Dracocephalum moldavica L. and Melissa officinalis L. : Chemistry and Bioactivities Relevant in Alzheimer’s Disease Therapy

Oksidatiivisen stressin eli liiallisen reaktiivisten happiyhdisteiden määrän soluissa on jo pitkään arveltu olevan tärkeä Alzheimerin taudin kehittymiseen ja etenemiseen vaikuttava tekijä. Tämän vuoksi kiinnostus erilaisten antioksidanttien (yhdisteitä, jotka neutraloivat näitä happiradikaaleja soluissa) mahdollisia terapeuttisia ominaisuuksia Alzheimerin taudin hoidossa on tutkittu laajalti. Tähän mennessä ei kuitenkaan ole vielä onnistuttu löytämään antioksidanttia, joka olisi hyödyksi Alzheimerin taudin hoidossa. Tämän vuoksi on tärkeää pyrkiä löytämään uusia antioksidanttien lähteitä sekä tutkia niistä löytyviä aktiivisia yhdisteitä. Kiinnostus luonnon antioksidantteja kohtaan on kasvanut voimakkaasti viime aikoina. Huomio on kiinnittynyt erityisesti aromaattisista sekä lääkekasveista löytyviin antioksidantteihin. Lamiaceae- perheeseen kuuluvia tuoksuampiaisyrttiä (Dracocephalum moldavica L.) ja sitruunamelissaa (Melissa officinalis L.) on käytetty Iranissa pitkään sekä ruoanlaitossa että lääkinnässä, minkä vuoksi näiden kasvien uutteiden antioksidanttisisältöä päätettiin analysoida käyttäen useaa erilaista in vitro- menetelmää. Näissä kokeissa ilmeni, että uutteilla oli useita antioksidanttisia vaikutuksia. Näistä antioksidanttisista vaikutuksista vastaavia yhdisteitä pyrittiin tunnistamaan käyttäen HPLC-PDA- tekniikkaa, minkä seurauksena niiden havaittiin sisältävän erilaisia polyfenoleita, kuten hydroksyloituneita bentsoeeni- ja cinnamamidihapon johdannaisia sekä flavonoideja. Kummankin kasvin uutteissa runsaimmin esiintynyt yhdiste oli rosmariinihappo. Sitruunamelissaa (M. officinalis) on käytetty antiikin ajoista alkaen kognitiivisten toimintojen häiriöiden hoidossa. Perustuen tietoon kasvin käytöstä perinteisessä lääkinnässä, sen tehoa Alzheimerin taudin hoidossa on tutkittu viime aikoina kliinisin kokein. Sitruunamelissan todettiinkin olevan hyödyksi lievää ja keskivaikeaa Alzheimeimerin tautia sairastavien potilaiden hoidossa. Väitöskirjan osanan olevasta kooste-artikkelista käy ilmi, että tutkimalla lääkekasvien ominaisuuksia voidaan saada arvokkaita suuntaa-antavia vihjeitä Alzheimerin taudin lääkehoidon kehittämiseen. Tämän perusteella päätettiinkin testatata myös sitruunamelissauutteen kykyä estää asetyylikoliiniesteraasin (AChE) toimintaa, koska tämän entsyymin toiminna estämisen tiedetään olevan hyödyksi Alzheimerin taudin hoidossa. Uute kykeni estämään AChE:n toimintaa, minkä vuoksi uutteen sisältämiä komponentteja päätettiin tutkia terkemmin. Uute jaettiin erilaisiin fraktioihin käyttäen HPLC-menetelmää, minkä jälkeen testattiin jokaisen fraktion kykyä inhiboida AchE. Suurin osa fraktioista kykeni inhiboimaan AChE:n toimintaa selkeästi tehokkaammin, kuin raakauute. Kaikista tehokkainta fraktiota analysoitiin tarkemmin sen aktiivisten yhdisteiden tunnistamiseksi, minkä seurauksena sen sisältämät yhdisteet tunnistettiin cis ja trans-rosmariinihapoiksi. Tässä tutkimuksessa tunnistettujen yhdisteiden hyödyllisyyttä Alzheimerin taudin hoidossa tulisi seuraavaksi tutkia erilaisissa in vivo-malleissa. Lisäksi jäljellä olevien fraktioiden kemiallinen koostumus tulisi selvittää sekä antioksidanttiaktiivisuuden ja AChE:n toiminnan inhiboinnin välistä mahdollista yhteyttä tulisi tutkia tarkemmin. Tämä tutkimus osoittaa tuoksuampiasyrtin (D. moldavica) sekä sitruunamelissan (M. officinalis) sisältävän monenlaisia aktiivisia antioksidantteja. Lisäksi sitruunamelissan sisältämät yhdisteet kykenivät estämään asetyylikoliiniesteraasin (AchE) toimintaa. Nämä tulokset tukevat osaltaan väitöskirjan osana olevan kooste-artikkelin johtopäätöksiä, joiden mukaan etnofarmakologinen kasvitutkimus voi osoittautua erittäin hyödylliseksi kehitettäessä uutta lääkehoitoa Alzheimerin tautiin. Lisäksi tässä väitöskirjassa kuvattu tutkimus osoittaakin, että perinteisesti lääkekasvina käytettyä sitruunamelissaa voidaan mahdollisesti hyödyntää uusien Alzheimerin taudin hoitoon käytettävien lääkkeiden kehityksessä.

