Análise química e atividades biológicas de Guatteria elliptica R. E. Fries (Annonaceae)

A espécie endêmica G. elliptica R. E. Fries não apresentava estudos fitoquímicos e biológicos detalhados na literatura. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a composição química e as propriedades biológicas dos óleos essenciais, extratos brutos, alcaloides totais, tortas, frações das tortas, amostras isoladas dessa espécie. O material vegetal foi coletado em Paranapiacaba (Santo André, SP, Brasil). O óleo essencial extraído das folhas por destilação à vapor apresentou um rendimento de 0,2%. A análise histológica das folhas encontrou óleo em células oleíferas localizadas no parênquima esponjoso. A composição do óleo (CG-EM) indicou espatulenol e óxido de cariofileno como compostos majoritários. Os alcaloides totais foram obtidos dos extratos brutos das folhas e dos galhos e analisados por CG-EM, identificando quatro aporfinas (nornuciferina, estefarina, corituberina e asimilobina) e duas protoberberinas (discretamina e caseadina). Os alcaloides totais foram fracionados em coluna cromatográfica ou por Extração em Fase Sólida e purificados por cromatografia em camada preparativa, originando duas amostras (Amostra 9 e 10). Na Amostra 9, foram identificados dois alcaloides aporfinicos nornuciferina e asimilobina (CG-EM e RMN-1H). Na Amostra 10, foram identificados (LC-EM/EM) cinco alcaloides aporfínicos (desidronantenina, glaunidina, liriodenina, N-óxido de oliverina e telikovina) e um alcaloide protoberberínico (caseadina). Caseadina, glaunidina, N-óxido de oliverina e telikovina não foram previamente identificados em Guatteria. Os resíduos dos extratos brutos livres de alcaloides foram fracionados pelo método de partição com solventes de polaridade crescente. Os extratos brutos e as frações acetato de etila e butanólicas de folhas e galhos apresentaram flavonoides (NP-PEG). Nos ensaios biológicos, a melhor atividade antioxidante (sequestro do radical DPPH) foi encontrada para a fração clorofórmica dos galhos (EC50=24,25±1,14 µg/mL) e a torta dos galhos (EC50=26,23±4,20 µg/mL). No ensaio antimicrobiano pelo método turbidimétrico a atividade mais importante foi obtida contra Staphylococcus aureus (ATCC 6538) para os alcaloides totais dos galhos (CIM/CBM=0,12±0,01/0,26 mg/mL) e das folhas (CIM/CBM=0,21±0,01/0,28 mg/mL), e fração hexânica das folhas (CIM/CBM=0,24±0,02/>1 mg/mL). Uma alta atividade antitumoral foi observada frente a células humanas de mama (MCF-7) para Amostra 10 (IC50=2,28±0,18 µg/mL), fração de acetato de etila das folhas (IC50=4,47±0,40 µg/mL), óleo essencial (IC50=7,01±0,23 µg/mL) e os alcaloides totais das folhas (IC50=9,32±0,36 µg/mL). Para as células de próstata (PC-3), foi encontrada atividade para a Amostra 10 (IC50=1,37±0,36 µg/mL) e o óleo essencial (IC50=5,32±0,35 µg/mL). A futura aplicação dos extratos e frações de G. elliptica como um agente antitumoral parece ser segura, pois mantiveram uma viabilidade celular maior do que 90% no ensaio de citotoxicidade com culturas de fibroblasto murino (BALB/c 3T3, ATCC CCL-163) nas concentrações onde a atividade antitumoral foi promissora (<30 µg/mL) contra MCF-7 e/ou PC-3.

Desenvolvimento de matrizes poliméricas como veículo de ácido ascórbico: caracterização e avaliação da estabilidade

