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Flavonoides Prof. Alysson Kenned de Freitas Mesquita Disciplina: Farmacognosia aplicada Metabolismo Vegetal Metabólitos Primários - Conjunto de processos metabólicos que desempenham uma função essencial no vegetal, tais como a fotossíntese, a respiração e o transporte de solutos aminoácidos, nucleotídeos, lipídios, carboidratos, clorofila Metabólitos secundários - Não participam dos processos de formação e geração de energia. Muitos são mediadores em processos de interação das plantas com o ambiente. taninos, flavonóides, alcalóides, pigmentos, ceras 2 3 Eritrose-4-fosfato SUBSTÂNCIAS AROMÁTICAS Fosfoenol-piruvato Flavonóides fotossíntese CO2 + H2O Frutose-6-fosfato GLUCOSE-6-FOSFATO piruvato glicólise ACETIL-CoA CICLO DE KREBS ácido mevalônico ISOPRENÓIDES malonil-CoA ácidos graxos GRAXAS POLICETÍDIOS ácidos nucleicos sacarose POLISSACARÍDIOS monossacarídios GLICOSÍDIOSCHIQUIMATO ACETATO MALONATO ACETATO MEVALONATO BIOSSÍNTESE DE METABÓLITOS NITROGENADOS ÁCIDOS AMINADOS proteínas ALCALÓIDES GLICOSINOLATOS GLICOSÍDIOS CIANOGÊNICOS 4 4-cumaril- CoA ll O CCoAS CoAS OO C ll O CoAS CH2 COOH OO O O O OHHO OH Uma chalcona O OH HO O OH OH Uma flavona C6C3: CHIQUIM. 3 ACETATOS OO SCoA O O OH HO O OH Uma isoflavona Estrutura Química São em geral compostos por 15 átomos de carbono, em estrutura C6-C3-C6, derivados do núcelo 2-fenil-γ-cromona: Apresentam-se em duas formas: Conjugados com açúcar (mono, di ou tri): C-glicosídeos ou O- glicosídeos (OH em 7 ou em 3); Forma livre (genina ou aglicona). 5 Compostos POLIFENÓLICOS, biossintetizados partir da via dos fenilpropanóides e do acetato. Importância para o desenvolvimento, crescimento e defesa dos vegetais. Principal fonte: Frutos, hortaliças. 6 Então! O que são os flavonóides? Flavonóides Estão envolvidos principalmente na sinalização entre plantas e outros organismos e na proteção contra UV; Proteção dos vegetais contra incidência de raios UV e visível; Proteção contra insetos, fungos, vírus e bactérias; Atração de animais com finalidade de polinização; Antioxidantes; Controle da ação de hormônios vegetais; Inibidores de enzimas. 7 Flavonóides Compreende, fundamentalmente, os derivados: 8 Flavonóis e Flavonas 9 Quercetina: Maior poder antioxidante; Grupo Catecol; Antiinflamatório Antitumoral; Antioxidante Flavonas 10 Flavanonas 11 Flavononas 12 Antocianidinas 13 Catequinas ou Flavanois 14 Catequinas 15 Catequinas 16 Pode interromper o crescimento das células cancerosas, ao mesmo tempo que protege as células saudáveis; Reforça o imunológico; Evita o aumento do colesterol; Pode evitar o envelhecimento precoce potenciado pela acção dos radicais livres; Catequinas e Antocianinas 17 18 Isoflavonas Após a publicação do estudo WHI (2002)1, ocorreu aumento considerável na prescrição de isoflavonas de soja, pois o referido ensaio clínico randomizado constatou que a terapêutica hormonal da menopausa contendo estrogênio conjugado equino e acetato de medroxiprogesterona, ministrada de forma contínua, provocava maior risco de câncer de mama e tromboembolismo. 19 A partir de então, as isoflavonas passaram a ocupar uma alternativa terapêutica, principalmente em mulheres após a menopausa com sintomatologia hipoestrogênica. Propriedades Físico-químicas Os compostos flavônicos livres são cristais corados de amarelo Poder cromóforo → número e posição das hidroxilas Solubilidade Muito pouco solúveis em água Solúveis no etanol, metanol e álcalis Pouco solúveis no éter, benzeno, clorofórmio, etc. Os Glicosídeos possuem maior solubilidade na água 20 Propriedades Físico-químicas Espectros de absorção característicos no UV, determinados pelo núcleo comum da benzopirona Duas bandas características: entre 220 e 250 nm e a outra próximo dos 300 nm 21 Reações de Caracterização 22 Reações características Reações Flavonas Flavonóis Flavanonas Chalconas Isoflavonas HCl + Mg (Reação de Shinoda) Laranja a Vermelho Vermelho a carmesin Violeta a vermelho - - Ác. cítrico e bórico (Reação de Wilson) Verde-amarelo Amarelo Esverdeada - Amarelo - Ác. oxálico e bórico - Amarela esverdeada - - - H2SO4 conc. Amarelo Amarelo Laranja a vermelho Vermelho a carmesin Amarelo-verde NaOH Amarelo Amarelo Amarelo Amarelo e vermelho Amarelo AlCl3 Amarelo esverdeado Amarelo Azul-verde (UV.) Amarelo Amarelo acastanhado FeCl3 Verde Verde acastanhado Verde acastanhado Amarelo Verde 23 Reações: núcleo cromona Redução pelo Hidrogênio (negativo para chalconas e isoflavonas) À sol. alcoólica adiciona-se Mg e HCl, reduzindo a