Chás Medicinais

[Jennifer Downey]

Since secondary metabolites represent a chemical interface between plants and surrounding environment, their syntheses are frequently affected by environmental conditions. Thus, variations in the total content and/or of the relative proportions of secondary metabolites in plants can take place. We review the main environmental factors that can streamline or alter the production or concentration of secondary metabolites in plants. How seasonality, circadian rhythm, developmental stage and age, temperature, water availability, UV radiation, soil nutrients, altitude, atmospheric composition and tissue damage influence secondary metabolism are discussed.

Desde o quarto sculo a.C. existem relatos de normas para a coleta de plantas medicinais. Os carrascos gregos, por ex., coletavam suas amostras do veneno cicuta (Conium maculatum) pela manh, quando os nveis de coniina so maiores1,2. Variaes temporais e espaciais no contedo total, bem como as propores relativas de metablitos secundrios em plantas ocorrem em diferentes nveis (sazonais e dirias; intraplanta, inter- e intraespecfica) e, apesar da existncia de um controle gentico, a expresso pode sofrer modificaes resultantes da interao de processos bioqumicos, fisiolgicos, ecolgicos e evolutivos3-7. De fato, os metablitos secundrios representam uma interface qumica entre as plantas e o ambiente circundante, portanto, sua sntese freqentemente afetada por condies ambientais8.

Os principais fatores que podem coordenar ou alterar a taxa de produo de metablitos secundrios esto expostos a seguir. Deve ser enfatizado, porm, que os estudos sobre influncia destes fatores na produo de metablitos secundrios geralmente tm se limitado a um grupo restrito de espcies, predominantemente ocorrentes em regies temperadas, muitas das quais so comercialmente importantes e podem ter sofrido fortes presses seletivas antrpicas visando certas caractersticas desejadas. Seu comportamento, portanto, nem sempre representativo de plantas selvagens ou de outros tipos de habitat.

Tambm deve ser ressaltado que, muitas vezes, as variaes podem ser decorrentes do desenvolvimento foliar e/ou surgimento de novos rgos concomitante a uma constncia no contedo total de metablitos secundrios. Isto pode levar menor concentrao destes metablitos por diluio, podendo, no entanto, resultar em maior quantidade total, devido ao aumento de biomassa9,10. Alm disso, alguns dos fatores discutidos apresentam correlaes entre si e no atuam isoladamente, podendo influir em conjunto no metabolismo secundrio, como por ex.: desenvolvimento e sazonalidade; ndice pluviomtrico e sazonalidade; temperatura e altitude, entre outros.

Os casos mais freqentemente relatados envolvem plantas e/ou metablitos empregados na teraputica, podendo ser citados os seguintes exemplos: as folhas de Digitalis obscura apresentam as menores concentraes de cardenoldeos, como o lanatosdeo A (Figura 1d), na primavera e uma fase de rpido acmulo no vero, seguida por uma fase de decrscimo no outono31; as concentraes de hipericina (Figura 1c) e pseudo-hipericina na erva de So Joo (Hypericum perforatum, utilizada no tratamento de depresses leves a moderadas) aumentam de cerca de 100 ppm no inverno para mais de 3000 ppm no vero44; nas folhas de Ginkgo biloba as concentraes de biflavonides, como a ginkgetina (Figura 1f), constituintes ativos dos extratos utilizados para tratamento de desordens vasculares perifricas e cerebrais, tambm apresentam marcantes variaes sazonais23; por outro lado, no h consenso quanto s variaes no contedo dos ginkgolidos, devido existncia de resultados contraditrios na literatura45; nas razes de Panax ginseng foi detectado um grande aumento na concentrao de damarano-saponinas bioativas, tais como o ginsenosdeo (Figura 1g) no vero27; o contedo de valepotriatos, como o valtrato (Figura 1a) e derivados do cido valernico (Figura 1b), nas razes de Valeriana officinalis (utilizada como sedativo moderado) tambm apresenta variaes marcantes durante o ano46; os contedos de C-glicosdeos, O-glicosdeos e antraquinonas livres (metablitos responsveis pela atividade laxante da planta) nos brotos e folhas da cscara sagrada Rhamnus purshiana flutuam marcadamente durante o ano47; no inverno, o ruibarbo (Rhei rhizoma) no contm antraquinonas, as quais comeam a se formar com a chegada da estao quente, a partir da oxidao de antranis47; em estudos que visam determinar a sazonalidade de taxides, tendo como alvo principal o paclitaxel (Figura 1e - utilizado na teraputica de cncer de ovrio, entre outros) notam-se alteraes no decorrer do ano na concentrao destes compostos em Taxus brevifolia e T. baccata; porm, no possvel determinar um padro de variao, devido a resultados conflitantes na literatura48-53. Resultados contrastantes tambm foram encontrados nos estudos envolvendo as antraquinonas de Aloe arborescens54,55.

