Óleos essenciais das raízes das espécies de Philodendron maximum, P. solimoesense e P. goeldii (Araceae)

Resumo

Espécies de Philodendron são usadas popularmente para o tratamento de mordidas de serpentes, analgésico, entre outros. Estudos prévios identificaram extratos com atividade bactericida e antiprotozoária. O objetivo deste estudo foi investigar a produção e rendimento dos óleos essenciais em raízes de P. maximum, P. solimoesense e P. goeldii e avaliar os seus potenciais antibacterianos. P. maximum (dois espécimes, óleos 1 e 2) e P. solimoesense (óleo 3) foram coletados no INPA/AM e P. goeldii (óleo 4) e P. solimoesense (óleo 5) em Urucu/AM. Materiais vegetais frescos tiveram maior rendimento de óleo que os secos. Para o óleo 1, os constituintes majoritários foram: β-cariofileno (28,29%), germacreno-D (13,22%) e α-copaeno (11,52%). O óleo 2 foi constituído majoritariamente por: undecanol (26,54 %), lactato de butil-butirila (12,59 %), pentadecanol (11,94%) e octadeceno (11,82%). O óleo 3 possui undecanol (13,52%), β-bisaboleno (11,64%), trans-γ-bisaboleno (10,65%) e β-cariofileno (10,18%). No óleo 4 foi observada a predominância de limoneno (42,27%), β-cariofileno (15,03 %) e α-humuleno (10,40 %). Enquanto no óleo 5, os constituintes majoritários foram β-cariofileno (33,97%) e α-humuleno (18,23%). Os constituintes químicos presentes simultaneamente nos óleos foram: undecanol, β-cariofileno e β-acoradieno. Quanto à atividade antibacteriana, o óleo 4 apresentou, na bioautografia, atividade contra Corynebacterium glutamicum.

Palavras-chave:

Philodendron maximum.

Philodendron solimoesense.

Philodendron goeldii.

Terpenos.

Bioautografia.

Araceae.

Abstract

Philodendron species are popularly used to treat snake bites, analgesic, among other and previous studies reported extracts with antibacterial and antiprotozoal activity. The aim of this study was to investigate the essential oil production in roots of P. maximum, P. solimoesense and P. goeldii and to evaluate their antibacterial activity. P. maximum (two specimens, oils 1 and 2) and P. solimoesense (oil 3) were collected in INPA/AM and P. goeldii (oil 4) and P. solimoesense (oil 5) were collected in Urucu/AM. Fresh material afforded higher essential oil yield then dry. The major constituents were: β-caryophyllene (28.29 %), germacrene-D (13.22%) and α-copaene (11.52%) for oil 1. The oil 2 was mainly constituted for: undecanol (26.54%) of butyl lactate butiril (12.59%), pentadecanol (11.94%) and octadecene (11.82%). The oil 3 consists of undecanol (13.52%), β-bisabolene (11.64%), trans-γ-bisabolene (10.65%) and β-caryophyllene (10.18%).  In the oil 4 was observed predominantly limonene (42.27 %), β-caryophyllene (15.03%) and α-humulene (10.40%). And the oil 5, the major constituents were β-caryophyllene (33.97%) and α-humulene (18.23%). The chemical constituents simultaneously present in all oils were: undecanol, β-caryophyllene and β-acoradieno. For antibacterial activity, the oil 4 showed antimicrobial activity against Corynebacterium glutamicum by bioautographic.

Key-words:

Philodendron maximum.

Philodendron solimoesense.

Philodendron goeldii.

Terpenes.

Bioautography.

Araceae.

Introdução

A família Araceae Juss possui uma distribuição subcosmopolita, com 117 gêneros e 3.300 espécies (BOYCE e CROAT, 2012), sendo a maioria destas distribuídas na América do Sul. No Brasil, o conhecimento de Araceae encontra-se ainda bastante incompleto por falta de estudos botânicos intensivos; Coelho e colaboradores (2014) citam 36 gêneros e 476 espécies nativas no país, tendo, assim, uma alta diversidade ao nível genérico. Dentre os gêneros com maior número de espécies se destacam Anthurium e Philodendron, com muitos representantes nativos do Brasil (OTTOBELLI et al., 2011).

