Metabolismo Secundário - 2ª Aula

Metabolismo Secundário Mónica Zuzarte  METABOLISMO SECUNDÁRIO ALCALÓIDES ▪ Distribuição restrita Flavonóides...

Metabolismo Secundário Mónica Zuzarte  METABOLISMO SECUNDÁRIO ALCALÓIDES ▪ Distribuição restrita Flavonóides Antocianinas - ▪ Produção em pequena escala - Taninos ▪ Micromoléculas (diversas e muito complexas) - COMPOSTOS Ácidos fenólicos ▪ Funções: FENÓLICOS Linhanos Cumarinas defesa - polinização - Terpenos adaptativas (ex. stress shídrico, UV) TERPENOS - Saponinas Cardiotónicos Óleos essenciais Mónica Zuzarte Aplicações comerciais dos metabolitos secundários CORANTES Antraquinonas - Flavonóides - Alcalóide (índigo) - Mónica Zuzarte  Aplicações comerciais dos metabolitos secundários AROMAS Incenso – Boswellia sp. - Mirra – Commiphora sp. - Mónica Zuzarte  Aplicações comerciais dos metabolitos secundários FÁRMACOS Colchicum autumnale Salix sp. Silybum marianum Digitalis purpurea Panax ginseng Papaver somniferum - Mónica Zuzarte  Aplicações comerciais dos metabolitos secundários VENENOS A Morte de SÓCRATES (1748-1825) Conium maculatum L.(cicuta) David, Jacques-Louis (1748-1825) Mónica Zuzarte  Aplicações comerciais dos metabolitos secundários PESTICIDAS E REGULADORES DE CRESCIMENTO Chrysanthemum cinerariaefolium Lonchocarpus nicou Brassica napus - - Piretrina - Rotenona - Brassinolida - Mónica Zuzarte  Aplicações comerciais dos metabolitos secundários ALIMENTAÇÃO Capsicum spp. Coffea spp. Camellia sinensis Theobroma cacao Mónica Zuzarte  O MERCADO…. Vincristina tem um valor de 3.500.000 USD/kg Jasmim tem um valor de 5.000 USD/kg e um mercado anual estimado em mais de 500.000.000 USD Europa são utilizadas 2000 plantas medicinais (2/3 são espontâneas) França, Espanha, Hungria, Bulgária são os principais produtores Estima-se que 25% dos medicamentos são obtidos ou derivados de plantas Principais espécies com relevância: Citrus sinensis, Mentha arvensis, Eucalyptus globulus, Cymbopogon winterianus, - - - - Mentha x piperita, Citrus limon, Corymbia citriodora, Syzygium aromaticum, Juniperus - - - - virginiana, Litsea cubeba e Cymbopogon citratus - - Mónica Zuzarte Fatores que influenciam a acumulação de metabolitos secundários na plantas Mónica Zuzarte Ciclo biossintético dos metabolitos secundários Mónica Zuzarte Alcalóides Mónica Zuzarte  Alcalóides Alcalóides - Substâncias nitrogenadas de estrutura complexa - Geralmente com carácter básico (exceto colquicina e bases - - xânticas) - - Geralmente de origem vegetal (alguns de origem animal e microbiana) - Ações fisiológicas muito diversas, mesmo a baixas concentrações - Normalmente tóxicos (exceto betalaínas) - - Ocorrem na forma livre (raro), sal ou ligados a taninas ou ácidos gordos - Alcalóides, pseudoalcalóides (xantinas) e protoalcalóides - - Mónica Zuzarte  Nicotina Atua no SNC (libertação de neurotransmissores) Aumento da pressão arterial, volume sistólico e ritmo cardíaco Alterações na produção de estrogénios - Relaxamento (sistema neuromuscular) tabaco - folhas Nicotiana tabacum Mónica Zuzarte  Colquicina Antimitótico (bloqueio da mitose na metafase) Atividade anti-inflamatória Crises agudas de gota (com vigilância médica) Relaxamento Uso em floricultura Cólquico - sementes e bolbo Colchicum autumnale Mónica Zuzarte  Atropina