Prospecção etnofarmacológica dos efeitos renais, cardiovasculares e toxicológicos de três espécies nativas do cerrado sul-matogrossense

Abstract

Resumo: O uso de plantas medicinais na prevenção e tratamento de doenças é uma prática milenar, que se mantém até o presente momento graças às informações passadas de geração a geração. Esse conhecimento etnobotânico se tornou uma ferramenta de grande valia na seleção de novas espécies a serem investigadas farmacologicamente, especialmente na cardiologia, já que as doenças cardiovasculares (DCVs) afetam quase um terço da população brasileira e são as principais causas de morte no mundo. Dentre as DCVs, a hipertensão arterial sistêmica (HAS) é a doença crônica não transmissível mais frequente e o fator de risco mais importante para a ocorrência de outras DCVs. Por se tratar de uma doença crônica cujo tratamento deve ser prolongado, a continuidade ao tratamento convencional é baixa, visto que alguns efeitos adversos acarretam importante redução à adesão ao tratamento. Devido a isso, a busca por terapias à base de produtos naturais é intensa, o que reforça a importância de estudos que avaliem os efeitos farmacológicos e toxicológicos, visando o controle e/ou auxílio no tratamento da HAS. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo investigar os efeitos farmacológicos e toxicológicos de três espécies do cerrado sul-mato-grossense "prescritas" por curandeiros e raizeiros no tratamento de HAS. Celosia argentea L., Anchietea pyrifolia (Mart.) G.Don e Talinum paniculatum (Jacq.) Gaertn. foram as espécies vegetais selecionadas a partir de um estudo etnobotânico realizado na região da Grande Dourados - MS. Primeiramente, partes aéreas de C. argentea, A. pyrifolia e T. paniculatum foram coletadas, devidamente identificadas e submetidas a análises de controle de qualidade através de avaliações morfológicas e histoquímicas. Na sequência, infusões (100 g/1000 mL água filtrada) das três espécies foram preparadas, filtradas e tratadas com etanol (3:1; v/v). O sobrenadante etanólico (ES) de cada preparação foi removido e aplicado em todas as análises do presente estudo, estabelecendo-se os seguintes extratos: sobrenadante etanólico de C. argentea (ESCA), sobrenadante etanólico de A. pyrifolia (ESAP), e sobrenadante etanólico de T. paniculatum (ESTP). ESCA, ESAP e ESTP foram então caracterizados quimicamente e submetidos a avaliações farmacológicas e toxicológicas a partir de ensaios pré-clínicos em Rattus norvegicus da linhagem Wistar. Inicialmente, as possíveis atividades hipotensoras e diuréticas agudas (30, 100 and 300 mg/kg v.o.) e o potencial toxicológico agudo (30, 300 and 2000 mg/kg v.o.) das três espécies foram avaliadas. ESAP e ESTP foram então submetidos à avaliação do potencial diurético e hipotensor após exposição prolongada de 7 dias. Ademais, a resposta vasodilatadora de cada espécie em leitos vasculares mesentéricos (MVBs) e seu envolvimento com as vias óxido nítrico/GMPc, prostaglandina/AMPc e canais de potássio foram investigadas. Posteriormente, T. paniculatum foi escolhida como a espécie mais promissora e, desta forma, ESTP foi investigada quanto seu potencial estrogênico (30, 100 and 300 mg/kg v.o.), bem como seus possíveis efeitos toxicológicos no desenvolvimento e maturação do sistema reprodutivo após a exposição (30 and 300 mg/kg v.o.) por 30 dias. A partir da análise morfoanatômica, observou-se que C. argentea possui folhas anfiestomáticas com estômatos anomocíticos e anisocíticos. Tricomas glandulares multicelulares e unisseriados foram observados. O mesofilo caracterizou-se como isobilateral, a nervura central apresentou formato biconvexo e o pecíolo plano-convexo com duas costelas conspícuas na face adaxial. O caule apresentou formato irregular. Compostos fenólicos foram encontrados na epiderme, na cabeça do tricoma glandular e no xilema. Cristais de oxalato de cálcio do tipo prismáticos e triangulares foram observados. Na avaliação fitoquímica de ESCA, determinou-se a presença majoritária de compostos fenólicos, megastigmanes e saponinas triterpenóides. ESCA não causou efeitos tóxicos em ratas nem excreção urinária aumentada em ratos após administração aguda. No entanto, ESCA aumentou significativamente a eliminação renal de potássio e cloreto, especialmente no final de 24 horas após a administração. A dose intermediária (100 mg/kg) de ESCA foi capaz de promover hipotensão aguda significativa e bradicardia. Além disso, seus efeitos cardiovasculares parecem estar envolvidos com a ativação dos canais de potássio dependentes de voltagem nos MVBs. A. pyrifolia apresentou folha hipoestomática com estômatos paracíticos bem como a presença de tricomas tectores cônicos. Em seção transversal, a folha apresentou mesofilo dorsiventral, nervura central com formato biconvexo e pecíolo de formato arredondado. O caule apresentou formato circular. Compostos fenólicos foram encontrados nas células epidérmicas da folha e caule. Grãos de amido foram encontrados na folha e caule. Cristais de oxalato de cálcio do tipo areia cristalina e prismáticos foram observados. ESAP demonstrou ter flavonoides O-glicosilados, ácidos clorogênicos e outros derivados do ácido fenilpropanóico como compostos bioativos