Callus cell culture of Pothomorphe umbellata (L.) under stress condition leads to high content of peroxidase enzyme

Pothomorphe umbellata (L.) known on Brazil as Caapeba has a number of popular medicinal use, and it has been studied in relation to its pharmacological activity. Peroxidase specific activity (units/mg protein) was evaluated in callus cell culture samples of the P.umbellata, grown in two different MS medium (media 1 and media 2), submitted to 16 hours photoperiod or kept in darkness. Cell growth rate curve showed that the best growth indices were observed when media 2 submitted to the photoperiod regime was used, followed by the same media kept in darkness (stress condition). The results obtained also showed that the cell culture grown under stress conditions (darkness) lead to high content of peroxidase enzyme (an increase of 700% was observed). Kinetic constant values of 3.3 mmol.L-1 and 2,8 sec-1 were obtained for kM and v max,, respectively, using guaiacol as enzyme substrate.

Dose-dependent in vitro inhibition of rabbit corneal matrix metalloproteinases by an extract of Pothomorphe umbellata after alkali injury

The in vitro ability of Pothomorphe umbellata ethanolic crude extract to inhibit matrix metalloproteinase (MMP) in normal cornea and in cornea after alkali injury was demonstrated. Corneas of albino rabbits were injured with 1 N NaOH for 20 s. After 48 h the corneas were excised, homogenized and analyzed for MMP-9 (92 kDa), pro-MMP-2 (72 kDa) and MMP-2 (67 kDa) activity by gelatin zymography. The activity was also measured in untreated corneas. After electrophoresis of 20 µg protein, gels were incubated with 50, 100, or 250 µg/mL lyophilized hydroethanolic (1:1) root crude extract of P. umbellata standardized for 4-nerolidylcatechol (7.09%). The activity of the enzymes was compared with that of untreated gel. At 48 h after injury, the activity of all MMPs was increased compared with untreated eyes. When the gels were incubated with P. umbellata extract the activity of MMP-2, pro-MMP-2 and MMP-9 decreased in a dose-dependent manner. MMP-9 activity decreased by approximately 50% after incubation with 50 µg/mL and was completely abolished at 100 and 250 µg/mL of the extract. After incubation with 50 µg/mL the activity of pro-MMP-2 and MMP-2 also decreased by 50%. The activity of pro-MMP-2 was almost completely abolished after incubation with 250 µg/mL of the extract. For MMP-2 the incubation with 100 or 250 µg/mL of the extract of P. umbellata promoted a 10-fold decrease in activity. In conclusion, P. umbellata root crude extract can be useful as an alternative therapy to control MMP activity after corneal injury.

Cytotoxicity and antitumoral activity of dichloromethane extract and its fractions from Pothomorphe umbellata

The cytotoxicity of the dichloromethane crude extract (DCE), obtained from the aerial parts of Pothomorphe umbellata (L.) Miq (Piperaceae), was evaluated against nine human cancer cell lines (MCF-7, NCI-ADR/RES, OVCAR-3, PC-3, HT-29, NCI-H460, 786-O, UACC-62, K-562). The DCE presented antiproliferative activity with good potency against all cell lines at low concentrations (between 4.0 and 9.5 µg/mL) and with selectivity (1.55 µg/mL) for the leukemia cell line (K-652). DCE (100, 200, 300 and 400 mg/kg, ip) was also evaluated in the Ehrlich ascites tumor model. Both the survival number and the life span of the animals that died increased by at least 45 and 50%, respectively (8 animals per group), demonstrating P. umbellata extract potential anticancer activity. The results of the in vivo antitumor activity prompted the fractionation of the crude extract. The crude extract was submitted to dry column chromatography with dichloromethane-methanol (99:1). The column effluent fractions were extracted with methanol, dried under vacuum yielding fractions FR1 (less polar), FR2 (medium polarity), and FR3 (polar), which were analyzed for their growth inhibition or cytotoxic properties by a 48-h sulforhodamine B cell viability assay by measuring the total protein content. FR1 demonstrated high potency and cytotoxicity, a result compatible with the high toxicity of oxalic acid; FR2, containing 4-nerolidylcathecol, presented the lowest cytotoxic activity compared to the other two fractions but with selectivity for prostate cancer cell line; FR3, containing a mixture of steroids described in the literature as possessing various biological activities, also presented potent anticancer in vitro activity. These results suggest that P. umbellata DCE in vivo antitumor activity may be a consequence of the activity of different active principles.