Quality oriented drying of Lemon Balm (Melissa officinalis L.)

Heilkräuter sind während des Trocknungsprozesses zahlreichen Einflüssen ausgesetzt, welche die Qualität des Endproduktes entscheidend beeinflussen. Diese Forschungsarbeit beschäftigt sich mit der Trocknung von Zitronenmelisse (Melissa officinalis .L) zu einem qualitativ hochwertigen Endprodukt. Es werden Strategien zur Trocknung vorgeschlagen, die experimentelle und mathematische Aspekte mit einbeziehen, um bei einer adäquaten Produktivität die erforderlichen Qualitätsmerkmale im Hinblick auf Farbeänderung und Gehalt an ätherischen Ölen zu erzielen. Getrocknete Zitronenmelisse kann zurzeit, auf Grund verschiedener Probleme beim Trocknungsvorgang, den hohen Qualitätsanforderungen des Marktes nicht immer genügen. Es gibt keine standardisierten Informationen zu den einzelnen und komplexen Trocknungsparametern. In der Praxis beruht die Trocknung auf Erfahrungswerten, bzw. werden Vorgehensweisen bei der Trocknung anderer Pflanzen kopiert, und oftmals ist die Trocknung nicht reproduzierbar, oder beruht auf subjektiven Annäherungen. Als Folge dieser nicht angepassten Wahl der Trocknungsparameter entstehen oftmals Probleme wie eine Übertrocknung, was zu erhöhten Bruchverlusten der Blattmasse führt, oder eine zu geringe Trocknung, was wiederum einen zu hohen Endfeuchtegehalt im Produkt zur Folge hat. Dies wiederum mündet zwangsläufig in einer nicht vertretbaren Farbänderung und einen übermäßigen Verlust an ätherischen Ölen. Auf Grund der unterschiedlichen thermischen und mechanischen Eigenschaften von Blättern und Stängel, ist eine ungleichmäßige Trocknung die Regel. Es wird außerdem eine unnötig lange Trocknungsdauer beobachtet, die zu einem erhöhten Energieverbrauch führt. Das Trocknen in solaren Tunneln Trocknern bringt folgendes Problem mit sich: wegen des ungeregelten Strahlungseinfalles ist es schwierig die Trocknungstemperatur zu regulieren. Ebenso beeinflusst die Strahlung die Farbe des Produktes auf Grund von photochemischen Reaktionen. Zusätzlich erzeugen die hohen Schwankungen der Strahlung, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit instabile Bedingungen für eine gleichmäßige und kontrollierbare Trocknung. In Anbetracht der erwähnten Probleme werden folgende Forschungsschwerpunkte in dieser Arbeit gesetzt: neue Strategien zur Verbesserung der Qualität werden entwickelt, mit dem Ziel die Trocknungszeit und den Energieverbrauch zu verringern. Um eine Methodik vorzuschlagen, die auf optimalen Trocknungsparameter beruht, wurden Temperatur und Luftfeuchtigkeit als Variable in Abhängigkeit der Trocknungszeit, des ätherischer Ölgehaltes, der Farbänderung und der erforderliche Energie betrachtet. Außerdem wurden die genannten Parametern und deren Auswirkungen auf die Qualitätsmerkmale in solaren Tunnel Trocknern analysiert. Um diese Ziele zu erreichen, wurden unterschiedliche Ansätze verfolgt. Die Sorption-Isothermen und die Trocknungskinetik von Zitronenmelisse und deren entsprechende Anpassung an verschiedene mathematische Modelle wurden erarbeitet. Ebenso wurde eine alternative gestaffelte Trocknung in gestufte Schritte vorgenommen, um die Qualität des Endproduktes zu erhöhen und gleichzeitig den Gesamtenergieverbrauch zu senken. Zusätzlich wurde ein statistischer Versuchsplan nach der CCD-Methode (Central Composite Design) und der RSM-Methode (Response Surface Methodology) vorgeschlagen, um die gewünschten Qualitätsmerkmalen und den notwendigen Energieeinsatz in Abhängigkeit von Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit zu erzielen. Anhand der gewonnenen Daten wurden Regressionsmodelle erzeugt, und das Verhalten des Trocknungsverfahrens wurde beschrieben. Schließlich wurde eine statistische DOE-Versuchsplanung (design of experiments) angewandt, um den Einfluss der Parameter auf die zu erzielende Produktqualität in einem solaren Tunnel Trockner zu bewerten. Die Wirkungen der Beschattung, der Lage im Tunnel, des Befüllungsgrades und der Luftgeschwindigkeit auf Trocknungszeit, Farbänderung und dem Gehalt an ätherischem Öl, wurde analysiert. Ebenso wurden entsprechende Regressionsmodelle bei der Anwendung in solaren Tunneltrocknern erarbeitet. Die wesentlichen Ergebnisse werden in Bezug auf optimale Trocknungsparameter in Bezug auf Qualität und Energieverbrauch analysiert.