A administração de princípios ativos pela mucosa oral é uma forma eficiente para a distribuição de fármacos e nutrientes, oferecendo diversas vantagens como uma fácil aplicação, evitando o metabolismo de primeira passagem hepática e potencialmente melhorando a biodisponibilidade dessas substâncias. A acerola e o camu-camu apresentam uma alta concentração de vitamina C e são consideradas fontes de diferentes compostos ativos, porém a vitamina C presente nas frutas é facilmente oxidada pelos fatores ambientais, e essas frutas são pouco acessíveis ao consumo populacional. Filmes de desintegração oral (FDO) podem apresentar rápido tempo de desintegração e fácil administração, o que os torna um material interessante para a veiculação de compostos com atividades farmacêuticas ou nutricionais. Assim, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e caracterização de filmes de desintegração oral à base de amido e gelatina com adição de extrato seco de acerola e camu-camu produzidos por \"spray dryer\" como uma alternativa para a administração de vitamina C. Os FDOs foram produzidos pela técnica de casting, variando-se a proporção de amido e gelatina. Como plastificante foi utilizado o sorbitol (20 g / 100 g de polímero), mantendo-se constante a concentração de polímeros (2 g /100 g de solução filmogênica) e de extrato seco de acerola (4 g /100 g de solução filmogênica) e camu-camu (4 g / 100 g de solução filmogênica). Os extratos secos de acerola e camu-camu foram caracterizados com relação à concentração da vitamina C e da estabilidade desses extratos nessas condições (30 °C, UR 75 % e 40 °C, UR 75%). Os FDOs foram caracterizados em relação a espessura, propriedades mecânicas, ângulo de contato, FT-IR, microscopia electrônica de varredura, concentração de vitamina C, atividade antioxidante, atividade antimicrobiana, estabilidade da vitamina C, tempo de desintegração, estabilidade da atividade de eliminação de radicais de DPPH•, avaliação sensorial. Os extratos secos apresentaram uma boa estabilidade em relação à vitamina C e aos compostos antioxidantes (sequestro do radical DPPH•). Os FDOs sem adição de extrato, independente da formulação, mostraram-se homogêneos, com ausência de partículas insolúveis e alta capacidade de formação de filme. Para os FDOs com maior concentração de amido foi observado reduzido tempo de desintegração e pH próximo ao bucal. Após a adição dos extratos, os FDOs apresentaram redução do tempo de desintegração, boa aceitação sensorial, propriedades antioxidantes e estabilidade pelo sequestro do radical DPPH•. O pH de superfície dos filmes com adição de extrato seco de acerola foi mais próximo ao bucal quando comparado com os filmes com camu-camu. No entanto, os FDOs com acerola apresentaram reduzida estabilidade da vitamina C em relação ao tempo de armazenamento, enquanto que os filmes com camu-camu apresentaram melhor estabilidade. De modo geral, na formulação produzida apenas com amido (100 g de amido / 100 g de polímeros) observou-se uma maior concentração da vitamina C no final da estabilidade realizada à 30 °C e umidade relativa de 75 %, elevada estabilidade dos compostos ativos (DPPH) e alta taxa de uniformidade na distribuição da vitamina C no filme de desintegração oral. Dessa forma, os FDOs podem ser considerados uma boa alternativa para a suplementação de vitamina C.

Potencial dos biflavonóides de Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze como antioxidantes e fotoprotetores

A Araucaria angustifolia é uma conífera endêmica das regiões sul e sudeste do Brasil sendo considerada uma espécie em extinção devido ao extenso extrativismo madeireiro. Atualmente, existem inúmeros projetos visando o reflorestamento e o uso sustentável deste pinheiro. Em vista destes pontos, o estudo das propriedades dos componentes das folhas com o intuito da utilização destes com fins comerciais tornou-se de extrema importância. As suas folhas foram submetidas à extração com solventes e foram identificados seis biflavonóides majoritários, dentre estes a amentoflavona e a ginkgetina, que são apontados como agentes contra inflamações e artrites. A fração rica de biflavonóides (BFF) extraída da araucaria foi testada frente a sua atividade em proteger contra danos em biomoléculas provocadas por espécies reativas de oxigênio, capacidade em quelar metais e proteção contra raios UV. A capacidade do BFF em proteger contra danos provocados por espécies reativas de oxigênio foi comparado com compostos conhecidamente antioxidantes, como o α-tocoferol, Trolox®, quercetina, rutina e com padrões de biflavonóides, a amentoflavona e ginkgetina. O BFF demonstrou que possui uma constante de supressão do 1O2 (50 x 106 M-1s-1), superior ao da quercetina (9 x 106 M-1s-1) e foi o mais eficiente na proteção contra quebras de simples fita em DNA plasmidial, provocado por esta espécie reativa. Ainda em relação à proteção de DNA plasmidial o BFF foi capaz de proteger também contra estes danos provocados através da reação de Fenton, apesar de não demonstrar a mesma eficiência da quercetina que mostrou ser um potente protetor destes danos. O BFF protegeu contra lipoperoxidação em lipossomos de fosfatidilcolina induzida por raios UV e reação de Fenton. Em análises realizadas com espectrometria de massas foi observada a formação de complexos destes biflavonóides com íons metálicos como ferro, cobre e alumínio que possuem um papel importante na formação de radicais livres. Em relação à capacidade fotoprotetora do BFF, este inibiu a formação de dímeros de pirimidina que são apontados como causadores de câncer de pele induzidos, principalmente por radiação UV-B. Esta ação protetora foi superior àquela conferida ao p-metoxicinamato de octila, um conhecido fotoprotetor. Com o intuito de permitir a solubilização do BFF em soluções aquosas e assim, avaliar a ação do BFF em células, incorporou-se o BFF em ciclodextrina. Essa inclusão favoreceu a incorporação de BFF em células CV1-P na concentração aproximada de 0,4 µg/ml após 24 horas de incubação. Essa concentração incorporada não demonstrou ser tóxica para as células no teste com MTT. Assim, o BFF tem despertado grande interesse em relação ao seu potencial na utilização nas mais variadas áreas como cosmética, alimentos e fitoterápicos.

