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Title in Portuguese: Estudo metabolômico e atividade gastroprotetora de macela-da-terra (Egletes viscosa L.-Asteraceae)
Title: Metabolomic study and gastroprotective activity of macela-da-terra (Egletes viscosa L.-Asteraceae)
Author: Carvalho, Kaline Rodrigues
Advisor(s): Silveira, Edilberto Rocha
Keywords: Egletes viscosa. .
Metabolômica.
Quimiotipos.
Asteraceae
Issue Date: 2021
Citation: CARVALHO, Kaline Rodrigues. Estudo metabolômico e atividade gastroprotetora de macela-da-terra (Egletes viscosa L.-Asteraceae). 2021. 297 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Abstract in Portuguese: Egletes viscosa Less (Asteraceae) é uma erva conhecida popularmente no Nordeste brasileiro por “macela-da-terra”, onde seus capítulos florais (CF) são usados na forma de chá/infusão para distúrbios gastrointestinais. Suas propriedades gastroprotetoras têm sido atribuídas ao flavonoide ternatina, e aos diterpenos tanabalina e ácido centipédico. Esta planta possui duas variedades químicas com base na composição química do óleo essencial: quimiotipo A, rico em acetato de trans-pinocarveíla, e quimiotipo B, rico em acetato de cis-isopinocarveíla. Em razão disso, o presente trabalho visou realizar um estudo metabolômico e avaliar a atividade gastroprotetora dos CF e das folhas dos dois quimiotipos de E. viscosa. Os materiais botânicos investigados foram de origem silvestre, cultivados por semeadura ou adquiridos comercialmente, sendo posteriormente preparados em diferentes formas e analisados por técnicas cromatográficas e/ou espectrométricas: cromatografia gasosa acoplado a espectrometria de massas (CG-EM), espectroscopia de infravermelho próximo (IVp), ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H) e cromatografia líquida de ultra-eficiência acoplado a espectrometria de massas (CLUE-EM). Em seguida, os dados gerados foram combinados com quimiometria para a discriminação de quimiotipos. A análise de CG-EM foi aplicada a CF extraídos por hidrodestilação e por microextração em fase sólida (MEFS), a qual foi precedida pela otimização das condições de extração através de delineamento composto central rotacional. As melhores condições foram obtidas com CF extraídos com fibra DVB/CAR/PDMS por 6,6 min a 40 ºC. O método de MEFS tem como vantagens não ser não-destrutivo e requerer uma quantidade de CF 300x menor do que a hidrodestilação. O método de IVp também discriminou os quimiotipos de maneira não-destrutiva utilizando um dispositivo portátil, o qual pode ser aplicado in situ (ex.: fazendas). Além disso, métodos de CLUE-EM e RMN 1H foram desenvolvidos e validados para a quantificação dos compostos, revelando que os CF do quimiotipo A possuem maiores teores dos três princípios ativos. Todos os métodos analíticos mostraram ser simples, rápidos, confiáveis e complementares para autenticidade e/ou controle de qualidade de matérias-primas e produtos comercializados de E. viscosa. Adicionalmente, a análise de CLUE-EM de alta resolução permitiu a identificação de 36 compostos nas infusões (CF: 25, folhas: 20), sendo 20 deles relatados pela primeira vez na espécie, entre os quais derivados do ácido cafeico, flavonoides e diterpenos. Análise quimométrica dos dados de CLUE-EM indicou que os quimiotipos A e B mostravam também diferenças nas concentrações de vários destes constituintes não-voláteis. A atividade gastroprotetora dos CF e folhas foi avaliada através de ensaios de lesões gástricas induzidas por etanol em camundongos. Todas as amostras exibiram efeito gastroprotetor (50 - 400 mg.kg-1) e foram desprovidas de toxicidade. Os CF foram mais potentes do que as folhas, exibindo gastroproteção com doses de 50 mg.kg-1. Não foi observada diferença significativa entre amostras de chá e de tintura. Os quimiotipos apresentaram apenas algumas pequenas diferenças no mecanismo de ação, o qual envolve ação antioxidante, NO, prostaglandinas, canais de K+ e receptores TRPV1. Nosso estudo é o primeiro relato comprovando o efeito gastroprotetor de E. viscosa nas formas farmacêuticas consumidas pela população.
Abstract: Egletes viscosa Less (Asteraceae) is an herb popularly known as “macela-da-terra” in the Northeast of Brazil, where its flower buds (FB) are used in the form of tea/infusion for gastrointestinal disorders. Indeed, its gastroprotective properties have been attributed to the flavonoid ternatine, and to the diterpenes tanabalin and centipedic acid. Such plant has two chemical varieties based on the chemical composition of the essential oil: chemotype A, which is rich in trans-pinocarveyl acetate and cis-isopinocarveyl acetate-rich chemotype B. As a result, the present study aimed to perform a metabolomic study and evaluate the gastroprotective activity of FB and leaves of the two chemotypes of E. viscosa. The plant materials investigated were of wild origin, cultivated by sowing or purchased commercially, then they were prepared in different forms and analyzed by chromatographic and/or spectrometric techniques: gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), near infrared spectroscopy (NIR), hydrogen nuclear magnetic resonance (1H NMR) and ultra-efficiency liquid chromatography coupled to mass spectrometry (UPLC-MS). Next, the generated data were combined with chemometrics for the discrimination of chemotypes. The GC-MS analyses were applied to FB extracted by hydrodistillation and by solid phase microextraction (SPME), which had its extraction conditions previously optimized through a central rotational composite design. The best conditions were achieved with FB extracted with DVB / CAR / PDMS fiber for 6.6 min at 40 ºC. The SPME method has the advantages of being non-destructive and requiring an amount of FB 300x lesser than the hydrodistillation. The NIR method also discriminated the chemotypes in a non-destructive way using a portable device, which can be applied in situ (eg. farms). In addition, UPLC-MS and 1H NMR methods were developed and validated for the quantification of the compounds, revealing that the FB from the chemotype A presents higher contents of the three active principles. All analytical methods showed to be simple, fast, reliable and complementary for authenticity and / or quality control of E. viscosa raw materials and products. In addition, the UPLC-MS analysis allowed the identification of 36 compounds in the infusions (FB: 25, leaves: 20), 20 of them have been reported for the first time in the species, including derivatives of caffeic acid, flavonoids and diterpenes. Chemometric analysis of the UPLC-MS data indicated that chemotypes A and B also showed differences in the concentrations of many non-volatile constituents. The gastroprotective activity of FB and leaves was evaluated through ethanol-induced gastric lesions in mice. All samples exhibited a gastroprotective effect (50 - 400 mg.kg-1) and were devoid of toxicity. FB were more potent than leaves, showing gastroprotection at doses of 50 mg.kg-1. There was no significant difference between tea and tincture samples. The chemotypes showed only small differences in the mechanism of action, which involves antioxidant, NO, prostaglandins, K + channels and TRPV1 receptors. Our study is the first report proving the gastroprotective effect of E. viscosa in the pharmaceutical forms consumed by the population.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56717
metadata.dc.type: Tese
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