Flavonas, lignanas e terpeno de Piper umbellata (Piperaceae)

The phytochemical investigation of Piper umbellata leaves yielded nine compounds including one terpenoid glucoside, five flavones (vitexin 2"-O-β-glucopyranoside, apigenin 8-C-β-D-glucopyranoside,orientin 8-C-β-D-glucopyranoside,5-hydroxy-7,3',4'-trimethoxy-flavone and velutin), two lignans (sesamin e dihydrocubebin) and 4-nerolidylcathecol. Excepting 4-nerolidylcathecol, all compounds have not been described from this species yet.

Inhibition of lipid peroxidation and iron (II)-dependent DNA damage by extracts of Pothomorphe peltata (L.) Miq

Leaves of Pothomorphe peltata (L.) Miq. (Piperaceae) are used locally as anti-inflammatory, antipyretic, hepatoprotective and diuretic infusions and to treat external ulcers and local infections in several parts of the Peruvian, Bolivian and Brazilian Amazon region. The antioxidant activity of different extracts of P. peltata was studied using the hydroperoxide-initiated chemiluminescence assay in liver homogenates, and the methanolic extract was found to have the highest antioxidant activity, with an IC50 = 4 µg/ml. Aqueous and dichloromethane extracts did not show antioxidant activity. The extracts were further evaluated using the thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS) assay. Finally, an assay of DNA sugar damage induced by Fe (II) salt was used to determine the capacity of the extracts to suppress the oxidative degradation of DNA. All the extracts showed antioxidant activity in the latter two bioassays. The methanolic extract showed the highest activity in reducing oxidative damage to DNA, with an IC50 = 5 µg/ml. Since this extract was highly effective in reducing chemiluminescence and DNA damage, and because the latter activity could be due to the presence of compounds that bind to DNA, DNA-binding activity was studied using the DNA-methyl green (DNA-MG) bioassay. A 30% decrease in the initial absorbance of DNA-MG complex was observed in the methanolic extract at 1000 µg/ml, suggesting the presence of compounds that bind to genetic material. No DNA-binding activity was observed in the aqueous or dichloromethane extracts

In vitro inhibition of Plasmodium falciparum by substances isolated from Amazonian antimalarial plants

In the present study, a quassinoid, neosergeolide, isolated from the roots and stems of Picrolemma sprucei (Simaroubaceae), the indole alkaloids ellipticine and aspidocarpine, isolated from the bark of Aspidosperma vargasii and A. desmanthum (Apocynaceae), respectively, and 4-nerolidylcatechol, isolated from the roots of Pothomorphe peltata (Piperaceae), all presented significant in vitro inhibition (more active than quinine and chloroquine) of the multi-drug resistant K1 strain of Plasmodium falciparum. Neosergeolide presented activity in the nanomolar range. This is the first report on the antimalarial activity of these known, natural compounds. This is also the first report on the isolation of aspidocarpine from A. desmanthum. These compounds are good candidates for pre-clinical tests as novel lead structures with the aim of finding new antimalarial prototypes and lend support to the traditional use of the plants from which these compounds are derived.

Crescimento e teor de metais de mudas de espécies arbóreas cultivadas em solo contaminado com metais pesados

O objetivo do trabalho foi avaliar o teor de metais pesados e o crescimento de mudas de 20 espécies arbóreas tropicais em solo com elevado grau de contaminação com metais pesados. Em casa de vegetação, as mudas foram transplantadas para vasos contendo 3,3 kg de misturas com diferentes proporções (0, 20, 40 e 60% v/v) de solo contaminado. Verificou-se comportamento diferenciado das espécies quanto à inibição de crescimento e aos teores de metais na raiz e na parte aérea em decorrência da contaminação. Com base na produção de matéria seca da parte aérea, concluiu-se que apenas Myrsine umbellata, Cedrella fissilis, Tabebuia impetiginosa e Copaifera langsdorffii não foram afetadas pela contaminação, enquanto Hymenaea courbaril, Mimosa caesalpiniaefolia, Acacia mangium e Platypodium gonoacantha sofreram pequeno impacto. As demais espécies foram muito inibidas pela contaminação do solo, o que é causado pela absorção, na maioria dos casos, de Zn e Cd. Várias espécies apresentaram elevada capacidade de reter esses metais nas raízes, evitando sua translocação para a parte aérea.