Midriática (observação oftalmológica) Broncodilatadora Vasoconstritora Anti-espasmódica (em cólicas gastrintestinais e biliares) beladona - folhas e flores Atropa belladona Mónica Zuzarte  Quinina 1º medicamento eficaz para a cura da malária perda de apetite, enfartamento e flatulência flavorizante da água tónica (digestivo) http://pt.wikipedia.org/wiki/Quinina Quina - cascas (Cinchona sp.) Mónica Zuzarte Morfina, Codeína e Papaverina mortina papaveria Analgésico http://fibromialgicas.blogspot.com/2009/01/morfina.html codeina Antitússico http://www.digestiva.com.br/images/sii.jpg Espasmolítico vasodilatador http://www.blogbrasil.com.br/remedio-caseiro-para-tosse/ Papoila-dormideira - cápsulas Papaver somniferum Mónica Zuzarte Outros exemplos pervinca - folhas ARTERIOVINCA (Vinca minor) Vasodilatador Vincamina cerebral cravagem-do-centeio AVAMIGRAN (Claviceps purpurea) Ergotamina Enxaquecas ipecacuanha - raízes FLUIDIN (Cephaelis ipecacuanha) Emetina Antitússico Mónica Zuzarte  Alcalóides https://www.youtube.com/watch?v=xnM2hTXd1vE Mónica Zuzarte Compostos Fenólicos Mónica Zuzarte  Compostos Fenólicos - Substâncias não azotadas - Pelo menos um anel benzénico ao qual se liga pelo menos um hidroxilo - Principais classes: ÁCIDO FLAVONÓIDE FENILPROPANÓICO CUMARINA NEOLINHANO ANTRAQUINONA XANTONA ANTOCIANIDINA TANINO Mónica Zuzarte Ácido Rosmarínico - carminativa (favorece a eliminação de gases) - - - colerética (aumenta e estimula a secreção de bílis) - - colagoga (estimula o fluxo biliar) - - hipocolesteromiante - anti-espasmódica - anti-inflamatória - anti-reumático - anti-séptico - tonificante - cicatrizante alecrim – folhas (Rosmarinus officinalis) Outros compostos: flavonóides e óleo essencial Mónica Zuzarte  Taninos Propriedades adstringentes e antiséticas Outros compostos: flavonóides, cafeína chá – folhas (Camellia sinensis) Mónica Zuzarte  Flavonóides Sedativo, anti-espasmódico (insónia, ansiedade, nervosismo) - Anti-oxidante - Acção venotrópica - Anti-inflamatória - Antitumoral - Anti-hepatotóxica - Antimicrobiana - Antiviral - Anti-alérgica maracujá - partes aéreas - Gastro-intestinal (Passiflora incarnata) - Inibição enzimática - Actividade estrogénica Outros compostos: glucósidos cianogénicos e óleo essencial “benzodiazepina-like” Mónica Zuzarte Antocianinas Actividade venotrópica (diminui a permeabilidade e a aumenta - resistência dos capilares) mirtilo (Vaccinium myrtillus) arruda (Ruta graveolens) Extracto do fruto (RUTINICÊ) Mónica Zuzarte  Linhanos Hepatoprotectora Antioxidante Silimarina Anti-inflamatória Anti-alérgica  cirrose do fígado  hepatite viral cardo mariano (Silybum marianum) frutos secos  alterações hepáticas devido a medicamentos  Envenenamento pela Amanita Mónica Zuzarte https://www.youtube.com/watch?v=ghiZZbDrjcw Mónica Zuzarte Terpenos Mónica Zuzarte  Terpenos -Derivados dos isopreno -Segundo o nº de unidades de isopreno: HEMITERPENOS (C5) MONOTERPENOS (C10) SESQUITERPENOS (C15) DITERPENOS (C20) TRITERPENOS (C30) Óleos essenciais Terpenos (monoterpenos e (estruturas diferentes às dos sesquiterpenos) óleos essenciais) Cardiotónicos Saponinas (derivados de isopreno do (triterpénicas e esteróides) tipo esteróide) Mónica Zuzarte Lactonas Sesquiterpénicas Sesquiterpenos diferentes dos que ocorrem nos óleos