Chemical characterization and evaluation of biological activity of Cynara cardunculus extractable compounds

The Mediterranean species Cynara cardunculus L. is recognized in the traditional medicine, for their hepatoprotective and choleretic effects. Biomass of C. cardunculus L. var. altilis (DC), or cultivated cardoon, may be explored not only for the production of energy and pulp fibers, but also for the extraction of bioactive compounds. The chemical characterization of extractable components, namely terpenic and phenolic compounds, may valorize the cultivated cardoon plantation, due to their antioxidant, antitumoral and antimicrobial activities. In this study, the chemical composition of lipophilic and phenolic fractions of C. cardunculus L. var. altilis (DC), cultivated in the south of Portugal (Baixo Alentejo region) was characterized in detail, intending the integral valorization of its biomass. The biological activity of cultivated cardoon extracts was evaluated in terms of antioxidant, human tumor cell antiproliferative and antibacterial effects. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used for the chemical analysis of lipophilic compounds. Sixty-five lipophilic compounds were identified, from which 1 sesquiterpene lactone and 4 pentacyclic triterpenes were described, for the first time, as cultivated cardoon components, such as: deacylcynaropicrin, acetates of β- and α-amyrin, lupenyl acetate and ψ-taraxasteryl acetate. Sesquiterpene lactones were the major family of lipophilic components of leaves (≈94.5 g/kg), mostly represented by cynaropicrin (≈87.4 g/kg). Pentacyclic triterpenes were also detected, in considerably high contents, in the remaining parts of cultivated cardoon, especially in the florets (≈27.5 g/kg). Taraxasteryl acetate was the main pentacyclic triterpene (≈8.9 g/kg in florets). High pressure liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS) was utilized for the chemical analysis of phenolic compounds. Among the identified 28 phenolic compounds, eriodictyol hexoside was reported for the first time as C. cardunculus L. component, and 6 as cultivated cardoon components, namely 1,4-di-O-caffeoylquinic acid, naringenin 7-O-glucoside, naringenin rutinoside, naringenin, luteolin acetylhexoside and apigenin acetylhexoside. The highest content of the identified phenolic compounds was observed in the florets (≈12.6 g/kg). Stalks outer part contained the highest hydroxycinnamic acids abundance (≈10.3 g/kg), and florets presented the highest flavonoids content (≈10.3 g/kg). The antioxidant activity of phenolic fraction was examined through 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging assay. Stalks outer part, and receptacles and bracts extracts demonstrated the highest antioxidant effect on DPPH (IC50 of 34.35 μg/mL and 35.25 μg/mL, respectively). (cont.) abstract (cont.) The DPPH scavenging effect was linearly correlated with the total contents of hydroxycinnamic acids (r = -0.990). The in vitro antiproliferative activity of cultivated cardoon lipophilic and phenolic extracts was evaluated on a human tumor cells line of triple-negative breast cancer (MDA-MB-231), one of the most refractory human cancers to conventional therapeutics. After 48 h of exposition, leaves lipophilic extract showed higher inhibitory effect (IC50 = 10.39 μg/mL) than florets lipophilic extract (IC50 = 315.22 μg/mL), upon MDA-MB-231 cellular viability. Pure compound of cynaropicrin, representative of the main compound identified in leaves lipophilic extract, also prevented the cell proliferation of MDA-MB-231 (IC50 = 17.86 μM). MDA-MB-231 cells were much more resistant to the 48 h- treatment with phenolic extracts of stalks outer part (IC50 = 3341.20 μg/mL) and florets (IC50 > 4500 μg/mL), and also with the pure compound of 1,5-di-O-caffeoylquinic acid (IC50 = 1741.69 μM). MDA-MB-231 cells were exposed, for 48 h, to the respective IC50 concentrations of leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin, in order to understand their ability in modelling cellular responses, and consequently important potentially signaling pathways for the cellular viability decrease. Leaves lipophilic extract increased the caspase-3 enzymatic activity, contrarily to pure compound of cynaropicrin. Additionally, leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin caused G2 cell cycle arrest, possibly by upregulating the p21Waf1/Cip1 and the accumulation of phospho-Tyr15-CDK1 and cyclin B1. The inhibitory effects of leaves lipophilic extract and cynaropicrin pure compound, against the MDA-MB-231 cell proliferation, may also be related to the downregulation of phospho-Ser473-Akt. The antibacterial activity of cultivated cardoon lipophilic and phenolic extracts was assessed, for the first time, on two multidrug-resistant bacteria, such as the Gram-negative Pseudomonas aeruginosa PAO1 and the Gram-positive methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), two of the main bacteria responsible for health care-associated infections. Accordingly, the minimum inhibitory concentrations (MIC) were determined. Lipophilic and phenolic extracts of florets did not have antibacterial activity on P. aeruginosa PAO1 and MRSA (MIC > 2048 μg/mL). Leaves lipophilic extract did not prevent the P. aeruginosa PAO1 growth, but pure compound of cynaropicrin was slightly active (MIC = 2048 μg/mL). Leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin blocked MRSA growth (MIC of 1024 and 256 μg/mL, respectively). The scientific knowledge revealed in this thesis, either by the chemical viewpoint, or by the biological viewpoint, contributes for the valorization of C. cardunculus L. var. altilis (DC) biomass. Cultivated cardoon has potential to be exploited as source of bioactive compounds, in conciliation with other valorization pathways, and Portuguese traditional cheeses manufacturing.

