Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Maísa Fernanda dos Santos Barbosa¹ ; Carlos André de Souza² *; Paulo Henrique de Oliveira Miranda¹ ; Rogério de Aquino Saraiva³

¹Universidade Federal de Pernambuco – UFPE

²Universidade Federal Rural de Pernambuco – UFRPE

³Universidade Federal do Cariri – UFCA

*Autor correspondente (Corresponding author) –E-mail: [email protected]

Resumo: Este capítulo consiste numa revisão sistemática sobre o potencial do gênero Erythroxylum P. Browne para a terapêutica moderna, visto que as últimas já se encontram ultrapassadas. Descrevemos as atividades farmacológicas investigadas nos últimos anos, fornecendo boas pistas para os pesquisadores em produtos naturais que buscam moléculas bioativas pelo critério da quimiossistemática.  

Palavras–chave: Produtos Naturais, metabólitos bioativos, quimiossistemática, Farmacognosia. 

Abstract: This chapter consists of a systematic review on the potential of the genus Erythroxylum P. Browne for modern therapeutics, since the latter are already outdated. We describe the pharmacological activities investigated in recent years, providing good leads for researchers in natural products who look for bioactive molecules by the criteria of chemosystematics.

Key Word: Natural products, bioactive metabolites, chemosystematics, Pharmacognosy.

INTRODUÇÃO

O gênero Erythroxylum P. Browne possui distribuição pantropical. As espécies deste taxa possuem uma variedade de alcaloides tropânicos que se destacaram como candidatos a fármacos [1]. Muitos estudos demonstram o potencial bioativo destas moléculas, assim como também de  flavonoides e terpenoides provindos do gênero [2]. 

A cocaína é o exemplo mais conhecido de alcaloide extraído de Erythroxylum coca, planta utilizada como terapêutica na medicina popular (e durante muito tempo na clássica também). Ela se transformou em um sério problema de saúde pública, pois causa dependência química devido a sua ação simpaticomimética indireta, bloqueia o transportador pré-sinaptico de dopamina, aumentando os níveis de dopamina, serotonina e noradrenalina, intimamente relacionadas com o mecanismo de recompensa e adição [3]. Obviamente, estes afeitos só foram descobertos após a sua ampla utilização. Este evento é um dos muitos que serviram de alerta para toda a comunidade da farmacologia, que passou a ter uma maior preocupação com os efeitos toxicológicos das plantas utilizadas. 

Durante muito tempo a indústria farmacêutica explorou a diversidade de moléculas fornecidas pelos organismos vivos, mas apenas em 2003 ela foi apresentada para a comunidade científica como a quarta fonte de biodiversidade, a biodiversidade molecular, que pode ser definida como a riqueza de moléculas encontrada na vida. Conhecer essa diversidade é o elemento chave para a implantação de estratégias de uso sustentável desse recurso, não apenas no que diz respeito às moléculas de interesse para a indústria farmacêutica, mas para toda e qualquer atividade que faça uso das biomoléculas, visto que elas são fundamentais para a sobrevivência e evolução das espécies, filos e ecossistemas [4]. As taxas de extinção também estão relacionadas com a diversidade molecular e as variações ambientais. Quanto menor a diversidade de moléculas e quimiotipos, maior a probabilidade de extinção em condições adversas [5]. Diante do exposto, atualmente é exigido dos pesquisadores que exploram este recurso um maior envolvimento em todas as questões que o permeiam, não apenas com foco em sua utilização, mas também em sua conservação, isto é, um uso sustentável desta quimiodiversidade.

O presente estudo consistiu em uma pesquisa exploratória nas plataformas “Web of Science”, PubChem”, “PubMed” e “Scholar Google”. Foi realizado um levantamento dos artigos sobre o potencial terapêutico dos produtos extraídos das espécies deste gênero.  Após este levantamento, foi realizada a triagem dos artigos, onde foram escolhidas as publicações mais recentes e relevantes a este estudo e, por fim, a compilação dos resultados. 

FITOQUÍMICA DO GÊNERO

De acordo com os estudos realizados, os alcaloides tropânicos são os principais metabólitos secundários encontrados no gênero Erythroxylum. Embora eles sejam a maioria, alguns autores não detectaram a presença desses compostos em determinadas espécies, como por exemplo o estudo de Negri et al. (2016) com E. vaccinifolium, apesar de ter sido relatada a presença destes em outro estudo com a mesma espécie feito por Zanolari et al. (2003). Negri at al. (2016) argumentam que as condições utilizadas poderiam não ter sido adequadas para a extração de alcaloides tropânicos, como as condições de pH por exemplo, logo, é necessário que se tenha em mente a finalidade do estudo antes de escolher a melhor metodologia de extração [6,7].

Uma revisão de Oliveira et al. (2010) faz uma compilação do conhecimento sobre os dados espectrais de ¹³C-NMR de 186 alcalóides tropânicos, distribuídos em 35 espécies do gênero Erythroxylum, informações que podem orientar os estudos para a detecção destas moléculas, visto que a estrutura molecular de muitos dos alcaloides isolados ainda não foi totalmente elucidada [8].