essenciais Artemisinina artemísia - folhas (Artemisia annua) antimalárico Mónica Zuzarte  Saponinas Formam espuma Tensioativos Detergentes Ginsenósidos - ginsenina adaptogénio ginseng-chinês - raízes com 4 a 5 anos (Panax ginseng) Mónica Zuzarte Cardiotónico Atividade sobre o coração: - aumento da contractilidade cardíaca - diminuição da excitabilidade, condutividade e ritmo dedaleira – folhas Digitalis spp. Mónica Zuzarte Óleos essenciais Mistura de compostos voláteis Moléculas pequenas (120-240Da), voláteis e lipofílicas Anti-espasmódico Mentha x piperita (hortelã-pimenta) COLOMINTE Anti-inflamatório Pinus pinaster (pinheiro) FREIMAX Anti-sético Eucalyptus globulus (eucalipto) TRANSPULMINA Sedativo Valeriana sp. VALDISPERT Anti-tússico / expectorante Thymus vulgaris (tomilho) CALMARUM Analgésico Syzygium aromaticum (cravinho) Cicatrizante Betula alba Rubefaciente Brassica nigra (mostarda-preta) Diurético Petroselinum sativum (salsa) Mónica Zuzarte  Produtos Aromáticos obtidos das plantas ÓLEO ESSENCIAL - Obtido por expressão ou destilação Óleo essencial Destilado Hidrolato CONCRETOS e ABSOLUTOS - Obtidos por intermédio de um solvente orgânico (ex: hexano, cloreto de metileno,...) - Mistura de óleo essencial com outros compostos (ex: pigmentos, ceras, resinas, esteróis,...) Planta imersas Destilação do Extração da num solvente Separação solvente e CONCRETO parte Evaporação do ABSOLUTO químico do solvente obtenção de um aromática álcool (acetona, produto espesso ( álcool -20ºC) hexano) Outros produtos: resinóides, tinturas e óleos gordos Mónica Zuzarte  Óleos Essenciais Monoterpenos Sesquiterpenos Diterpenos Mónica Zuzarte  MÉTODOS EXTRATIVOS ÓLEOS ESSENCIAIS: Normas da ISO 9235 (1997), da ISO/TC 54 e NP 90 (1987) do IPQ-CT 5  Destilação - água (hidrodestilação)  Expressão - água e vapor - vapor OUTRAS MISTURAS VOLÁTEIS DAS PLANTAS AROMÁTICAS: Extração por diversos processos Mónica Zuzarte  MÉTODOS ANALÍTICOS CROMATOGRAFIA GÁS-LÍQUIDO DE ALTA RESOLUÇÃO ESPECTROMETRIA DE MASSA  Determinação de índices de retenção  Comparação com índices de compostos de referência  Interpretação de espectros  Comparação com espectros de compostos de referência Mónica Zuzarte  Composição Química Terpenos – resultam da condensação de unidades de isopreno: Monoterpenos ▪ acíclicos - ▪ monocíclicos - ▪ bicíclicos - ▪ irregulares - Sesquiterpenos ▪ acíclicos - ▪ monocíclicos - ▪ bicíclicos - Hidrocarbonetos e grupos funcionais (álcool, aldeído, cetona, éster, …) Fenilpropanóides Outros constituintes – compostos azotadas, com enxofre, … Mónica Zuzarte  HIDROCARBONETOS MONOTERPÉNICOS Acíclicos Mirceno Ocimeno α e β (cis e trans) Aloysia citriodora Cymbopogon citratus Humulus lupulus Ocimum spp. Origanum spp. Lavandula multifida  Intermediário na produção de fragrâncias -  Perfumaria Mónica Zuzarte  HIDROCARBONETOS MONOTERPÉNICOS Monocíclicos Limoneno Terpinenos a-terpineno β-terpineno γ-terpineno Frutos de Citrus spp.  