As folhas de Philodendron Schott têm uso na medicina popular como purgativas drásticas, diuréticas, anti-hidrópicas e adstringentes, úteis na erisipela, no reumatismo, nas otites e na epidermite (CORRÊA, 1984). Os compostos alquil e arilresorcinol foram isolados das folhas e galhos de P. angustisectum, P. erubescens, P. radiatum e P. scandens (REPPSTRUP e BOLL, 1985), estes compostos são os responsáveis pelas atividades causadoras de dermatite alérgica ocasionada por plantas deste gênero (KNIGHT et al., 1996).

P. scabrum K. Krause é utilizado, principalmente, pela população do baixo Madeira, Porto Velho e Rondônia, no tratamento de mordida de serpente e a infusão dos talos é utilizada como analgésico (OTTOBELLI et al., 2011). Existem registros na literatura relatando que espécies do gênero Philodendron apresentam constituintes químicos possuidores de atividade bactericida e antiprotozoárias contra Trypanossoma cruzi e Trichomonas vaginalis, dentre as quais se destaca P. bipinnatifidum Schott (MUELAS-SERRANO et al., 2000).

As raízes de P. bipinnatifidum são utilizadas como purgante, hemostática e vermífuga (NOELLI, 1998). No óleo essencial extraído das raízes de P. scabrum foram detectados óxido de cariofileno, α-copaeno, β-bisaboleno, α-zingibereno, α-bergamoteno, α-curcumeno, óxido de humuleno, α- e β-pineno e limoneno (OTTOBELLI et al., 2011).

Os óleos essenciais são compostos voláteis complexos, caracterizados por odor forte. Apresentam grande interesse para a indústria e para a pesquisa científica devido às atividades antimicrobiana, antioxidante, antifúngica, antiviral e antiparasitária além de muitos apresentarem fragrâncias que são utilizadas na indústria cosmética (BAKKALI et al., 2008).

São formados pelo metabolismo secundário das plantas e provém predominantemente da rota metabólica do mevalonato. Entre as principais substâncias presentes em óleos essenciais estão os sesquiterpenos: trans-cariofileno, germacreno-D, α-humuleno, entre outros, os quais, segundo a literatura, apresentam atividades antibacterianas, fungicidas e inseticidas (ALMEIDA, DELACHIAVE e MARQUES, 2005).

Assim, o presente estudo visou conhecer a composição química dos óleos essenciais produzidos por espécies de Philodendron maximum, P. goeldii e P. solimoesense, avaliando o seu rendimento e a sua atividade antibacteriana. Pela literatura consultada, este é o primeiro estudo desse tipo com as espécies citadas.

Material e Métodos

Foram coletadas raízes de dois indivíduos de P. maximum e raízes de P. solimoesense no Bosque da Ciência – INPA, AM, em setembro de 2012, e que serão citadas no texto como espécimes 1, 2 e 3, respectivamente. Parte do material foi armazenado em freezer e a outra parte secou em temperatura ambiente. Foram coletadas raízes de P. goeldii e P. solimoesense em Urucu, AM, em outubro de 2012, que serão citadas como espécimes 4 e 5. As espécies foram identificadas pela especialista do grupo, Dra. Maria de Lourdes da Costa Soares.

As raízes foram cortadas em pequenos pedaços e pesadas. A extração do óleo foi feita por meio da técnica de hidrodestilação em sistema Clevenger modificado (SIMÕES et al., 2003), as amostras foram colocadas em balões de três litros, e cobertas com água destilada. Cada balão de destilação foi aquecido por cerca de quatro horas. Os óleos essenciais extraídos foram armazenados em frasco âmbar e depois refrigerados.

A análise dos óleos dos espécimes 1, 2, 3, 4 e 5 foi feita através de Cromatografia Gasosa interfaciada com um Detector de Ionização por Chama (CG-DIC) (Modelo: QP201, marca: Shimadzu, país: Japão) e a identificação das substâncias presentes foi feita através de Cromatografia Gasosa com detecção por Espectrometria de Massas (CG-EM) (Modelo: QP2010MS, marca: Shimadzu, país: Japão). As amostras foram injetadas na concentração de 1 mg/mL utilizando-se hélio como gás de arraste nas mesmas condições nos dois equipamentos. Para o cálculo do índice de Kovats foi utilizado o padrão de hidrocarbonetos C7-C30 e os cromatogramas das amostras foram comparados aos da literatura especializada (ADAMS, 2001).