majoritários. ESAP não causou efeitos tóxicos em ratas nem excreção urinária aumentada em ratos após administração aguda. No entanto, ESAP reduziu significativamente a eliminação renal de sódio, potássio e cloreto após exposição prolongada. A maior dose (300 mg/kg) de ESAP foi capaz de promover hipotensão aguda significativa, sem afetar os níveis da pressão arterial após uso prolongado. Além disso, os efeitos cardiovasculares desta espécie parecem estar envolvidos com a ativação dos canais de potássio ativados por cálcio em vasos de resistência. Por fim, a investigação morfoanatômica de T. paniculatum demonstrou a presença de folhas anfiestomáticas com estômatos paralelocíticos. Foi observado mesofilo dorsiventral com a presença de células mucilaginosas. A nervura central e o pecíolo apresentaram formato côncavoconvexo, com pequenas projeções neste último. O caule apresentou formato irregular e a presença grãos de amido e compostos fenólicos. Cristais de oxalato de cálcio do tipo drusas e prismáticos foram observados. ESTP demonstrou a presença de ácidos clorogênicos, aminoácidos, nucleosídeos, flavonas O-glicosiladas e ácidos orgânicos como metabólitos majoritários. Após exposição aguda, a administração de ESTP não promoveu sinais de toxicidade nem alterações no volume de urina ou eliminação de eletrólitos. Por outro lado, o tratamento prolongado com todas as doses de ESTP aumentou significativamente o volume de urina e a excreção de eletrólitos (Na+, K+ e Cl?) sem afetar a pressão arterial ou a frequência cardíaca. Aparentemente, esses efeitos estão envolvidos com a ativação dos canais de potássio ativados por cálcio de pequena condutância, contribuindo para o aumento do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular. Ademais, ESTP não promoveu efeitos estrogênicos em ratas e, quando avaliado em ratos e ratas durante o período puberal, não promoveu sinais diários de toxicidade, perda de peso, nem causou alterações significativas em parâmetros que marcam o início da puberdade ou em parâmetros bioquímicos e histopatológicos, podendo ser considerado seguro em ratas e ratos Wistar nas doses testadas. Em suma, verificamos que C. argentea, A. pyrifolia e T. paniculatum não apresentam atividade diurética após uma única exposição e apenas C. argentea e A. pyrifolia apresentaram atividade hipotensora aguda. Entretanto, C. argentea foi capaz de promover efeito salurético após exposição aguda e T. paniculatum apresentou efeito diurético e salurético após exposição prolongada de 7 dias. Desta forma, concluímos que T. paniculatum apresentou melhores efeitos farmacológicos quando comparado às outras duas espécies em estudo, podendo ser apontado como um possível fitoterápico, especialmente quando um efeito diurético sustentado se é esperado.

Abstract: The use of medicinal plants in the prevention and treatment of diseases is an ancient practice, which has been maintained up to the present moment thanks to information passed down across generations. This ethnobotanical knowledge has become a valuable tool in the selection of new species to be further investigated pharmacologically, especially in cardiology, since cardiovascular diseases (CVDs) affect almost one third of the Brazilian population and are the main causes of death worldwide. Among CVDs, systemic arterial hypertension (SAH) is the most frequent non-communicable chronic disease and the most important risk factor for the occurrence of other CVDs. As it is a chronic disease whose treatment must be prolonged, the continuity of treatment is low due to the occurrence of some adverse effects that cause an important reduction in medication adherence. Due to this, the search for therapies based on natural products is intense, which reinforces the importance of studies that evaluate the pharmacological and toxicological effects, aiming at the control and/or assistance in the treatment of SAH. Thus, the present study aimed to investigate the pharmacological and toxicological effects of three species of the cerrado sul-mato-grossense "prescribed" by healers for the treatment of SAH. Celosia argentea L., Anchietea pyrifolia (Mart.) G.Don and Talinum paniculatum (Jacq.) Gaertn. were the plant species selected from an ethnobotanical study carried out in the region of Grande Dourados - MS. First, aerial parts of C. argentea, A. pyrifolia and T. paniculatum were collected, properly identified and submitted to quality control analyzes through morphological and histochemical evaluations. Then, infusions (100 g/1000 mL filtered water) of the three species were prepared, filtered and treated with ethanol (3:1; v/v). The ethanolic supernatant (ES) of each preparation was removed and applied in all analyzes of the present study, establishing the following extracts: ethanol soluble fraction of C. argentea (ESCA), ethanol soluble fraction of A. pyrifolia (ESAP), and ethanol soluble fraction of T. paniculatum (ESTP). ESCA, ESAP and ESTP were then chemically characterized and submitted to pharmacological and toxicological evaluations based on pre-clinical trials in Rattus norvegicus (Wistar strain). Initially, the possible acute hypotensive and diuretic activities (30, 100 and 300 mg/kg, orally) and the acute toxicological