Síntese de carvona -  Solvente biodegradável - (desengraxante – produtos de limpeza)  Perfumaria  Insecticidas - -  Indústria alimentar =  Farmacêutica Pinus spp. Mónica Zuzarte  HIDROCARBONETOS MONOTERPÉNICOS Bicíclicos Pinenos (α e β) Canfeno Pinus spp. Rosmarinus officinalis Juniperus spp. Zingiber officinale Valeriana officinalis Cinnamomum camphora  Síntese de verbenona e canfeno -  Perfumaria -  Saborizante de alimentos - Mónica Zuzarte  ALCÓOIS MONOTERPÉNICOS Acíclicos Geraniol (trans) e nerol (cis) Linalol (cis e trans) Rosa spp. Cymbopogon spp. Pelargonium graveolens Lavandula spp. Thymus spp. Aniba rosaeodora  Perfumaria  Sabores a frutas  Indústria de cosmética  Repelente de insectos (fixador de fragrâncias)  Aditivo de cigarros  Efeitos analgésicos  Perfumaria fina Mónica Zuzarte  HIDROCARBONETOS SESQUITERPÉNICOS Núcleos de cadinano, selinano, cariofilano, vetivazulano, guaiazulano cadineno β-cariofileno vetivazuleno Juniperus oxycedrus Syzygium aromaticum Vetiveria zizanioides Mónica Zuzarte  ALCÓOIS MONOTERPÉNICOS Monocíclicos Mentol Borneol Dryobalanops aromatica Mentha x piperita  Farmácia: propriedades anestésicas e anti-inflamatórias  Repelente de insetos  Saborizante e aromatizante  Perfumaria Mónica Zuzarte  ALCÓOIS SESQUITERPÉNICOS Eudesmol Globulol Eucalyptus globulus Ésteres derivam dos álcoois (esterificação por ácidos orgânicos) Mónica Zuzarte  CETONAS E ALDEÍDOS MONOTERPÉNICOS Acíclicos Citronelal Citral (a =geranial e b = nerial) Cymbopogon spp. Melissa officinalis  Repelente de insetos  Perfumaria – aroma cítrico  Indústria alimentar Mónica Zuzarte  CETONAS E ALDEÍDOS MONOTERPÉNICOS Bicíclicos Cânfora Tuiona (α e β) Tóxico Cinnamomum camphora (a partir da seiva) Artemisa absinthum Salvia officinalis  Como incenso  Preparação de medicamentos  Contra as traças Mónica Zuzarte  ÓXIDOS MONOTERPÉNICOS 1,8-cineol (= eucaliptol)  Aromatizante  Flavorizante  Medicinal  Repelente Eucalyptus spp. Melaleuca spp. Mónica Zuzarte  FENÓIS E ÉTERES FENÓLICOS Carvacrol e Timol Anetol Thymus spp. Origanum spp. Lavandula multifida Foeniculum vulgare Illicium verum Pimpinella anisum  Potente antifúngico e antibacteriano  Aromatizante e saborizante  Percursor metabólico para a sintese de para-metoxi- anfetamina (ectasy) Mónica Zuzarte  FENÓIS E ÉTERES FENÓLICOS Eugenol Apiol Syzygium aromaticum Petroselinum crispum  Antiséptico  Anestésico  Restauração dentária (associação com óxido  Abortivo de zinco) Mónica Zuzarte  VARIABILIDADE QUÍMICA Influência de fatores: a) Fisiológicos - tipo de órgão, tipo de estrutura secretora, ontogenia, … Flor (neroli) Folhas (petitgrain) 30-60% linalool Perfumaria 60-70% linalool Perfumaria Cosmética Casca da fruta (OE de laranja) Mónica Zuzarte  VARIABILIDADE QUÍMICA b) Ambientais e edáficos – clima (TºC, luminosidade, c) Genéticos – Quimiotipos ou variedades químicas humidade), solo (nutrientes, água), … ex: Mentha x piperita Altitudes elevadas : - Mentol + Mentofuranos Altitudes baixas : + Mentol - Mentofuranos Mónica Zuzarte Óleos essenciais Aplicações: Indústria alimentar e de bebidas - uso de óleos na forma de aromatizantes e conservantes (ex: alimentos pré-preparados, molhos, bolachas, sumos,…) Indústria de perfumes, de saboaria e de cosméticos Agricultura – inseticidas, nematodicidas, pesticidas e fungicidas Apicultura – protetor de colmeias contra pestes Criação animal – alimentação e produção de leite Indústria farmacêutica – corretivos de sabor e odor (orais), aromatizantes (aplicação externa) e interesse terapêutico devido às propriedades biológicas. Mónica Zuzarte https://youtu.be/4acluIxh4EM Mónica Zuzarte