Dinâmica da estrutura fitossociológica da regeneração natural em sub-bosque de Mimosa scabrella Bentham em área minerada, em Poços de Caldas, MG

Como estratégia de reabilitação de área minerada foram realizados, no ano agrícola 1982/1983, hidrossemeadura de gramíneas e leguminosa e o plantio puro de Mimosa scabrella Bentham em Poços de Caldas, MG. Em 1997 foi implantado um conjunto de 19 parcelas permanentes de 50 m² nessa área, para caracterização inicial do processo de regeneração natural. Em 2000, foi realizado o segundo inventário nas parcelas, para caracterização do processo de dinâmica da regeneração natural, que é o objeto deste trabalho. O processo de dinâmica da regeneração natural foi caracterizado mediante análises quantitativas e qualitativas da composição florística e da estrutura horizontal e vertical. O povoamento florestal do Retiro-Branco está sobre intensa atividade de estruturação, caracterizando o estágio inicial do processo de sucessão. O declínio do povoamento puro de Mimosa escabrella está modificando a ordem anteriormente estabelecida para o processo de sucessão da área, provocando a diversificação de condições de sítio e, assim, selecionando a ocupação deste em função dos grupos ecológicos, sendo as espécies pioneiras as mais favorecidas. As espécies secundárias são as de maior dominância nas maiores classes de altura e de diâmetro, sendo as principais responsáveis pela edificação do estrato superior, em especial a espécie Miconia sellowiana. As espécies que apresentaram melhor desempenho na colonização e estruturação da regeneração natural do Retiro-Branco, nos dois inventários, foram Miconia sellowiana, Psychotria sessilis, Leandra melastomoides, Clethra scabra, Myrsine umbellata, Miconia pepericarpa, Tibouchina candolleana, Cordia superba, Cestrum amictum, Alchornea triplinervia, Casearia sylvestris, Blepharocalyx salicifolius, Myrcia rostrata e Schinus terebinthifolius, sendo indicadas como espécies para uso nos programas de reabilitação de áreas mineradas em condições semelhantes sobre a estratégia sucessional.

Florística e estrutura do componete arbustivo-arbóreo de mata de restinga arenosa no Parque Estadual de Itapeva, Rio Grande do Sul

Para ampliar o conhecimento sobre as matas de Restinga arenosa no Rio Grande do Sul, foi realizado estudo florístico e fitossociológico do componente arbustivo-arbóreo de um capão de Restinga do Parque Estadual de Itapeva (PEVA). Neste estudo foi usado o método de parcelas, incluindo todos os indivíduos com DAS (diâmetro a altura do solo) mínimo de 2,5 cm e totalizando uma área de 0,5 ha. A composição florística resultou em riqueza total de 81 espécies. A densidade total arbustivo-arbórea no capão foi de 4.240 ind/ha. A família com maior riqueza específica foi Myrtaceae e, entre as espécies com maior valor de importância, estão Myrsine umbellata Mart. e Sorocea bonplandii (Baill.) W. C. Burger. Na regeneração natural as 10 primeiras espécies acumularam 54% da regeneração natural total, com índices que variaram de 13,5% a 0,2%. A elevada riqueza observada evidenciou a contribuição da "Porta de Torres" como importante corredor migratório das espécies atlânticas na vegetação do Rio Grande do Sul, agregando novas informações sobre a florística e estrutura comunitária da Restinga do Rio Grande do Sul. Os resultados apresentados contribuirão para posteriores estudos de dinâmica no PEVA e para programas de manejo, preservação e recuperação ambiental.

Avaliação da sensibilidade de diversas espécies de plantas daninhas aquáticas ao carfentrazone-ethyl, em ambiente controlado

Plantas aquáticas, especialmente macrófitas, tornam-se sério problema em hidrelétricas, afetando a múltipla utilização dos corpos d'água, incluindo produção de peixes e atividades de pesca, perdas d'água por evapotranspiração, esportes aquáticos, canoagem, irrigação e produção de energia nas usinas hidrelétricas. Com o objetivo de analisar o potencial de uso do carfentrazone-ethyl no controle das principais plantas daninhas aquáticas no Brasil, foi instalado um experimento em vasos com água. Utilizaram-se os seguintes tratamentos herbicidas (g i.a. ha-1): carfentrazone-ethyl a 15, 30 e 60; glyphosate a 4.536; 2,4-D a 4.690; imazapyr a 1.250; e uma testemunha sem herbicida. Esses tratamentos foram testados nas seguintes espécies: Eichhornia crassipes, Salvinia auriculata, Pistia stratiotes, Myriophyllum aquaticum, Brachiaria arrecta, Hydrocotyle umbellata, Typha sp. e Echinochloa polystachya. As avaliações foram efetuadas aos 7, 14, 21 e 28 dias após os tratamentos. Os resultados mostraram que o carfentrazone-ethyl foi eficiente no controle de E. crassipes (maior dose) e P. stratiotes (duas maiores doses), com efeito supressivo sobre S. auriculata. Foi observado que nas outras plantas daninhas estudadas não houve eficiência de controle.