Com o intuito de verificar a atividade antibacteriana dos óleos de Philodendron, os óleos 4 e 5 foram avaliados pela técnica de bioautografia, pois apenas estes apresentaram massa suficiente para fazer a análise. Nesta técnica, as placas de sílica gel foram cortadas no tamanho de 1,5 cm de largura por 7 cm altura, e receberam 4 mg do óleo essencial, sendo em seguida submetidas ao sistema de eluição: Hexano/DCM 1:1, depois desse processo foram acondicionadas em placas de Petri, onde foram vertidos os meios de cultura com os micro-organismos.

Os micro-organismos testados foram inoculados em três mL de meio Mueller-Hinton e cresceram por 24 horas em agitador de bancada nas temperaturas de 30 e 37oC de acordo com a necessidade de cada um. Posteriormente, foram realizadas diluições destes inóculos no mesmo meio de cultura até obter o padrão de turvação 0,5 comparado à escala de McFarland, que corresponde a aproximadamente 150 milhões de bactérias por mL. Foram adicionados 100 µL de cada inoculo a 10 mL de meio Mueller-Hinton Agar antes deste meio gelificar.

O meio de cultura contendo os inóculos foi vertido nas placas de Petri contendo as cromatoplacas e após a gelificação, as placas foram levadas à estufa nas temperaturas de 30 ou 37oC durante 24 horas. Após o crescimento dos micro-organismos, foi observada, quando presente, a ocorrência de zonas de inibição do crescimento, que correspondem à atividade antibacteriana dos extratos. Como controle negativo foi utilizado o solvente no qual os extratos foram dissolvidos e como controle positivo foi utilizado o antibiótico oxitetraciclina.

Resultados

O rendimento dos óleos essenciais, em relação ao estado de armazenagem das raízes após a coleta, está sumarizado na TABELA 1.

Os resultados da quantificação e identificação dos componentes dos óleos essenciais dos cinco espécimes de Philodendron, através da análise por CG/DIC e CG/EM, permitiram identificar um total de 77 componentes químicos, distribuídos entre os espécimes: P. maximum (óleo 1 e 2), P. solimoesense (óleo 3), P. goeldii (óleo 4) e P. solimoesense (óleo 5). Na TABELA 2 estão mostrados os constituintes encontrados, além do tempo de retenção das substâncias e dos índices de retenção calculados.

Os resultados dos ensaios antibacterianos pelo método de bioautografia para os óleos 4 e 5 estão indicados na TABELA 3, frente às seguintes bactérias: Aeromonas hydrophila, Bacillus cereus, Corynebacterium glutamicum, Edwardsiella tarda, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Nocardia brasiliensis, Providencia rettgeri, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, Salmonella enteritidis, Serratia marcescens e Staphylococcus aureus.

Discussão

Houve variação no rendimento dos óleos essenciais em relação ao estado de armazenagem das raízes a serem submetidas à extração, onde para todos os espécimes estudados, o material fresco gerou maior rendimento de óleo essencial, em torno de 0,2% enquanto o rendimento dos óleos a partir de raízes secas ao ar livre foi em torno de 0,1%.

Os constituintes majoritários para o óleo 1 (P. maximum) foram β-cariofileno (28,29%), germacreno-D (13,22%) e α-copaeno (11,52%). Para o óleo 2 (P. maximum), os constituintes majoritários foram undecanol (26,54%), lactato de butil butirila (12,59%), pentadecanol (11,94%) e octadeceno (11,82%). O óleo 3 (P. solimoesense) é constituído em sua maioria por undecanol (13,52%), β-bisaboleno (11,64%), trans-γ-bisaboleno (10,65%) e β-cariofileno (10,18%). No óleo 4 (P. goeldii) observou-se a predominância limoneno (42,27%), β-cariofileno (15,03 %) e α-humuleno (10,40%). No óleo 5 (P. solimoesense), os principais constituintes foram β-cariofileno (33,97%) e α-humuleno (18,23%).

Os constituintes encontrados simultaneamente em todos os óleos essenciais obtidos de espécimes de Philodendron coletados para este trabalho foram: undecanol, β-cariofileno e β-acoradieno. Sendo que o β-cariofileno apresenta um teor elevado, com um percentual variando de 4,04 a 33,97%.