Conhecer estas moléculas é o caminho para compreender a evolução das espécies desta família, a biossíntese dessas estruturas e, principalmente, como elas interagem com os componentes abióticos e bióticos do ecossistema [5]. Não existe nenhum estudo com espécies desta família que aborde o valor adaptativo destas moléculas e como elas interagem com o ambiente, embora esta seja a melhor forma de traçar estratégias de conservação para o uso seguro deste recurso. Os estudos ecológicos que abordam estas interações com o ambiente ainda são raros.

Múltiplas variáveis, bióticas e abióticas, produzem respostas adaptativas na produção dos metabólitos pela planta, como herbivoria, radiação, disponibilidade de água, entre outras. Membros de uma mesma espécie podem se diferenciar em quimiotipos, produzindo moléculas distintas que são o ponto chave dos eventos de especiação, pois conferem as diferenças adaptativas sobre as quais a seleção natural atua formando novas espécies. As taxas de extinção também estão relacionadas com a diversidade molecular e as variações ambientais. Quanto menor a diversidade de moléculas e quimiotipos, maior a probabilidade de extinção em condições adversas [5].

A biossíntese de alguns metabólitos secundários pode ser restrita a uma única família, a um gênero ou a uma única espécie. Esses metabólitos são inclusive muito utilizados na quimiotaxonomia, porque refletem a filogenia do grupo [9,4]. Griffin e Lin (2000) discutem a quimiotaxonomia dos alcaloides tropânicos de Erythroxylaceae e descrevem a sua distribuição geográfica. O estudo também inclui as famílias Solanaceae, Proteaceae, Euphorbiaceae, Rhizophoraceae, Convolvulaceae e Cruciferaceae [10]. Posteriormente, Simone et al. (2008) também fez uma revisão sobre os alcaloides tropânicos nestas mesmas famílias e ainda inclui Moraceae [11].

Todos estes estudos sobre os alcaloides não são em vão, eles refletem o quão são complexas essas vias biossintéticas e, por isto, são tão difíceis de prever parentescos. Além disso, a seleção natural pode utilizar fontes distintas para produzir moléculas com estrutura e ações biológicas similares. No estudo de Jirschitzka et. al. (2012), por exemplo, há evidências de que os alcaloides tropânicos evoluíram de forma independente nas famílias Erythroxylaceae e Solanaceae, um caso curioso de evolução convergente [12]. Todavia, as origens filogenéticas dos alcaloides tropânicos no gênero Erythroxylum aparentemente são as mesmas. Ainda é cedo para afirmar, mas algumas evidências suportam o conceito de etapas biossinteticas comuns, como a ocorrência simultânea de uma estrutura de 3α-hidroxi ou 3β-hidroxitropano, calisteinas, cocaína, outros alcaloides e nicotina [13].

Apesar dos pontos positivos acerca dos diversos estudos envolvendo alcaloides tropanicos, como por exemplo o desenvolvimento de técnicas cada vez mais elaboradas para a extração e a descoberta de novas entidades químicas, existe pouco interesse pela elucidação estrutural de outras classes de moléculas. Isso é preocupante, pois as estruturas moleculares da maioria dos metabólitos secundários desta família seguem desconhecidas. Os flavonoides por exemplo, são essenciais para a filogenia do gênero, visto que a quercetina e o campferol, assim como seus derivados 3-glicosideos são características marcantes no gênero, sendo inclusive utilizados na taxonomia [14,15].

Concluindo, as espécies deste taxon possuem uma vasta biodiversidade molecular, contudo ela está subestimada porque a maioria (das mais de 240 espécies do gênero) continua com sua constituição química desconhecida. Portanto, ainda são necessários muitos estudos fitoquímicos, inclusive os que considerem aspectos ecológicos e investiguem o papel destas moléculas nos ecossistemas naturais, visto que os diferentes ambientes podem impor pressões seletivas que implicam em moléculas estrutural e/ou funcionalmente distintas e, pelo processo de seleção natural, podem resultar em eventos de extinções ou especiações.

POTENCIAL TERAPÊUTICO

Diversos ensaios in vitro e in vivo demonstraram a atividade biológica de certas espécies (Tabela 1), mas na maioria não foram identificadas as moléculas responsáveis por tais atividades. Além disso, nenhum estudo abordou a possível ação sinergética com outras substâncias. Entre as espécies investigadas os resultados foram animadores no ramo da terapêutica moderna, sendo os seus alcaloides tropânicos os agentes principais nesse processo. Cordell (2001) faz uma síntese de como estas moléculas são utilizadas na fabricação de medicamentos [1].

CONCLUSÕES

O gênero demonstra um alto potencial para a indústria farmacêutica, uma vez que possui uma grande diversidade de metabólitos que se demonstraram bioativos contra diversas enfermidades. Para atender as demandas industriais sem prejudicar a capacidade de sobrevivência da espécie no ecossistema, são necessários conhecimentos acerca do rendimento do processo de extração do produto natural e, principalmente, sobre o metabolismo da espécie em questão, reprodução, dinâmica populacional e relações ecológicas. Logo, o potencial terapêutico das espécies deste gênero é inegável, mas a utilização pela indústria farmacêutica deve seguir planos de manejo específicos. 

AGRADECIMENTOS

À CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) pela concessão de bolsa de doutorado.

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