Rotenone induces degeneration of photoreceptors and impairs the dopaminergic system in the rat retina

Rotenone is a widely used pesticide and a potent inhibitor of mitochondrial complex I (NADH-quinone reductase) that elicits the degeneration of dopaminergic neurons and thereby the appearance of a parkinsonian syndrome. Here we have addressed the alterations induced by rotenone at the functional, morphological and molecular levels in the retina, including those involving both dopaminergic and non-dopaminergic retinal neurons. Rotenone-treated rats showed abnormalities in equilibrium, postural instability and involuntary movements. In their outer retina we observed a loss of photoreceptors, and a reduced synaptic connectivity between those remaining and their postsynaptic neurons. A dramatic loss of mitochondria was observed in the inner segments, as well as in the axon terminals of photoreceptors. In the inner retina we observed a decrease in the expression of dopaminergic cell molecular markers, including loss of tyrosine hydroxylase immunoreactivity, associated with a reduction of the dopaminergic plexus and cell bodies. An increase in immunoreactivity of AII amacrine cells for parvalbumin, a Ca2+-scavenging protein, was also detected. These abnormalities were accompanied by a decrease in the amplitude of scotopic and photopic a- and b-waves and an increase in the b-wave implicit time, as well as by a lower amplitude and greater latency in oscillatory potentials. These results indicate that rotenone induces loss of vision by promoting photoreceptor cell death and impairment of the dopaminergic retinal system.

Neurospora crassa transcriptomics reveals oxidative stress and plasma membrane homeostasis biology genes as key targets in response to chitosan

Chitosan is a natural polymer with antimicrobial activity. Chitosan causes plasma membrane permeabilization and induction of intracellular reactive oxygen species (ROS) in Neurospora crassa. We have determined the transcriptional profile of N. crassa to chitosan and identified the main gene targets involved in the cellular response to this compound. Global network analyses showed membrane, transport and oxidoreductase activity as key nodes affected by chitosan. Activation of oxidative metabolism indicates the importance of ROS and cell energy together with plasma membrane homeostasis in N. crassa response to chitosan. Deletion strain analysis of chitosan susceptibility pointed NCU03639 encoding a class 3 lipase, involved in plasma membrane repair by lipid replacement, and NCU04537 a MFS monosaccharide transporter related to assimilation of simple sugars, as main gene targets of chitosan. NCU10521, a glutathione S-transferase-4 involved in the generation of reducing power for scavenging intracellular ROS is also a determinant chitosan gene target. Ca2+ increased tolerance to chitosan in N. crassa. Growth of NCU10610 (fig 1 domain) and SYT1 (a synaptotagmin) deletion strains was significantly increased by Ca2+ in the presence of chitosan. Both genes play a determinant role in N. crassa membrane homeostasis. Our results are of paramount importance for developing chitosan as an antifungal.