Num levantamento bibliográfico realizado para buscar atividades biológicas descritas para as substâncias majoritárias encontradas nos óleos essenciais das espécies de Philodendron deste trabalho mostra que o germacreno-D é um potente agente antimicrobiano para bactérias gram-positivas (DUARTE, 2006). Estudos clínicos mostraram que o β-cariofileno é potencialmente eficaz como antibiótico, anestésico e anti-inflamatório (REINSVOLD et al., 2011). Apresenta também atividade espasmolítica (CABO et al., 1986). Fernandes e colaboradores (2007) descreveram atividade anti-inflamatória para α-humuleno. Estudos com roedores mostraram resultados positivos com o limoneno, no tratamento de tumores malignos, quando administradas isoladamente na dieta alimentar na sua forma enantiômera (D-limoneno), na terapia de câncer de mama, pâncreas e próstata (CROWELL, SIAR AYOUBI e BURKE, 1996).

Na literatura consultada, há apenas três estudos prévios realizados com óleos essenciais obtidos de outras espécies do gênero Philodendron. Viana e colaboradores (2002) mostram que os óleos essenciais das raízes de P. acutatum produzem como constituintes majoritários α- e β-pineno, com um percentual em torno de 23,0%, as cetonas 2-undecanona e 2-tridecanona, com um percentual variando entre 21,8 a 34,3%, e o β-bisaboleno, com concentração variando entre 0,8 e 49,5%, tendo amostrado seis espécimes coletados no norte do Brasil. Ottobelli e colaboradores (2011) identificaram no óleo essencial extraído das raízes de P. scabrum óxido de cariofileno, α-copaeno, β-bisaboleno, α-zingibereno, α-bergamoteno, α-curcumeno, óxido de humuleno, α- e β-pineno e limoneno. Bezerra e colaboradores (2002) realizaram um estudo da composição química do óleo essencial das raízes de P. imbe, e os constituintes majoritários detectados foram o α- e β-pineno, com 13,3% e 15,8%, respectivamente, limoneno 15,5%, espatulenol 14,2% e óxido de cariofileno 10,3%.

O presente estudo mostra que os cinco óleos essenciais de Philodendron apresentam diferenças significativas quanto à sua constituição química. Pois, mesmo indivíduos da mesma espécie (P. maximum) coletados no mesmo local (Bosque da Ciência) não compartilham todos os constituintes químicos. Um exemplo é o germacreno-D, que está presente no óleo 1, e constitui 13,22% de sua composição, e não está presente nos demais óleos. Também espécies iguais (P. solimoesense) coletadas em locais diferentes não compartilham todos os constituintes, como: α-humuleno presente no óleo 5 (coletado no Bosque da Ciência), com um percentual de 18,23%, e ausente no óleo 3 (coletado em Urucu).

Neste estudo foi possível avaliar a ação antibacteriana dos óleos essenciais de P. goeldii (óleo 4) e P. solimoesense (óleo 5) por meio da técnica de bioautografia, onde somente o óleo 4 inibiu o crescimento da Corynebacterium glutamicum.  C. glutamicum apesar de não ser uma bactéria patogênica ao homem, pode servir como modelo para selecionar extratos que possam ser ativos contra Corynebacterium diphtheria, que é patogênica para humanos e causa difteria. O óleo ativo apresentou na sua composição química o limoneno como principal constituinte (42,27%). Este resultado incentiva a avaliação do limoneno puro sobre C. glutamicum a fim de determinar se é o responsável pela atividade observada.

Estes resultados enfatizam as potencialidades de uso de espécies Amazônicas, que podem vir a entrar em novas cadeias produtivas e gerar recursos para as populações locais.

Agradecimentos

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico-CNPq pelos auxílios financeiros concedidos (CT-Agro/CNPq, PPBio/CNPq e REPENSA/CNPq/FAPEAM), à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas-FAPEAM pela bolsa de iniciação científica concedida e pelo auxílio financeiro concedido. Ao Centro de Biotecnologia da Amazônia-CBA pelas análises de Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (CG-EM) e Cromatografia Gasosa com detector de ionização por chama (CG-DIC) dos óleos de Philodendron.

Conflito de interesse

Os autores declaram não haver conflito de interesse.

Referências

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