Foi notada, por ex., uma variao de mais de 80% na concentrao de eugenol (Figura 2b) no leo essencial da alfavaca (Ocimum gratissimum), o qual atinge um mximo em torno do meio-dia, horrio em que responsvel por 98% do leo essencial, em contraste com uma concentrao de 11% em torno de 17h56. Os nveis de coniina (Figura 2a) em Conium maculatum so maiores quando as coletas so efetuadas pela manh que no entardecer2. O contedo total de taxanos (por ex., Figura 1e) em Taxus media mostrou-se menor pela manh, aumentando durante o dia e atingindo um mximo no final da noite51. Tambm interessante notar que a variao circadiana dos alcalides majoritrios de Papaver somniferum, que era atribuda a um rpido "turnover" destes metablitos, na verdade causada por uma variao diria no contedo de gua no ltex da planta, o que leva a alteraes na concentrao, mas no no contedo total, de morfina (Figura 2c), codena e noscapina59,60.

A idade e o desenvolvimento da planta, bem como dos diferentes rgos vegetais, tambm so de considervel importncia e podem influenciar no s a quantidade total de metablitos produzidos, mas tambm as propores relativas dos componentes da mistura5,10,47,64-74. o caso, por ex., das lactonas sesquiterpnicas produzidas em Arnica montana, consideradas os principais princpios ativos desta planta utilizada como antiinflamatrio; enquanto plantas jovens acumulam majoritariamente derivados da helenalina (Figura 3d), a concentrao destes compostos reduzida para praticamente zero aps aproximadamente seis semanas contadas a partir da formao das folhas; por outro lado, os nveis de compostos do tipo diidrohelenalina aumentam muito e ento se mantm constantes por um longo perodo17. Situao semelhante ocorre com os metablitos de Gentiana lutea, cujas folhas so ricas em C-glicosdeos, como a mangiferina (Figura 3b), na fase de florao, enquanto O-glicosdeos, como a isoorientina (Figura 3a), so acumulados principalmente antes do desenvolvimento das flores22. Em um estudo com Papaver somniferum (papoula), o contedo de morfina (Figura 2c) aumentou de menos de 20 g g-1 no 50 dia aps a germinao para mais de 120 g g-1 no 75 dia; j o contedo de codena se mostrou praticamente constante72. No caso do Tanacetum parthenium, a porcentagem de partenoldeo (Figura 3c - um dos principais constituintes bioativos desta planta utilizada principalmente na profilaxia da enxaqueca) maior nos primeiros estgios de desenvolvimento da planta (antes do surgimento das hastes no pice das quais surgiro as flores), porm a quantidade total obtida por planta aumenta de cerca de 10 para 20 mg durante o crescimento, devido ao surgimento de flores (as quais, ao contrrio das hastes, contm mais de 1% de partenoldeo) e mais folhas10. Em Digitalis obscura micropropagada foi observado que os contedos de lanatosdeo A (Figura 1d - cardenoldeo predominante, responsvel por cerca de 65% do total de cardenoldeos) e de digitoxina aumentam consideravelmente com o desenvolvimento da planta75.

Convm notar que, especialmente em estudos de campo e com plantas anuais, os efeitos da sazonalidade podem ser confundidos com alteraes metablicas sob controle do processo de desenvolvimento internamente (hormonalmente) controlado pela planta, devendo assim ser considerados em conjunto.

Sabe-se tambm que tecidos mais novos geralmente possuem maior taxa biossinttica de metablitos7, tais como leos essenciais76,77, lactonas sesquiterpnicas9, cidos fenlicos78, alcalides73, flavonides e estilbenos71. De fato, nota-se freqentemente uma correlao inversa entre alta atividade metablica e produo de aleloqumicos, isto , um decrscimo na produo de metablitos secundrios (notadamente derivados fenlicos) em perodos de crescimento tecidual rpido6,79-82.

Apesar de cada espcie ter se adaptado ao seu habitat, as plantas freqentemente so capazes de existir em uma considervel faixa de temperatura. A faixa em que ocorrem as variaes anuais, mensais e dirias na temperatura um dos fatores que exerce maior influncia em seu desenvolvimento, afetando, portanto, a produo de metablitos secundrios47. No entanto, talvez pelo fato da temperatura ser, de modo geral, uma conseqncia de outros fatores, como altitude e sazonalidade, no existem muitos estudos sobre sua influncia isoladamente na produo de metablitos secundrios.

As baixas temperaturas tm influncias significantes nos nveis de metablitos secundrios. relatada, por ex., uma correlao positiva entre a intensidade e a durao do frio imposto a mudas de milho (Zea mays) e a abundncia de antocianinas e mRNA para as enzimas chaves da via fenilpropanodica, tais como PAL (fenilalanina amnia-liase) e chalcona sintase83. Outro exemplo notrio foi observado em Artemisia annua: aps estresse metablico causado por geada, verificou-se um aumento de cerca de 60% nos nveis de artemisinina (Figura 4b - substncia com aprecivel atividade contra cepas susceptveis e resistentes de Plasmodium falciparum, agente causador da malria), concomitante a uma diminuio de seu precursor biossinttico cido diidroartemisnico, o que revelou uma rpida mobilizao para a converso deste em artemisinina84. Tambm foi demonstrado, em folhas de tabaco (Nicotiana tabacum), um aumento de quatro a cinco vezes no contedo de escopolina (Figura 4a), cido clorognico (Figura 4c) e seus ismeros (compostos antioxidantes) aps submisso a baixas temperaturas78. O aumento nas concentraes de cido clorognico e antocianinas relacionados a baixas temperaturas tambm foram relatados em folhas de Mahonia repens, porm neste caso podem estar mais ligados sazonalidade18.

3a8082e126