Where Is My Food? Brazilian Flower Fly Steals Prey from Carnivorous Sundews in a Newly Discovered Plant-Animal Interaction

A new interaction between insects and carnivorous plants is reported from Brazil. Larvae of the predatory flower fly Toxomerus basalis (Diptera: Syrphidae: Syrphinae) have been found scavenging on the sticky leaves of several carnivorous sundew species (Drosera, Droseraceae) in Minas Gerais and São Paulo states, SE Brazil. This syrphid apparently spends its whole larval stage feeding on prey trapped by Drosera leaves. The nature of this plant-animal relationship is discussed, as well as the Drosera species involved, and locations where T. basalis was observed. 180 years after the discovery of this flower fly species, its biology now has been revealed. This is (1) the first record of kleptoparasitism in the Syrphidae, (2) a new larval feeding mode for this family, and (3) the first report of a dipteran that shows a kleptoparasitic relationship with a carnivorous plant with adhesive flypaper traps. The first descriptions of the third instar larva and puparium of T. basalis based on Scanning Electron Microscope analysis are provided.

Investigation of Performance Enhancements for a Liquid-Desiccant Solar Air-Conditioner

Thermally driven liquid-desiccant air-conditioners (LDAC) are a proven but still developing technology. LDACs can use a solar thermal system to reduce the operational cost and environmental impact of the system by reducing the amount of fuel (e.g. natural gas, propane, etc.) used to drive the system. LDACs also have a key benefit of being able to store energy in the form of concentrated desiccant storage. TRNSYS simulations were used to evaluate several different methods of improving the thermal and electrical coefficients of performance (COPt and COPe) and the solar fraction (SF) of a LDAC. The study analyzed a typical June to August cooling season in Toronto, Ontario. Utilizing properly sized, high-efficiency pumps increased the COPe to 3.67, an improvement of 55%. A new design, featuring a heat recovery ventilator on the scavenging-airstream and an energy recovery ventilator on the process-airstream, increased the COPt to 0.58, an improvement of 32%. This also improved the SF slightly to 54%, an increase of 8%. A new TRNSYS TYPE was created to model a stratified desiccant storage tank. Different volumes of desiccant were tested with a range of solar array system sizes. The largest storage tank coupled with the largest solar thermal array showed improvements of 64% in SF, increasing the value to 82%. The COPe was also improved by 17% and the COPt by 9%. When combining the heat recovery systems and the desiccant storage systems, the simulation results showed a 78% increase in COPe and 30% increase in COPt. A 77% improvement in SF and a 17% increase in total cooling rate were also predicted by the simulation. The total thermal energy consumed was 10% lower and the electrical consumption was 34% lower. The amount of non-renewable energy needed from the natural gas boiler was 77% lower. Comparisons were also made between LDACs and vapour-compression (VC) systems. Dependent on set-up, LDACs provided higher latent cooling rates and reduced electrical power consumption. Negatively, a thermal input was required for the LDAC systems but not for the VC systems.

The antioxidant activity of novel chromones and xanthones: a structure-activity relationship

Chromones and xanthones are oxygen-containing heterocyclic compounds with bioactive properties widely reported in the literature, specially concerning to their antioxidant properties. The search for new natural and synthetic chromone and xanthone derivatives order to evaluate and discover new structural features rendering optimized biological effects has been a challenge. Thus, the aim of this work was to evaluate the scavenging activity of reactive oxygen (ROS) and nitrogen (RNS) species of new synthetic hydroxylated chromones and xanthones (Fig. 1) using in vitro non-cellular systems. These compounds exhibited scavenger effects dependent on the concentration, with IC50 values found at the micromolar range. The overall scavenging activity of chromones was better than xanthones, specially the one of chromone 3A. In conclusion, the novel tested chromone and xanthone scaffolds proved to be promising pharmacophores with potential therapeutic applications as antioxidant agents.

Sedimentology, organic geochemistry, and stable isotopes of core PS2138-1

We studied variations in terrigenous (TOM) and marine organic matter (MOM) input in a sediment core on the northern Barents Sea margin over the last 30 ka. Using a multiproxy approach, we reconstructed processes controlling organic carbon deposition and investigated their paleoceanographic significance in the North Atlantic-Arctic Gateways. Variations in paleo-surface-water productivity are not documented in amount and composition of organic carbon. The highest level of MOM was deposited during 25-23 ka as a result of scavenging on fine-grained, reworked, and TOM-rich material released by the retreating Svalbard/Barents Sea ice sheet during the late Weichselian. A second peak of MOM is preserved because of sorptive protection by detrital and terrigenous organic matter, higher surface-water productivity due to permanent intrusion of Atlantic water, and high suspension load release by melting sea ice during 15.9-11.2 ka.

