Caracterização estrutural de polissacarídeos de folhas de erva-mate (Ilex paraguariensis) e suas propriedades biológicas

Abstract

Resumo: Ilex paraguariensis (Aquifoliaceae), conhecida popularmente como erva-mate, é uma espécie nativa da América do Sul, da qual são obtidas diversas bebidas. Esta planta tem ganhado rápida introdução no mercado internacional, na obtenção de chás ou como ingrediente de alimentos e suplementos dietéticos, devido às suas várias propriedades (antioxidante, estimulante do sistema nervoso central, hepatoprotetora, etc). No presente trabalho, foram avaliadas as atividades anti-inflamatória e antiúlcera de polissacarídeos extraídos de folhas de erva-mate. Inicialmente foi obtido um polissacarídeo por meio da extração aquosa à quente de folhas processadas, conforme o processo de beneficiamento para o chimarrão (SPI). Análises de metilação e RMN-HSQC permitiram caracterizar SPI como uma ramnogalacturonana, com uma cadeia principal formada por unidades de -D-GalpA (14)-ligadas, intercaladas por unidades de -L-Rhap, e substituída por cadeias laterais de arabinogalactanas do tipo I. SPI foi testado quanto à sua ação farmacológica contra septicemia, utilizando o modelo de ligadura e perfuração de ceco em camundongos (CLP). O tratamento com SPI nas doses de 3, 7, e 10 mg/kg reduziu significativamente a letalidade dos camundongos, em vários pontos no decorrer do período de observação, especialmente entre o período de 24 a 108 horas. Ao final da curva de letalidade (168 h), os camundongos apresentaram taxa de sobrevivência de 20%, 40% e 60% com as respectivas doses, em comparação ao grupo tratado com o veículo. SPI também afetou a infiltração de neutrófilos, diminuindo seu acumulo nos pulmões e o consequente dano causado por eles. Além disso, diminuiu significativamente os níveis teciduais de iNOS e COX-2, duas importantes enzimas relacionadas ao processo inflamatório. Sabe-se que as condições de crescimento dos vegetais (luz solar, estações, chuvas, etc), assim como o estágio de maturação das folhas podem promover alterações nos constituintes químicos das plantas. Processos realizados pós-colheita como o sapeco e torrefação realizados na erva-mate também levam a modificações estruturais destes constituintes. Assim, o potencial gastoprotetor de polissacarídeos isolados de folhas de erva-mate em diferentes estágios de crescimento, sob diferentes condições de luz solar e submetidas a diferentes processamentos também foi avaliado. Os polissacarídeos isolados por meio de extração aquosa à quente apresentaram como componentes monossacarídicos majoritários Ara, Gal, GalA, Rha e Glc e foram caracterizados como arabinogalactanas do tipo I, ligadas a ramnogalacturonas do tipo I. Análises de HSQC/PCA mostraram haver diferenças na intensidade de sinais nos espectros dos polissacarídeos, evidenciando que a porção neutra (arabinogalactana) é maior nos polissacarídeos obtidos das folhas submetidas aos processos oxidativos. Ao serem testados quanto sua atividade antiúlcera gástrica, todos os polissacarídeos inibiram significativamente lesões gástricas induzidas por etanol em ratas. No entanto, os polissacarídeos obtidos das folhas oxidadas mostraram-se mais eficientes, sendo SP12 (polissacarídeo extraído das folhas maduras cultivadas a sombra) o mais eficaz. O mecanismo de ação destes polissacarídeos ainda não foi elucidado, uma vez que estes não alteram a quantidade de muco gástrico e níveis de glutationa reduzida, dois importantes mecanismos citoprotetores contra lesões gástricas. Em paralelo aos estudos realizados com os polissacarídeos realizou-se uma análise comparativa de metabólitos secundários em diferentes espécies de Ilex. Palavras-chaves: Ilex paraguariensis, polissacarídeos, ramnogalacturonanas, arabinogalactanas, sepse, anti-inflamatória, efeito gastoprotetor.

Abstract: Ilex paraguariensis (Aquifoliaceae), popularly known as erva-mate, is a species native to South America, from which various beverages are obtained. This plant has gained rapid introduction in the international market, for tea manufacturing or as ingredient for foods and supplements, because it has many properties (e. g. antioxidant, stimulant of the central system, hepatoprotective, etc). In this study, were evaluated the anti-inflammatory and gastric protection activities of polysaccharides extracted from leaves of erva-mate. A polysaccharide was obtained by the hot aqueous extraction from chimarrão-type leaves (named SPI). Methylation analysis and NMR-HSQC allowed to characterize SPI, as a rhamnogalacturonana with a main chain of units -D-GalpA (14)-linked, intercalated by units -L-Rhap, branched by side chains of arabinogalactan type I. SPI was assayed for pharmacological action on septicemia in mice model, induced by cecal ligation and puncture (CLP). The treatment with SPI at doses of 3, 7, and 10 mg/kg significantly reduced the lethality of mice, at various points of curve during the observation period, particularly between from 24 to 108 hours. At the end of lethality curve (168 h), the mice survival rates was 20%, 40% or 60% accordingly to the doses of SPI, in comparison with the group treated with the vehicle. SPI also affected neutrophil infiltration, avoiding its accumulation in the lungs and the subsequent tissue damage. In addition, SPI significantly reduced the tissue levels of iNOS and COX-2, two important enzymes related to the inflammatory process. It is known that the cultivation conditions (i. e. sunlight, seasons, rain, etc), the maturation level of the leaves and post-harvest processes, such as blanching and roasting in mate can lead to structural modifications of the chemical constituents of plants. Thus, the potential gastroprotection of polysaccharides from I. paraguariensis, obtained from leaves at different stages of growth, under different conditions of sunlight or subjected to different manufacturing process was evaluated. The polysaccharides isolated by the hot aqueous extract showed as major components monossacarídicos Ara, Gal, GalA, Rha and Glc and were characterized as arabinogalactan type I linked to rhamnogalacturonan type I. Analysis by HSQC/PCA showed some differences in the intensity signals in the spectra of the polysaccharides, evidencing that neutral portion (arabinogalactan) is greater in the polysaccharides obtained from the leaves submitted the oxidative processes. When they were tested for their gastric antiulcer activity, all polysaccharides significantly inhibited ethanol-induced gastric lesions in rats. However polysaccharides obtained from the oxidized leaves were more efficient, and SP12 (polysaccharide extracted from cultured mature leaf shade) the more effective. The mechanism of action of these polysaccharides have not yet been elucidated, since they do not alter the amount of gastric mucus and levels of reduced glutathione, two cytoprotective mechanisms important against gastric lesions. In parallel to the studies of the polysaccharides was carried out a comparative analysis of different secondary metabolites Ilex species. Keywords: I. paraguariensis, polysaccharides, rhamnogalacturonan, arabinogalactan, sepsis, anti-inflammatory, potential gastroprotection.