Estrutura química, propriedades reológicas e atividades biológicas de carboidratos obtidos de Aloe barbadensis Miller

Abstract

Resumo: A partir da polpa das folhas de Aloe barbadensis Miller foi obtido um extrato aquoso (EA) que após precipitação etanólica e dialise originou a fração polissacarídica FP, as quais foram caracterizadas quanto as suas propriedades químicas, reológicas e biológicas. FP apresentou uma relação molar de Man:Glc de 24:1 e 18,4% de grupos O-acetil. Análises químicas e espectroscópicas demonstraram que FP corresponde a uma ?-D-glucomanana 4-ligada, 2,3-, 2-, 3-, e 6-O-acetilada. FP foi microfiltrada e dialisada obtendo-se a fração HP (53,2 kDa,) com uma razão molar Man:Glc de 19:1 e 17% de grupos O-acetil, e estruturalmente semelhante à FP. As frações FP nativa e desacetilada (NaOH 0,012M, 1h30min, 25oC) foram submetidas a hidrolise enzimática parcial com ?-endo-1,4(1,3)-D-glucanase e ?-endo-1,4-D-mananase. A fração FP nativa tratada com glucanase gerou uma fração de baixa massa molar denominada SP (MW 3,88 kDa), com uma relação Man:Glc de 49:1 e 18% de grupos O-acetil, além de um conjunto de oligossacarídeos acetilados constituídos por 4 a 9 unidades hexoses e 3 a 9 grupos O-acetil. A fração FP desacetilada tratada com glucanase originou apenas mono-, di- e trissacarídeos. FP nativa tratada com mananase gerou uma fração de elevada massa molar, denominada MNR2 (191,6 kDa) a qual apresentou uma relação Man:Glc de 18:1 e 10% de grupos O-acetil. FP desacetilada tratada com mananase gerou apenas mono-, di-, tri- e tetrassacarídeos. As frações EA, FP, HP, SP e NMR2 foram avaliadas em diferentes atividades biológicas/farmacológicas. Análises reológicas mostraram que as amostras EA e FP possuem comportamento de fluxo de líquidos não-Newtoniano e pseudoplástico. O modelo Ostwald-de-Waelle (Lei da Potência) forneceu os melhores ajustes aos resultados encontrados (K>1 e n <1). Análises oscilatórias mostraram que as amostras EA e FP possuem caráter viscoelástico e os ensaios de fluência e recuperação revelaram uma característica de um fluido viscoelástico com recuperação de deformação atingindo valores de compliança (J) constantes e diferentes de zero. As amostras EA, FP, HP, SP e MNR2 foram avaliadas quanto a atividade antioxidante. As atividades mais expressivas foram a captação do radical DPPH, poder redutor, captação de radicais HOo e radicais NOo. Não foi observada nenhuma correlação entre atividade antioxidante e massa molar das frações testadas. As amostras FP, HP, SP e MNR2, foram testadas para avaliar seu efeito sobre macrófagos peritoneais de camundongos. A produção de NOo foi estimulada em diferentes intensidades, pelas amostras FP, HP e SP (48 h). Diferentes repostas quanto à produção de citocinas (IL-10, IL-1?, IL-6 e TNF-?) foram observadas. A produção de TNF- foi aumentada pelas amostras FP e SP. IL-6 apresentou aumento de concentração devido a presença das amostras FP e HP, e um leve aumento foi estimulado por SP. Todas as amostras inibiram a produção de IL-1?. Para IL-10 somente MNR2 estimulou sua produção. No ensaio de atividade antiinflamatória utilizando o modelo de edema de pata, FP e SP administradas por via intraplantar foram tão efetivas quanto dexametasona na diminuição do edema. Em ensaio por via subcutânea todas as amostras mostraram efeito anti-inflamatório sistêmico significativo equivalente ao apresentado pela dexametasona.

Abstract: An aqueous (AE) was obtained from the leaves pulp of Aloe barbadensis Miller which after ethanol precipitation and dialysis gave rise to the polysaccharidic fraction (PF). AE and FP were characterized for their chemical, rheological and biological properties. PF (1230 kDa) showed a Man:Glc molar ratio of 24:1 and 18,4% of acetyl groups. Chemical and spectroscopic analyses of PF indicate that this fraction is constituted by 4-linked glucomanann 2,3-, 2-, 3- and 6-O-acetylated. PF was microfiltrated and dialyzed giving rise to fraction HP (53.2 kDa) with a Man:Glc molar ratio of 19:1 and 17% of acetyl groups and structurally similar do PF. Native PF and deacetylated PF (NaOH 0.012 M, 1h30min, 25oC) were submitted to partial enzymatic hydrolysis with - endo-1,4(1,3)-D-glucanase e -endo-1,4-D-mannanase.Native PF treated with glucanase originated a low molecular mass fraction named SP (3.88 kDa) with a Man:Glc molar ratio of 49:1 and 18% of acetyl togheter with a set of acetylated oligosaccharides with 4 to 9 hexose units and 3 to 9 acetyl groups. Glucanase treatment of deacetylated PF originated only mono-, di-, and trisaccharides. Native PF treated with mannanase gave rise to high molecular mass fraction named MNR2 (191.6 kDa), with a Man:Glc ratio of 18:1 and 10% of the acetylation. Deacetylated PFtrated with mannanase produced only mono-, di-, tri- and tetrasaccharides. AE, PF, HP, SP and MNR2 fractions were evatuated for different biological/pharmacological activities. Rheological analyses showed that AE and PF solutions have a non- Newtonian and pseudoplastic flow behavior. The Ostwald-de-Waelle model (power law) provided the best fit to the results (K>1 and n<1). Oscillatory analyses showed that AE and PF fractions have viscoelastic character and the creep and recovery tests showed a viscoelastic fluid characteristic with recovery of deformation reaching constant compliance (J) values other than zero. AE, PF, HP, SP and MNR2 samples were evaluated for antioxidant activity. The most expressive activities were capturing DPPH, reducing power, attracting radical HOo and NOo radicals. Lack of correlation between antioxidant activity and molecular mass of the samples was observed. PF, HP, SP and MNR2 samples were tested to evaluate their effect over mouse peritoneal macrophages. NOo production was stimulated in different intensities, by PF, HP and SP samples (48h). Different responses for cytokines production (IL-10, IL-1 , IL-6 and TNF- ) were observed. TNF- production was increased by PF and SP samples. IL-6 concentration increased due to the presence of PF and HP, and a light increase was stimulated by SP. All the samples inhibited the production of IL-1 . For IL-10 only MNR2 stimulated its production. In the anti-inflammatory assay using the paw edema test, PF and SP were effective in reducing edema such as the dexamethasone control. In the subcutaneous test all samples showed significant systemic anti-inflammatory effect equivalent to that of dexamethasone.