Envelhecimento ativo: o audiovisual na promoção do exercício físico: produção de tutoriais audiovisuais de apoio ao sénior para a realização de exercício físico

Tendo em conta o cenário atual de aumento de população idosa e da esperança média de vida, de proliferação dos meios tecnológicos e da necessidade de permanecer ativo para a melhoria da qualidade de vida, a criação de produtos, que aliem a tecnologia ao exercício físico, mostra-se uma mais-valia. A presente dissertação possui quatro objetivos:I) Identificar as tipologias de exercícios adequados ao público-alvo II) planeamento de três vídeos tutoriais de exercício físico para apoio ao cidadão sénior; III) realização dos três vídeos tutoriais de exercício físico para apoio ao cidadão sénior; IV) avaliação dos três vídeos tutoriais junto a cidadãos seniores para compreender se as características presentes nos tutoriais são adequadas para o público. Para a concretização dos objetivos, anteriormente mencionados, foram utilizadas três diferentes fases metodológicas durante este projeto: Na primeira fase foi utilizada uma metodologia exploratória, isto é, foram estudados trabalhos anteriormente realizados relativos a esta temática, para auxiliar a construção dos tutoriais; Na segunda fase recorrendo à metodologia de investigação de desenvolvimento, foi concretizado um protótipo dos vídeos tutoriais, apresentados a um grupo de especialistas em ambiente de focus group, onde foram sugeridas alterações para melhor se adaptarem ao público-alvo, e posteriormente foi realizada uma versão final dos tutoriais. Por último, os tutoriais foram apresentados a cidadãos seniores para serem avaliados a nível de: vídeo, áudio, exercícios e texto, com o intuito de compreender se estes se encontravam adequados ao público sénior. Em suma, no final da presente investigação consegue-se responder à questão: quais as caraterísticas que devem possuir os tutoriais audiovisuais, de apoio à atividade física, destinados a um público sénior.

O envelhecimento ativo na perspetiva de pessoas idosas que frequentam a Universidade Sénior de Águeda

O envelhecimento ativo é o processo de otimização das oportunidades de saúde, participação e segurança, a fim de melhorar a qualidade de vida das pessoas à medida que envelhecem. Permite que as pessoas realizem o seu potencial físico, social, mental e de bem-estar ao longo da vida, bem como de participação na sociedade, ao fornecer-lhes proteção, segurança e cuidados adequados quando eles precisam. Com o presente estudo pretendeu-se, globalmente, saber qual a perspetiva das pessoas idosas que frequentam a Universidade Sénior de Águeda sobre o Envelhecimento Ativo e como valorizam os seus determinantes básicos durante este processo. Trata-se de um estudo exploratório, de natureza descritiva, com uma abordagem qualitativa. Participaram vinte pessoas idosas, sendo quinze do género feminino e cinco do género masculino. Os participantes estavam inscritos na Universidade Sénior de Águeda, pelo menos desde o início do ano letivo. A técnica utilizada para a recolha de dados foi um guião de entrevista semiestruturada e para a análise destes dados foi utilizada a técnica de análise de conteúdo predominantemente indutiva. Relativamente aos resultados do nosso estudo, na perspetiva dos participantes, o conceito de envelhecimento ativo, circunscreve-se essencialmente a duas grandes áreas: a promoção da atividade e a necessidade de se manterem ocupados. Relativamente à primeira destacaram as suas componentes física e mental, as quais estão relacionadas com aspetos da saúde. Quanto à segunda área os participantes relacionaram-na com a participação social. Também nas entrevistas foi destacada a participação social como um determinante fundamental para o envelhecimento ativo, associada à convivência e à promoção de atividades por organizações de apoio social. Quanto à frequência da Universidade Sénior, as pessoas idosas referem que a frequentam pela promoção do envelhecimento ativo nomeadamente através das suas atividades nos diferentes domínios. Concluiu-se que as pessoas idosas participantes no estudo não têm conhecimentos acerca do conceito geral do envelhecimento ativo nem de todos os seus determinantes, é de salientar também o valor que as pessoas idosas dão à USEA. Em relação às implicações para a prática da gerontologia elas decorrem dos resultados, devido ao facto das pessoas valorizarem a importância da Universidade Sénior, é então necessário criar mais espaços que propiciem essas condições, pois não existem em todos os concelhos e por vezes situam-se nos centros das cidades, o que se torna de difícil acesso para as pessoas idosas que vivem nas periferias. Por outro lado, em relação à segurança, o determinante do envelhecimento ativo que não foi reconhecido pelas pessoas idosas, é necessário que exista formação acerca da segurança, tanto no ambiente doméstico de maneira a reduzir os riscos face a quedas e também em relação aos espaços públicos.