antociânicos avermelhados: 24 → HCl + Mg Cl Reação da CIANIDINA, SHINODA OU HIDROGENAÇÃO Reações: núcleo cromona REAÇÃO CITRO-BÓRICA OU REATIVO DE WILSON (flavonas, flavonóis e chalconas) Em meio anídrico, as sol. cetônicas com os ácidos cítrico e bórico adquirem tons amarelados e fluorescências. REAÇÃO COM ÁCIDO SULFÚRICO CONCENTRADO REAÇÃO COM PENTACLORETO DE ANTIMÔNIO (Marini-Bettolo) Formam-se sais de oxônio (H3O +) com fluorescência amarela 25 Reações: hidroxilos fenólicos COLORAÇÕES EM MEIO ALCALINO Oxidados pela água oxigenada, nitrito de sódio ou alumínio, adquirem cor vermelha em meio alcalino COMPLEXO COM SAIS METÁLICOS AlCl3, em meio alcalino produz um gel capaz de adsorvê-los e permite o isolamento e a purificação O ácido acético dissolve o gel e aparece cor amarela intensa 26 Propriedades Farmacológicas 27 Atividade Antioxidante 28 Atividade Antioxidante Antioxidantes são compostos que podem retardar ou inibir a oxidação de lipídios ou outras moléculas, evitando o início ou propagação das reações de oxidação em cadeia Enzimas como superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase; e cofatores enzimáticos como glutationa, ácido ascórbico e α-tocoferol são responsáveis pela eliminação dos radicais livres Outra forma de prevenção consiste na ingestão de substâncias antioxidante na alimentação. 29 30 Atividade Antioxidante Os flavonóides e isoflavonóides são doadores de elétrons Apresentam estruturas químicas conjugadas em anel β, ricas em grupos hidroxilas, que tem potenciais ações antioxidantes por reagirem e inativarem ânions superóxido, oxigênio singleto, radicais peróxido de lipídios e/ou estabilizando radicais livres envolvidos no processo oxidativo através da hidrogenação ou complexação com espécies oxidantes. 31 Flavonoid (OH) + R• > flavonoid (O•) + RH Flavonoid (OCH3) + R• > flavonoid (O•) + RCH3 Atividade Antiinflamatória Processos inflamatórios visam destruir, diluir ou isolar o agente lesivo, sendo, portanto, uma reação de defesa e de reparação do dano tecidual A inflamação crônica é um passo importante na etiologia do câncer 32 Atividade Antiinflamatória 33 O primeiro passo na síntese das PGs e dos tromboxano (TXs) é mediado pela enzima Ciclooxigenase (COX), a qual catalisa a incorporação de oxigênio ao ácido araquidônico, com subseqüente formação de endoperóxidos cíclicos 34 Atividade Antiinflamatória O mecanismo de inibição exercido pelos flavonóides sobre as enzimas ciclooxigenase e lipoxigenase está sendo extensivamente pesquisado; Ex: Flavonóides como a quercetina e a apigenina têm demonstrado possuir ação antiinflamatória por causar inibição de COX-2; 35 Inibição do Ciclo celular A prevenção do câncer geralmente está associada com inibição, reversão ou retardamento da hiperproliferação celular Flavonóides e isoflavonóides podem inibir o ciclo celular e induzir a apoptose Genisteína e quercetina inibem a proteína tirosina quinase que também está envolvida na proliferação celular. Apigenina, luteolina e quercetina mostraram-se eficazes no processo de morte celular, impedindoa progressão do ciclo celular. 36 Classe Aglicona Glicosídeo Função Atividade Flavonol Quercetol - Estimulante Cardíaco Flavonol Quercetol Rutosídeo Permeabilidade Vascular + Diminui Pressão Sanguínea + Estimulante Cardíaco + Diurético Inibição da Oxidação da adrenalina Flavonol Quercetol Quercitrosídeo Permeabilidade Vascular + Estimulante Cardíaco + Diurético Flavonol Ramnetol - Estimulante Cardíaco Flavanona Hesperetol - Tóxico Flavanona Eriodictiol Eriodictiosídeo Permeabilidade Vascular Flavanona Hesperetol Hesperidosídeo Permeabilidade Vascular Isoflavona Irigenol Iridosídeo Diurético Isoflavona Genisteol - Propriedades estrogênicas (baixa atividade) Isoflavona Prunetol - Aumenta proliferação de células do útero Chalcona Floretol Floridzosídeo Aumenta Permeabilidade Renal – Glicosúria Inibe a absorção da glicose 37 Atividade Prática: Leitura do Artigo: Flavonoides e seu potencial terapêutico Resolução das questões a seguir: 38 Questões sobre Flavonóides: 1. Desenhe a estrutura química fundamental dos flavonóides. 2. Qual a principal fonte desses metabólitos? 3. Qual a rota biossintética que os originam? 4. Desenhe a estrutura química dos derivados : Flavona, Flavonóis, Flavonona, Antocianos, Catequinas e Isoflavona. 5. Cite dois dos principais métodos de Identificação de Flavonóides. 6. Explique o mecanismo para as principais atividades biológicas relacionadas aos flavonoides, citadas a seguir: 1. Antioxidante 2. Antiinflamatória 3. Antitumoral 39