potential (30, 300 and 2000 mg/kg, orally) of the three species were evaluated. ESAP and ESTP were then subjected to evaluation of the diuretic and hypotensive potential after 7 days of prolonged exposure. In addition, the vasodilator response of each species in mesenteric vascular beds (MVBs) and their involvement with the nitric oxide/cGMP, prostaglandin/cAMP and potassium channels were investigated. Thereafter, T. paniculatum was chosen as the most promising species and, therefore, ESTP was investigated for its estrogenic potential (30, 100 and 300 mg/kg, orally), as well as its possible toxicological effects on the development and maturation of the reproductive system after 30 days of exposure (30 and 300 mg/kg, orally). In the morphoanatomical analysis, it was observed that C. argentea has amphistomatic leaves with anomocytic and anisocytic stomata. Multicellular and uniseriate glandular trichomes were observed. The mesophyll was characterized as isobilateral, the central rib had a biconvex shape and the plane-convex petiole with two conspicuous ribs on the adaxial face. The stem had an irregular shape. Phenolic compounds were found in the epidermis, in the head of the glandular trichome and in the xylem. Prismatic and triangular calcium oxalate crystals were observed. In the phytochemical evaluation of ESCA, phenolic compounds, megastigmans and triterpenoid saponins were determined as major compounds. ESCA did not cause toxic effects in rats nor increased urinary excretion in rats after acute administration. However, ESCA significantly increased renal elimination of potassium and chloride, especially at the end of 24 hours after administration. The intermediate dose (100 mg/kg) of ESCA was able to promote significant acute hypotension and bradycardia. In addition, its cardiovascular effects seem to be involved with the activation of voltagedependent potassium channels in MVBs. A. pyrifolia presented hypoestomatic leaves with paracytic stomata as well as the presence of conic trichomes. In cross-section, the leaf presented dorsiventral mesophyll, central rib with biconvex shape and petiole with round shape. The stem had a circular shape. Phenolic compounds were found in the epidermal cells of the leaf and stem. Starch grains were found in the leaf and stem. Crystal sand and prismatic calcium oxalate crystals were observed. ESAP has been shown to have O-glycosylated flavonoids, chlorogenic acids and other phenylpropanoic acid derivatives as major bioactive compounds. ESAP did not cause toxic effects in rats nor increased urinary excretion in rats after acute administration. However, ESAP significantly reduced renal elimination of sodium, potassium and chloride after prolonged exposure. The highest dose (300 mg/kg) of ESAP was able to promote significant acute hypotension, without affecting blood pressure levels after prolonged use. In addition, the cardiovascular effects of this species appear to be involved with the activation of calciumactivated potassium channels in resistance vessels. Finally, the morphoanatomical investigation of T. paniculatum demonstrated the presence of amphistomatic leaves with paralelocytic stomata. Dorsiventral mesophyll was observed with the presence of mucilaginous cells. The central rib and the petiole were concave-convex in shape and has short wing-like projection on either side. The stem had an irregular shape and the presence of starch grains and phenolic compounds. Druses and prismatic calcium oxalate crystals were observed. ESTP demonstrated the presence of chlorogenic acids, amino acids, nucleosides, O-glycosylated flavones and organic acids as major metabolites. After acute exposure, the administration of ESTP did not promote signs of toxicity or changes in the volume of urine or elimination of electrolytes. On the other hand, prolonged treatment with all doses of ESTP significantly increased urine volume and electrolyte excretion (Na+, K+ and Cl?) without affecting blood pressure or heart rate. Apparently, these effects are involved with the small??conductance calcium??activated potassium channels, contributing to the increase of renal blood flow and glomerular filtration rate. Furthermore, ESTP did not promote estrogenic effects in female rats and, when evaluated in male and female rats during the pubertal period, no signs of toxicity such as weight loss were observed. Moreover, no significant changes in parameters that indicate the onset of puberty nor significant alterations in biochemical and histopathological parameters were observed. Therefore, ESTP can be considered safe in rats after prolonged exposure. In summary, we found that C. argentea, A. pyrifolia and T. paniculatum did not show diuretic activity after a single exposure and only C. argentea and A. pyrifolia showed acute hypotensive activity. However, C. argentea was able to promote a saluretic effects after acute exposure and T. paniculatum showed diuretic and saluretic effects after 7 days of exposure. Thus, we conclude that T. paniculatum presented better pharmacological effects when compared to the other two species investigated, and it can be pointed out as a possible herbal medicine, especially when sustained diuretic effects are expected.