Estrutura do componente arbóreo de uma floresta estacional na Serra do Sudeste, Rio Grande do Sul, Brasil

A cobertura florestal no Rio Grande do Sul encontra-se fortemente reduzida e fragmentada e, na Serra do Sudeste, particularmente, muito pouco se sabe sobre a estrutura de suas florestas. A localização de um remanescente de floresta primária nas encostas orientais permitiu a realização de um levantamento fitossociológico com o objetivo de descrever a estrutura do componente arbóreo e estabelecer relações com outras florestas estacionais. Foram amostradas todas as árvores com DAP > 5 cm em uma área de 1 ha, subdividida em 100 parcelas de 10 × 10 m. Foram registrados 2.236 indivíduos, pertencentes a 69 espécies, 55 gêneros e 34 famílias. As famílias que sobressaíram em riqueza foram Myrtaceae, Lauraceae e Euphorbiaceae. A pequena contribuição de Fabaceae nas florestas na Serra do Sudeste contrasta com sua importância em outras florestas estacionais no Rio Grande do Sul e no Brasil. Dentre as espécies com os maiores valores de importância, destacaram-se Gymnanthes concolor Spreng., Esenbeckia grandiflora Mart. e Sorocea bonplandii (Baill.) W.C.Burger et al., pela elevada densidade, Sloanea monosperma Vell. e Ilex paraguariensis A.St-Hil., pela elevada área basal, e com valores intermediários nesses parâmetros Myrsine umbellata Mart., Miconia rigidiuscula Cogn. e Calyptranthes grandifolia O.Berg. A diversidade específica (H') foi estimada em 3,204 (nats) (J' = 0,757), um dos mais altos valores já registrados para as florestas estacionais no Rio Grande do Sul e no mesmo contexto de diversidade encontrado para a formação em outras regiões no Brasil.

Water relations of tree species growing on a rock outcrop in the "Parque Estadual de Itapuã", RS

Water relations of the tree species Myrsine umbellata Mart. ex A. DC., Dodonaea viscosa Jacq. and Erythroxylum argentinum O. E. Schulz, growing on a rock outcrop in the "Parque Estadual de Itapuã" (RS), were studied. Environmental (precipitation, temperature, soil water) and plant (water potential, vapor pressure deficit, stomatal conductance, transpiration, leaf specific hydraulic conductance, osmotic potential and cell wall elasticity) parameters were collected in five periods and pooled into two sets of data: wet and dry periods. Myrsine umbellata showed great stability of the plant parameters, including the maintenance of high pre-dawn (psiwpd) and mid-day (psiwmd) water potentials in the dry period (-0.48 and -1.12 MPa, respectively), suggesting the presence of a deep root system. Dodonaea viscosa and E. argentinum reached lower psiwpd (-1.41 and -1.97 MPa, respectively) and a greater degree of stomatal closure in the dry period, suggesting a shallower root system. Differential exposure to soil drought was also corroborated by differential drought effects on the whole-plant leaf specific hydraulic conductance (Gt). Correlation analysis pointed to weak correlations between psiwpd and g s. Erythroxylum argentinum was the only species to show osmotic adjustment in response to drought. It is suggested that M. umbellata has low tolerance to water deficits, adopting an avoidance behavior. The much lower values of psiw reached by D. viscosa and E. argentinum suggest a greater tolerance to drought by these species.

