar ao nível da motilidade (estimula os movimentos peristálticos e acelera o transito intestinal; diminui a absorção de água) e da secreção de eletrólitos (inibe a bomba ATPase Na/K o que irá estimular a secreção de potássio, água e outros eletrólitos (Na, Cl). O aumento da quantidade no reto juntamente com o efeito da motilidade irá promover o efeito laxante. Existe um tempo de latência na utilização destes compostos, logo não têm um efeito imediato (demora 10h a 12h). Utilização As antraquinonas podem ser utilizadas em tisanas ou preparações galénicas. Indicações - exames radiológicos e colonoscopias, intervenção cirúrgica e obstipação ocasional (ou seja, situações que necessitem de uma limpeza do intestino) Contraindicações – crianças (desidratação), grávidas (pode levar a aborto), lactantes (para não passar para o leite), doentes com oclusão intestinal, doenças inflamatórias do intestino cardiotónicos (são compostos naturais que têm uma ação muito ligada ao potássio e, portanto, pode haver situações de hipocaliemia com níveis baixos de potássio no sangue) ou que tomem contracetivos orais (diarreia vai diminuir a sua concentração e, consequentemente, o seu efeito) Efeitos indesejáveis (surge quando há um uso diário e prolongado) - colite reativa, diarreia e dores abdominais, náuseas, vómitos, melanose, alteração da mucosa, desequilíbrio hidroeletrolítico (hipocaliemia) tolerância e dependência Sene Há duas espécies de Sene na qual se utilizam as suas folhas: o Sene da Índia (Cassia angustifólia) e o Sene de Alexandria (Cassia senna). Ambas as espécies possuem uma pequena percentagem de antraquinonas livres (1% (tipo de canábis com maior concentração) o Marijuana: 2-6% THC o Haxixe: 5-20% THC o Óleo de canábis: >50% THC “Fibra”: THC < 0,1% (maior teor de canabidiol-CBD) “Intermédio”: THC e CBD (em quantidades similares) THC CBD O THC é responsável pela psicoatividade da planta O teor em THC depende do genótipo, origem geográfica, condições edafoclimáticas, práticas de cultivo e armazenamento. Bruna Faria 58 Alguns dos compostos presentes na canábis são: Estes compostos vão ser sintetizadas por uma biossíntese mista (não é só a via acetato): A bioss?