Radionuclides in the water column at stations near the Antarctic Polar Front in the South Atlantic

Vertical profiles of dissolved and particulate 230Th and 231Pa were obtained across the Antarctic Circumpolar Current (ACC) in the southern Atlantic. North of the Polar Front, dissolved and total 230Th increase with depth in conformity with published scavenging models. There is no depletion of 230Th or 231Pa in the water column south of the Polar Front, thought to be an area of enhanced biological productivity. 230Th concentrations increase three-fold to the Weddell Sea across the ACC. Dissolved and total 231Pa concentrations are relatively constant below 500 m depth at about 0.3 dpm m**-3, and change little with depth or latitude. The results from the Weddell Gyre are explained by a mixing-scavenging model that takes into account the input of lower Circumpolar Deep Water through upwelling, which is the main source of water in the Weddell Gyre and is enriched in 230Th but not in 231Pa. 230Th accumulates in the Weddell Gyre as a result of a reduction in the scavenging rate and by ingrowth from 234U. Ingrowth is more significant for 230Th than for 231Pa because the residence time of water in the gyre (about 35 years) is similar to the scavenging residence time of Th in the south Atlantic (29 years) but shorter than that of Pa (120 years). It is argued that changes in 230Th accumulation in the past may reflect changes in water residence time and in the formation rate of Weddell Sea Deep Water.

Global database of surface ocean particulate organic carbon export fluxes diagnosed from the 234Th technique

Through the processes of the biological pump, carbon is exported to the deep ocean in the form of dissolved and particulate organic matter. There are several ways by which downward export fluxes can be estimated. The great attraction of the 234Th technique is that its fundamental operation allows a downward flux rate to be determined from a single water column profile of thorium coupled to an estimate of POC/234Th ratio in sinking matter. We present a database of 723 estimates of organic carbon export from the surface ocean derived from the 234Th technique. Data were collected from tables in papers published between 1985 and 2013 only. We also present sampling dates, publication dates and sampling areas. Most of the open ocean Longhurst provinces are represented by several measurements. However, the Western Pacific, the Atlantic Arctic, South Pacific and the South Indian Ocean are not well represented. There is a variety of integration depths ranging from surface to 220m. Globally the fluxes ranged from -22 to 125 mmol of C/m**2/d. We believe that this database is important for providing new global estimate of the magnitude of the biological carbon pump.

(Table 1, page 168) Iron, manganese, and phosphorus concentrations in Fe-Mn-concretions from the Gulf of Bothnia, northern Baltic Sea

Fe-Mn-concretions of a spheroidal type were found according to electron probe determinations to consist of alternating iron- and manganese-rich layers. This pattern was ascribed to seasonal variations in the physico-chemical conditions governing the precipitation of the hydrous oxides of iron and manganese. Calculations based on the rhythmic growth of the concretions investigated gave a mean accumulation rate of 0.15-0.20 mm/yr. The rather high phosphorus content (average 3.5 % P2O5) of the concretions was found to be concentrated in the iron-rich layers, probably as a result of the scavenging effect of ferric hydroxide.

Radium in Arctic surface water

The transpolar drift is strongly enriched in 228Ra accumulated on the wide Arctic shelves with subsequent rapid offshore transport. We present new data of Polarstern expeditions to the central Arctic and to the Kara and Laptev seas. Because 226Ra activities in Pacific waters are 30% higher than in Atlantic waters, we correct 226Ra for the Pacific admixture when normalizing 228Ra with 226Ra. The use of 228Ra decay as age marker critically depends on the constancy in space and time of the source activity, a condition that has not yet adequately been tested. While 228Ra decays during transit over the central basin, ingrowth of 228Th could provide an alternative age marker. The high 228Th/228Ra activity ratio (AR = 0.8-1.0) in the central basins is incompatible with a mixing model based on horizontal eddy diffusion. An advective model predicts that 228Th grows to an equilibrium AR, the value of which depends on the scavenging regime. The low AR over the Lomonosov Ridge (AR = 0.5) can be due to either rapid transport (minimum age without scavenging 1.1 year) or enhanced scavenging. Suspended particulate matter load (derived from beam transmission and particulate 234Th) and total 234Th depletion data show that scavenging, although extremely low in the central Arctic, is enhanced over the Lomonosov Ridge, making an age of 3 years more likely. The combined data of 228Ra decay and 228Th ingrowth confirm the existence of a recirculating gyre in the surface water of the eastern Eurasian Basin with a river water residence time of at least 3 years.