Tese
Avaliação das propriedades biológicas de extratos e compostos de duas espécies de plantas medicinais.
Registration in:
HACKE, Ana Carolina Mendes. Avaliação das propriedades biológicas de extratos e compostos de duas espécies de plantas medicinais. 2021. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Estadual de Ponta Grossa. Ponta Grossa. 2021.
Author
Hacke, Ana Carolina Mendes
Institutions
Abstract
Medicinal plants have been employed in the prevention of diseases since the beginning of
human civilization, and their therapeutic properties are related with the chemical composition
of their crude extracts. Cymbopogon citratus (C. citratus), popularly known as lemongrass, is
worldwide consume due to its action on the central nervous system. However, despite the
therapeutic effects of medicinal plants to humans, it has already proven that some extracts can
be exhibit some toxicity. In this way, it is important to evaluate the toxicity of its extracts and
related compounds. In this study, the toxicity of C. citratus extracts and fractions obtained from
different extraction procedures, as well for essential oil and its main chemical compounds, citral
and geraniol, was evaluated in Artemia salina, and in human blood cells (leukocytes and
erythrocytes). The ethyl acetate fractions obtained in acidic and basic conditions after essential
oil removal from plant leaves, reduced the cell viability of leukocytes. Furthermore, the
essential oil, citral and geraniol were also cytotoxic to these cells at the highest concentration
analyzed. These samples also increased the osmotic fragility of erythrocytes, and field emission
scanning electron microscopy (FESEM) analyzes revealed changes in the erythrocytes
morphology. In this work, the anxiolytic and anticonvulsant effects of C. citratus
hydroalcoholic extract and essential oil, citral and geraniol (isolated and in association) were
evaluated in zebrafish. The light/dark test demonstrated that pretreatment with the samples
increased the time spent by the animals in the light side of the tank and increased the latency
time for the first seizure induced by pentylenetetrazole (PTZ), indicating anxiolytic and
anticonvulsant effects, respectively. The mixture between citral and geraniol at the lowest
concentrations employed in each test also showed a significant effect. These effects were
antagonized when animals were previous exposed to flumazenil (FMZ) solution, which
revealed the involvement of GABAA receptors in the effects. Moreover, pretreatment with
samples restored malondialdehyde (MDA), catalase (CAT), nitric oxide (NO) and glutathione
(GSH) levels in zebrafish brain homogenates after PTZ exposure. In this study, the antioxidant
activity of Cannabis sativa (C. sativa), a medicinal plant used for recreational and medicinal
purposes in some countries, and its major constituents, cannabidiol (CBD) and
tetrahydrocannabinol (THC) (isolated and in association) was also investigated. Therefore,
spectrophotometric (reducing power ability, 2,2-diphenil-1-picryl-hydrazyl (DPPH), 2,2-
azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS), and hypochlorous acid (HOCl)
scavenger assays), and electrochemical assays (cyclic voltammetry and differential pulse
voltammetry) were employed. All samples exhibited a significant antioxidant effect in the
assays used in this study. Furthermore, a synergistic effect between these cannabinoids in the
antioxidant activity was verified. Pearson’s correlation analysis showed a good correlation
between the results obtained by spectrophotometric and electrochemical assays, which
indicated that these techniques can be employed in the evaluation of samples containing
cannabinoids. Thus, the results obtained in the present thesis evidenced the importance of
medicinal plants in the discovery of new drugs and their therapeutic properties. As plantas medicinais são utilizadas na prevenção de doenças desde o início da civilização
humana e as suas propriedades terapêuticas estão relacionadas à composição química de seus
extratos brutos. A Cymbopogon citratus (C. citratus), popularmente conhecida como capim-
limão, é utilizada em vários países devido à sua ação no sistema nervoso central. Entretanto,
apesar dos inúmeros efeitos terapêuticos das plantas medicinais, é comprovado que alguns
extratos podem ser potencialmente tóxicos para os seres humanos. Desta forma, é importante a
avaliação da possível toxicidade exercida por extratos e compostos relacionados da C. citratus.
Neste estudo, a citotoxicidade de extratos e frações obtidos a partir de diferentes métodos de
extração, assim como o óleo essencial e seus principais constituintes químicos, citral e geraniol,
foi avaliada pelo ensaio de letalidade frente à Artemia salina, e a células sanguíneas humanas
(leucócitos e eritrócitos). As frações acetato de etila obtidas em meios ácido e básico, e após a
prévia remoção do óleo essencial das folhas da planta, reduziram a viabilidade celular dos
leucócitos. Além disso, o óleo essencial, citral e geraniol também foram citotóxicos para estas
células na concentração mais alta avaliada. Estas amostras aumentaram a fragilidade osmótica
dos eritrócitos, e as análises de microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo
(MEV-FEG) revelaram que houve alterações na morfologia destas células. Neste trabalho, as
atividades ansiolítica e anticonvulsivante do extrato hidroalcoólico e do óleo essencial de C.
citratus, do citral e do geraniol (isolados e em associação) foram avaliadas em peixe-zebra. O
teste claro/escuro demonstrou que o tratamento prévio com as amostras aumentou o tempo de
permanência no lado claro do aquário pelos animais, assim o tempo de latência para a primeira
convulsão induzida por pentilenotetrazol (PTZ), indicando ação ansiolítica e anticonvulsivante,
respectivamente. A mistura entre citral e geraniol nas menores concentrações investigadas em
cada teste também apresentou efeito significativo, que foi, todavia, bloqueados quando os
animais foram previamente expostos a uma solução de flumazenil (FMZ), o que revela o
envolvimento dos receptores GABAA no mecanismo de ação dos compostos estudados. Além
disso, o tratamento prévio dos animais com as amostras restaurou os níveis de malondialdeído
(MDA), catalase (CAT), óxido nítrico (NO) e glutationa (GSH) nos homogenatos de cérebro
após a exposição dos peixes ao PTZ. Neste estudo, a atividade antioxidante da Cannabis sativa
(C. sativa), uma planta utilizada para fins recreativos e medicinais em alguns países, e dos seus
principais constituintes químicos, canabidiol (CBD) e tetrahidrocanabinol (THC) (isolados e
em associação) também foi investigada. Neste sentido, métodos espectrofotométricos (poder
redutor, e sequestro dos radicais 2,2-difenil-1-picril-hidrazil (DPPH•
), 2,2-azinobis(3-
etilbenzotiazolina-6-ácido sulfônico) (ABTS•+
) e ácido hipocloroso (HOCl)), e métodos
eletroquímicos (voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial) foram empregados para
a avaliação da atividade antioxidante. Todas as amostras exibiram considerável efeito
antioxidante em todos os métodos utilizados. Além disso, foi observado efeito sinérgico entre
estes canabinóides na atividade antioxidante. Análises de correlação de Pearson demonstraram
uma boa correlação entre os resultados obtidos pelos métodos espectrofotométricos e
eletroquímicos, o que indicou que estas técnicas são úteis na avaliação da atividade antioxidante
de canabinóides. Assim, os resultados obtidos na presente tese reforçaram a importância das
plantas medicinais na descoberta de novos fármacos assim como comprovaram as suas
propriedades terapêuticas. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior