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BOTÂNICA PARA FARMÁCIA- BIOQUÍMICA BIB-304 2012 PLANTAS MEDICINAIS PRINCIPAL RECURSO DE QUE DISPUNHAM OS MÉDICOS ATÉ UM SÉCULO ATRÁS. A BOTÂNICA ERA UMA ÁREA MÉDICA - MATERIA MEDICA. MEDICINA E BOTÂNICA ERAM CIÊNCIAS INDISSOCIÁVEIS. APENAS NO SÉCULO PASSADO OS ALUNOS DEIXARAM DE TER BOTÂNICA NO CURSO MÉDICO. A BOTÂNICA PERMANECEU NOS CURSOS DE FARMÁCIA. EM TODAS AS CIVILIZAÇÕES DA ANTIGUIDADE, A MEDICINA AS PLANTAS ERAM O PRINCIPAL RECURSO MEDICINAL. GRÉCIA ANTIGA HIPÓCRATES (~ 400 a. C.) - pai da medicina THEOPHRASTO (~ 300 a. C.) - discípulo de Aristóteles e pai da Botânica ROMA DIOSCÓRIDES (séc. I - contemporâneo do imperador Nero) - autor de um dos mais importantes tratados sobre plantas medicinais da história: De Materia Medica weblog.bezembinder.nl/361-375/ DIOSCÓRIDES O DIOSCORIDES FOI A OBRA MAIS LIDA DURANTE A IDADE MÉDIA, EXCETUANDO-SE A BÍBLIA. APENAS NO SÉC. XVII APARECERAM LIVROS SUBSTITUINDO OU COMPLEMENTANDO O CONTEÚDO DO DIOSCORIDES. DURANTE TODO ESSE PERÍODO, O USO DE PLANTAS MEDICINAIS FOI UM MISTO DE RACIONALIDADE, OBJETIVIDADE, MISTICISMO E SUPERSTIÇÃO. COM O CRESCIMENTO DA QUÍMICA ORGÂNICA DE SÍNTESE NA PRIMEIRA METADE DO SÉCULO PASSADO, A IMPORTÂNCIA DAS PLANTAS EM MEDICINA DECLINOU. O NÚMERO DE PLANTAS MEDICINAIS NAS FARMACOPEIAS REDUZIU RAPIDAMENTE. A PARTIR DE ~1970, VOLTOU, EM GRAU CRESCENTE, O INTERESSE PELAS PLANTAS MEDICINAIS. SOCIEDADE CIÊNCIA TECNOLOGIA INDÚSTRIA FARMACÊUTICA INDÚSTRIA DE COSMÉTICOS INDÚSTRIA DE ALIMENTOS TODOS ESSES SETORES VOLTARAM SUA ATENÇÃO PARA AS PLANTAS MEDICINAIS LEVANTAMENTO RECENTE CONSTATOU QUE, NO BRASIL, HÁ 160 ESPÉCIES DE PLANTAS USADAS EM FITOTERAPIA. TAMBÉM OS GRANDES LABORATÓRIOS FARMACÊUTICOS INTERESSAM-SE POR FÁRMACOS NATURAIS. POR QUE O NOVO INTERESSE EM TORNO DAS PLANTAS MEDICINAIS? 1. INTERESSE DOS GRANDES LABORATÓRIOS FARMACÊUTICOS A PRODUÇÃO DE CERTOS FÁRMACOS ORIUNDOS DIRETA OU INDIRETAMENTE DE PLANTAS CONFIGURA- SE COMO IMPORTANTE ATIVIDADE NA ECONOMIA MUNDIAL. AS PLANTAS MEDICINAIS FIGURAM ENTRE OS ARGUMENTOS MAIS FREQUENTEMENTE USADOS PARA REALÇAR A IMPORTÂNCIA DA PRESERVAÇÃO DE ECOSSISTEMAS. AS PLANTAS SÃO FONTES DE VALIOSOS FÁRMACOS Catharanthus roseus - APOCYNACEAE OH Vindesina 16 O NH2 16 R= CHO : Vincristina : VinblastinaR= CH3 H O C O CH3 CO2 CH3 H R CH3 O OH CH3O2 C H N N N N ALCALÓIDES BINÁRIOS ANTITUMORAIS DE CATHARANTHUS ROSEUS HÁ MAIS DE 100 ALCALÓIDES CONHECIDOS NA ESPÉCIE. LEUCEMIA AGUDA - MAL DE HODGKIN - CÂNCER DOS SEIOS - CÂNCER UTERINO - CÂNCER DOS TESTÍCULOS - VÁRIOS SARCOMAS LIGAM-SE À TUBULINA E PREVINEM A FORMAÇÃO DO FUSO ACROMÁTICO. 1 g = US$ 1.200,00 Digitalis purpurea GLICOSÍDEO LARGAMENTE USADO EM CASOS DE INSUFICIÊNCIA CARDÍACA H O Digitoxina OHOH OH OH O O O O O O O O DIGITOXINA AS SAPOGENINAS OBTIDAS DE MONOCOTILEDÔNEAS COMO AGAVE, DIOSCOREA E SMILAX SÃO USADAS NA INDÚSTRIA QUÍMICO-FARMACÊUTICA PARA PRODUÇÃO DE CORTISONA E HORMÔNIOS ANTI- CONCEPCIONAIS 2. INTERESSE DE GRANDE PARCELA DA POPULAÇÃO RETORNO À VALORIZAÇÃO DO “NATURAL”. REJEIÇÃO DOS MEDICAMENTOS PRODUZIDOS PELOS GRANDES LABORATÓRIOS: - DESCRENÇA NA SUA EFICÁCIA; - TEMOR DE EFEITOS COLATERAIS; - ALTO CUSTO DOS MEDICAMENTOS DOS GRANDES LABORATÓRIOS. TODOS ESSES FATORES FAVORECEM O CRESCIMENTO DA INDÚSTRIA DE FITOTERÁPICOS 3. INTERESSE PELA INDÚSTRIA DE BEBIDAS - INDÚSTRIA CERVEJEIRA - Humulus lupulus – CANNABACEAE - CAFÉ - CHÁ - INDÚSTRIA DE REFRIGERANTES: LIMÃO, LARANJA – Citrus - RUTACEAE QUINA - Água tônica e vinho quinado – Cinchona spp. - RUBIACEAE COCA-COLA E SIMILARES - Erythroxylum coca (RHIZOPHORACEAE) e Kola nitida (MALVACEAE) - PERNOT – Pimpinella anisum - APIACEAE 4. GRANDE INTERESSE PELAS INDÚSTRIAS DE COSMÉTICOS É CRESCENTE O EMPREGO DE PRODUTOS NATURAIS EM COSMETOLOGIA. A INTRODUÇÃO DE EXTRATOS OU SUBSTÂNCIAS DE PLANTAS EM COSMÉTICOS REPRESENTA UMA EFICIENTE ESTRATÉGIA DE MARKETING. PLANTAS MEDICINAIS É UM TEMA FREQUENTEMENTE USADO COMO ARGUMENTO PARA A PRESERVAÇÃO DE ECOSSISTEMAS. TEMAS PRIORITÁRIOS EM DISCIPLINAS DE BOTÂNICA PARA FARMÁCIA A DISCIPLINA É UM REQUISITO PARA FARMACOBOTÂNICA E FARMACOGNOSIA. A IDENTIFICAÇÃO DE DROGAS VEGETAIS REQUER O EXAME DE SUA MORFOLOGIA E ANATOMIA (ANÁLISES MACRO E MICROSCÓPICA). PORTANTO, CONTEÚDOS DE MORFOLOGIA E DE ANATOMIA VEGETAIS SÃO NECESSÁRIOS. LIGUSTRUM TOMATEIRO TOCOYENA FORMOSA A FOLHA DO TOMATEIRO POSSUI TRICOMAS GLANDULARES. NA FOLHA DE T. FORMOSA, HÁ TRICOMAS TECTORES. A FOLHA DE LIGUSTRUM NÃO POSSUI TRICOMAS. A DIVERSIDADE DE FÁRMACOS NATURAIS ESTÁ INTIMAMENTE LIGADA À DIVERSIDADE DE ESPÉCIES DE PLANTAS. A COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS DROGAS DEPENDE DE SUA PROVENIÊNCIA TAXONÔMICA. PORTANTO, CONTEÚDOS SOBRE DIVERSIDADE VEGETAL E CLASSIFICAÇÃO BOTÂNICA SÃO RELEVANTES EM FARMÁCIA. GRANDES GRUPOS VEGETAIS O ESTABELECIMENTO DOS GRUPOS DE ORGANISMOS VEM SENDO FEITO COM BASE EM EVIDÊNCIAS DA FILOGENIA MOLECULAR SEQUENCIAMENTO DE DNA: ASPIRAÇÃO ANTIGA DE TODA A COMUNIDADE CIENTÍFICA A COMPARAÇÃO DAS SEQUÊNCIAS DE BASES DE ÁCIDOS NUCLEICOS PERMITE O ESTABELECIMENTO DE RELAÇÕES DE ANCESTRALIDADE E DESCENDÊNCIA ENTRE OS GRUPOS DE SERES VIVOS ADMITE-SE ATUALMENTE QUE OS SERES VIVOS COMPREENDEM NÃO CINCO REINOS (COMO SE ADMITIA ATÉ ALGUM TEMPO ATRÁS) MAS TRÊS DOMÍNIOS CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS EM CINCO REINOS MONERA – seres procariotos: sem núcleo organizado e sem organelas com duplas membranas PROTISTAS – seres eucariotos, a maioria unicelulares, e as algas FUNGI ANIMALIA PLANTAE ESTA CLASSIFICAÇÃO ESTÁ ULTRAPASSADA CIANOBACT. BACT. GRAM-POSIT. BACTERIA ARCHAEA EUKARYA Thermococcus FUNGOS PLANTAS ANIMAIS MIXOMICETOS TRICOMÔNADAS A “ÁRVORE DA VIDA” E SEUS TRÊS DOMÍNIOS RELACIONAMENTOS OBTIDOS COM SEQUENCIAMENTO DE RNA RIBOSSÔMICO VISÃO MODERNA DA CLASSIFICAÇÃO DOS ORGANISMOS BACTERIA E ARCHAEA ORGANISMOS PROCARIOTOS: CÉLULAS SEM NÚCLEO DIFERENCIADO AS ARCHAEA SÃO ALGAS MUITO SIMPLES, QUE RESISTEM A ALTAS TEMPERATURAS. ALGUMAS RESISTEM TAMBÉM A ALTAS PRESSÕES. COSTUMA-SE DIZER QUE SÃO ORGANISMOS EXTREMÓFILOS. (a) Clostridium botulinum, fonte de toxina que causa morte; é um bactéria alongada (bacilo). (b) Micrococcus luteus; é uma bactéria esferoidal (coco). SÃO ORGANISMOS DO DOMÍNIO BACTERIA. AS CIANOBACTÉRIAS ERAM INCLUÍDAS ENTRE AS ALGAS. ERAM AS “ALGAS AZUIS” OU “ALGAS AZUIS-ESVERDEADAS”. ALGUMAS SÃO EXTREMAMENTE IMPORTANTES ECOLOGICAMENTE, PORQUE FIXAM O NITROGÊNIO ATMOSFÉRICO. Três gêneros de cianobactérias: (a) Oscillatoria; (b) Calothrix; (c) Nostoc commune AS CIANOBACTÉRIAS PERTENCEM AO DOMÍNIO BACTERIA. A CLASSIFICAÇÃO DOS ORGANISMOS EUCARIOTOS (QUE POSSUEM NÚCLEO DIFERENCIADO, OU SEJA, COM CARIOTECA) VEM SENDO FEITA, COM BASE EM SEQUENCIAMENTO DE RNA RIBOSSÔMICO. AS EVIDÊNCIAS INDICAM QUE OS EUCARIOTOS DISTRIBUEM-SE EM OITO GRANDES GRUPOS. ANIMAIS FUNGOS DIATOMÁCEAS ALGAS PARDAS TRIPANOSOMAS LEISHMANIAS AMEBAS ALVEOLATA CERCOZOA PLANTAE AMEBOZOA OPHISTOKONTA EXCAVATA DISCICRISTATA HETEROKONTA PROPOSTA DE GRANDES GRUPOS DE EUCARIOTOS. FILOGENIA BASEADA EM SEQUÊNCIAS DE RNA RIBOSSÔMICO. ALGAS VERMELHAS PLANTAS TERRESTRES ALGAS CARÓFITAS ALGAS VERDES Baldauf, S. L. 2003. The deep roots of eukaryotes. Science. 300 (5626): 1701-1703. OPHISTOKONTA – UM ÚNICO FLAGELO NAS CÉLULAS REPRODUTORAS E CRISTAS DAS MITOCÔNDRIAS ACHATADAS EXCAVATA – NÃO POSSUEM MITOCÔNDRIAS DISCICRISTATA – CRISTAS MITOCONDRIAIS DISCÓIDES HETEROKONTA – DOIS FLAGELOS DESIGUAIS (algas pardas, diatomáceas) ALVEOLATA – ALVÉOLOS CORTICAIS ABAIXO DA MEMBRANA PLASMÁTICA CERCOZOA – AMEBAS COM PSEUDÓPODES FILIFORMES, VIVENDO GERALMENTE NO INTERIOR DE CONCHAS DURAS PLANTAE – FOTOSSINTETIZANTES, COM CLOROPLASTOS PROVIDOS DE DUAS MEMBRANAS AMEBOZOA – AMEBAS SEM CONCHAS E COM PSEUDÓPODES LOBOSOS ALGUMAS CARACTERÍSTICAS FENOTÍPICAS DOS GRANDES GRUPOS DE EUCARIOTOS Scutellinia scutellata FUNGOS ASCOMICETOS COMPREENDE FUNGOS COMPLEXOS E OUTROS SIMPLES, COMO AS LEVEDURAS. A LEVEDURA MAIS CONHECIDA É SACCHAROMYCES CEREVISIAE, O FERMENTO. CÉLULAS DE S. CEREVISIAE www.diwinetaste.com (a) Amanita muscaria; (b) Polyporus arcularius; (c) Ganoderma applanarum A CLASSE QUE INCLUI TAMBÉM OS COGUMELOS COMESTÍVEIS (a) (b) (c) BASIDEOMICETOS DEUTEROMICETOS IMAGEM AO MICROSCÓPIO DE UM DEUTEROMICETO SÃO TERRESTRES. ALGUMAS ESPÉCIES SÃO SAPRÓFITAS. MUITAS DOENÇAS SÃO CAUSADAS POR ESSES FUNGOS, COMO A CANDIDÍASE E O PÉ-DE-ATLETA. PENICILLIUM É UM GÊNERO DE DEUTEROMICETOS. INCLUI ESPÉCIES IMPORTANTES ECONOMICAMENTE, POR EXEMPLO, PARA A PRODUÇÃO DE PENICILINA E QUEIJOS (ROQUEFORT E CAMEMBERT). ALGAS PARDAS PHAEOPHYTA Durvillea antarctica Fucus vesiculosus Laminaria sp. ALGAS Ulva sp. Alface-do-mar ALGAS VERDES CHLOROPHYTA PLANTAS TERRESTRES ADMITE-SE QUE AS PLANTAS TERRESTRES DESCENDEM DE UM ANCESTRAL QUE SERIA MUITO SEMELHANTE ÀS ATUAIS ALGAS VERDES OU ÀS ALGAS CARÓFITAS SEMELHANÇAS ENTRE AS ALGAS VERDES E CARÓFITAS E PLANTAS TERRESTRES: - CLOROFILAS a E b - AMIDO COMO CARBOIDRATO DE RESERVA - SEQUÊNCIAS DE ÁCIDOS NUCLEICOS ANTÓCEROS MUSGOS HEPÁTICAS BRIÓFITAS LICÓFITAS SAMAMBAIAS EQUISETUM MARATTIA OPHIOGLOSSUM PSILOTUM PTERIDÓFITAS CONÍFERAS GNETOPHYTA CYCADOPHYTA GINKGO GIMNOSPERMAS ANGIOSPERMAS ALGAS VERDES CLOROFILAS a E b AMIDO TERRESTRES AVASCULARES SEMENTES DESPROTEGIDAS SEMENTES NO INTERIOR DE FRUTOS FILOGENIA DE PLANTAS TERRESTRES Baseada em sequências de DNA GRUPO INVÁLIDO FILOGENETICAM ENTE; NÃO É MONOFILÉTICO. TERRESTRES VASCULARES MONILÓFITAS GRUPO MONOFILÉTICO: TODOS OS DERIVADOS DE UM ANCESTRAL COMUM. PSILOTUM OPHIOGLOSSUM MARATTIA EQUISETUM SAMAMBAIAS MONILÓFITAS ANCESTRAL COMUM BRIÓFITAS PLANTAS TERRESTRES AVASCULARES NÃO POSSUEM FOLHAS COMPREENDEM AS HEPÁTICAS, OS ANTÓCEROS E OS MUSGOS SPHAGNUM SP. MUSGOS LICÓFITAS E MONILÓFITAS (“PTERIDÓFITAS”) PLANTAS VASCULARES POSSUEM FOLHAS NÃO POSSUEM FLORES, FRUTOS, E SEMENTES Dicksonia sp. (uma samambaia arborescente). Secção transversal de parte da região vascular do rizoma. MEDULA FLOEMA XILEMA FLOEMA CÓRTEX 0,1 mm X I L E M A E F L O E M A : T E C I D O S V A S C U L A R E S LICÓFITAS COMPREENDEM OS LICOPÓDIOS E AS SELAGINELAS. SELAGINELLA SP. ESTRÓBILO SECÇÃO LONGITUDINAL DE ESTRÓBILO COM ESPORÂNGIOS MONILÓFITAS COMPREENDEM AS CAVALINHAS (EQUISETUM) E AS SAMAMBAIAS, ENTRE OUTRAS PLANTAS VASCULARES. Equisetum. (a) Ramos férteis, sem clorofila. (b) Equisetum arvense – ramos vegetativos PLANTAS TÓXICAS PARA EQUINOS – contêm tiaminase. ESTRÓBILOS COM ESPORÂNGIOS CAVALINHAS a b (a) Lindsaea sp. (b) Cyathea sp. (uma samambaia arbórea) FILICÍNEAS (SAMAMBAIAS) – grupo mais numeroso de monilófitas GIMNOSPERMAS PLANTAS VASCULARES COM SEMENTES. NÃO PRODUZEM FRUTOS (GYMNOS: NUA; SPERMA: SEMENTE). COMPREENDEM AS CONÍFERAS, CYCADOPHYTA, GINKGO E GNETOPHYTA. Pinus contorta Taxus bacata Taxus bacata ALGUNS EXEMPLOS DE CONÍFERAS Encephalartos ferox CYCAS REVOLUTA CYCAS – MEGASPOROFILOS COM SEMENTES EXEMPLOS DE CYCADOPHYTA Folhas e sementes Folhas no outono-inverno GINKGO BILOBA ESPÉCIE MEDICINAL IMPORTANTE NA ATUALIDADE ESPÉCIE CONSIDERADA UM FÓSSIL VIVO GNETOPHYTA GNETUM, EPHEDRA, WELWITSCHIA EPHEDRA VIRIDIS ESTRÓBILOS MASCULINOS ESPÉCIES DE EPHEDRA PRODUZEM EFEDRINA, UM ALCALÓIDE VASOCONSTRITOR, ESTIMULANTE CARDÍACO E ENERGÉTICO. USADO ABUSIVAMENTE COMO RECURSO PARA EMAGRECIMENTO. O FUTEBOLISTA MARADONA FOI PUNIDO NA COPA DE ’94 POR USO DE EFEDRINA. ANGIOSPERMAS PLANTAS VASCULARES COM FLORES, FRUTOS E SEMENTES OS ÓVULOS E SEMENTES POSSUEM ENVOLTÓRIOS PROTETORES (OVÁRIO E PERICARPO, RESPECTIVAMENTE) A CLASSIFICAÇÃO DAS ANGIOSPERMAS É UM PROCESSO EM CONTÍNUO ANDAMENTO. A RECONSTRUÇÃO DA FILOGENIA DAS ANGIOSPERMAS ESTÁ SENDO FEITA COM BASE PRINCIPALMENTE EM SEQUÊNCIAS DE DNA DO NÚCLEO E DO CLOROPLASTO E MÉTODOS DE BIOINFORMÁTICA O ÚLTIMO SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DAS ANGIOSPERMAS PUBLICADO É O APG III (2009). BUXACEAE CORNALES FAGALES, CUCURBITALES ROSALES, FABALES ZYGOPHYLLALES CELASTRALES, OXALIDALES MALPIGHIALES SAPINDALES, MALVALES BRASSICALES CROSSOSOMATALES MYRTALES GERANIALES SAXIFRAGALES LAMIALES, SOLANALES GENTIANALES, GARRYALES ASTERALES, DIPSACALES APIALES, AQUIFOLIALES ERICALES CARYOPHYLLALES BERBERIDOPSIDALES SANTALALES GUNNERALES TROCHODENDRACEAE PROTEALES SABIACEAE RANUNCULALES CANELLALES, PIPERALES MAGNOLIALES, LAURALES CHLORANTHACEAE CERATOPHYLLACEAE MONOCOTILEDÔNEAS TRIMENIACEAE SCHISANDRACEAE AUSTROBAILEYACEAE NYMPHAEACEAE AMBORELLACEAE GIMNOSPERMAS ATUAIS EUROSÍDEAS I FABÍDEAS EUROSÍDEAS II MALVÍDEAS EUASTERÍDEAS I LAMIIÍDEAS EUASTERÍDEAS II CAMPANULÍDEAS MAGNOLÍÍDEAS R O S ÍD E A S A S T E R ÍD E A S E U D IC O T IL E D Ô N E A S B A S A IS A N G IO S P E R M A S B A S A IS C L A D O P R IN C IP A L D A S E U D IC O T IL E D Ô N E A S E U D IC O T IL E D Ô N E A S ADAPTADO DE SOLTIS, SOLTIS, ENDRESS, CHASE (2005) PHYLOGENY AND EVOLUTION OF ANGIOSPERMS. APG RESUMIDO OS CARACTERES MORFOLÓGICOS MAIS IMPORTANTES PARA A TAXONOMIA DAS ANGIOSPERMAS SÃO OS DERIVADOS DA FLOR PISTILO ESTIGMA ESTILETE OVÁRIO PÉTALA DIPLÓIDE HAPLÓIDE ÓVULO ESTAME ANTERAS (MICROSPO- RÂNGIOS) FILETE RECEPTÁCULO MUITOS GRÃOS DE PÓLEN NA ANTERA GRÃO DE PÓLEN ANTERA OS GRÃOS DE PÓLEN POSSUEM UMA CÉLULA (GAMETA MASCULINO) QUE SE UNE À OOSFERA CONTIDA NOS ÓVULOS, PROMOVENDO A FERTILIZAÇÃO. biologados.com.br ESTIGMA ESTILETE OVÁRIO ÓVULOS PAREDE DO OVÁRIO PERICARPO SEMENTES O OVÁRIO FERTILIZADO E DESENVOLVIDO CONVERTE-SE EM FRUTO, CONTENDO EM SEU INTERIOR AS SEMENTES EPICARPO MESOCARPO ENDOCARPO AS ANGIOSPERMAS CORRESPONDEM AO GRUPO VEGETAL COM O MAIOR NÚMERO DE ESPÉCIES, ESTIMADO EM APROXIMADAMENTE 230.000. APRESENTAM A MAIOR DIVERSIDADE DE SUBSTÂNCIAS ÚTEIS PARA A PRODUÇÃO DE MEDICAMENTOS. POR ESSA RAZÃO, A GRANDE MAIORIA DAS PLANTAS MEDICINAIS INCLUI-SE NO GRUPO DAS ANGIOSPERMAS.