Diferenciação dos feixes vasculares e dos elementos traqueais no rizoma de algumas Cyperaceae

Foram analisados os rizomas de Bulbostylis paradoxa Ness, Cyperus giganteus Vahl, C. odoratus L., Fuirena umbellata Rottb. e Hypolytrum schraderianum Ness. O corpo primário é resultante da atividade dos meristemas apicais e do meristema de espessamento primário (MEP). Também ocorre crescimento em espessura, que é decorrente da atividade do meristema de espessamento secundário (MES). O procâmbio e o MEP originam feixes colaterais em H. schraderianum e feixes anfivasais nas demais espécies. Entretanto, todos os feixes que têm protofloema e protoxilema são de origem procambial. O MES produz floema e xilema constituindo um tecido vascular único. Elementos de vaso foram encontrados na maioria dos caules em estrutura primária e secundária, com exceção de H. schraderianum que, na estrutura secundária, contém apenas traqueídes, informação que respalda a ocorrência de crescimento secundário nas Cyperaceae. Os elementos de vaso apresentam grande variação morfológica; em estrutura primária, geralmente são mais alongados, com apêndices. Os elementos de vaso do crescimento secundário são relativamente mais curtos, apresentam apêndices e ramificações.

Antioxidant effect of 4-nerolidylcatechol and α-tocopherol in erythrocyte ghost membranes and phospholipid bilayers

4-Nerolidylcatechol (4-NC) is found in Pothomorphe umbellataroot extracts and is reported to have a topical protective effect against UVB radiation-induced skin damage, toxicity in melanoma cell lines, and antimalarial activity. We report a comparative study of the antioxidant activity of 4-NC and α-tocopherol against lipid peroxidation initiated by two free radical-generating systems: 2,2′-azobis(2-aminopropane) hydrochloride (AAPH) and FeSO4/H2O2, in red blood cell ghost membranes and in egg phosphatidylcholine (PC) vesicles. Lipid peroxidation was monitored by membrane fluidity changes assessed by electron paramagnetic resonance spectroscopy of a spin-labeled lipid and by the formation of thiobarbituric acid-reactive substances. When lipoperoxidation was initiated by the hydroxyl radical in erythrocyte ghost membranes, both 4-NC and α-tocopherol acted in a very efficient manner. However, lower activities were observed when lipoperoxidation was initiated by the peroxyl radical; and, in this case, the protective effect of α-tocopherol was lower than that of 4-NC. In egg PC vesicles, malondialdehyde formation indicated that 4-NC was effective against lipoperoxidation initiated by both AAPH and FeSO4/H2O2, whereas α-tocopherol was less efficient in protecting against lipoperoxidation by AAPH, and behaved as a pro-oxidant for FeSO4/H2O2. The DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) free-radical assay indicated that two free radicals were scavenged per 4-NC molecule, and one free radical was scavenged per α-tocopherol molecule. These data provide new insights into the antioxidant capacity of 4-NC, which may have therapeutic applications for formulations designed to protect the skin from sunlight irradiation.

Classificação de sementes florestais quanto ao comportamento no armazenamento

Este trabalho teve como objetivos realizar um levantamento sobre a classificação de sementes de espécies florestais quanto ao comportamento durante o armazenamento e verificar a relação da classificação proposta com os grupos ecológicos das mesmas. Foram estudadas 39 espécies florestais presentes em remanescentes de matas ciliares na bacia do Alto e Médio Rio Grande, MG. A viabilidade das sementes e o grau de umidade foram obtidos para as sementes recém-beneficiadas; sementes recém-beneficiadas armazenadas em embalagem semipermeável a 5ºC durante 90 dias; e para sementes secas antes e após o armazenamento em embalagem impermeável sob temperaturas de 5ºC e -18ºC durante 90 dias. A análise estatística foi realizada comparando-se, por sobreposição, os intervalos de confiança das médias de porcentagem de germinação para cada espécie. As sementes das diferentes espécies foram classificadas como ortodoxas ou recalcitrantes durante o armazenamento. As sementes classificadas como ortodoxas são as que pertencem as espécies: Alchornea triplinervea, Anadenanthera colubrina, Aspidosperma cylindrocarpon, Aspidosperma polyneuron, Bowdichia virgilioides, Ceiba speciosa, Hymenaea courbaril, Lafoensia pacari, Lecythis pisonis, Lithraea molleoides, Maclura tinctoria, Myroxylon peruiferum, Myrsine umbellata, Rudgea viburnoides, Schinus terebinthifolius, Solanum granuloso-leprosum, Tabebuia crysotricha; e recalcitrantes as demais: Calophyllum brasiliense, Calyptranthes lucida, Cupania vernalis, Eugenia handroana, e Talauma ovata. O comportamento ortodoxo foi verificado para sementes de espécies pioneiras, clímax exigentes de luz para o crescimento da plântula e para espécies clímax tolerantes à sombra. Sementes classificadas como recalcitrantes foram encontradas para espécies clímax tolerantes à sombra e clímax exigentes de luz.