Produção de mudas e rendimento de biomassa de melissa (Melissa officinalis L.) sob diferentes espaçamentos de plantas e coberturas de solo

Os objetivos gerais do presente trabalho foram: fomentar o cultivo de melissa como uma opção para os agricultores familiares, através da produção de matéria-prima de alta qualidade; oportunizar a produção de fitoterápicos; reduzir a importação de matéria-prima; e levantar subsídios que possam fortalecer a cadeia produtiva de plantas medicinais, com ênfase na Melissa officinalis L.

Anatomia foliar com ênfase nos tricomas secretores e análise cromatográfica do óleo essencial de Melissa officinalis L. (Lamiaceae)

Adult leaves of Melissa officinalis L. (Lamiaceae) harvested during the time of budding had been used in the study of the leaf anatomy in the identification of the secretory structures. The material was fixed in FAA 50%, dehydrated in alcoholic series (ethyl), infiltrated in paraffin, sectioned at 13 mm, staining and later analyzed through optic microscopy. Also it was carried through a study in gaseous chromatography for attainment of the rude essential oil. Analyses of transversal sections of the leaf of Melissa officinalis, has identified the presence of two types of trichomes secretory: peltate and capitate, beyond the presence of trichome tector. Trichome capitate, identified in literature as (type I), presents variations in its morphology in relation to the cells number stalk and the head secretory cells number. The chromatographic analysis of the essential oil identified the presence of monoterpenes, in two major components, responsible for more than 87.8% of the relative composition in the rude oil, beyond sesquiterpenes in smaller proportions.

Superação de dormência em sementes de messlina (Melissa officinalis L.)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Quantitative micrograph, HPLC and FTIR profiles of Melissa officinalis and Nepeta cataria (Lamiaceae) from Argentina

Melissa officinalis L., so called "Melissa" or "Toronjil", is a perennial aromatic herb, whose leaves are used in traditional medicine as a carminative, digestive and sedative, both in simple as in mixtures. Meanwhile, Nepeta cataria L., commonly called "Cat mint" or "Toronjil", with some similar properties, often replacing M. officinalis in the market, although their chemical composition is not completely matched, and contains an iridoid potentially toxic (nepetalactone). It is therefore necessary to establish diacritic parameters to differentiate these species, both at crude drug level, mixtures and extracts. Samples from various sources in Argentina were studied and documental specimens are preserved in the Herbarium UNSL. Anatomical sections were analyzed, and quantitative micrographic parameters were obtained, together with HPLC and FTIR spectra from methanolic and aqueous lyophilized extracts. Significant differences were detected in the prevailing smell foliage, morphology of leaves and inflorescences, trichomata type, palisade ratio, veinlet termination number, rosmarinic acid concentration (with distinctive HPLC profiles), and the CO/CH relationships obtained by FTIR from the extracts, that together allow adequate differentiation of both drugs, even when they were ground or powdered.

Estudo da atividade protetora de extratos vegetais contra stresse genotóxico

Dissertação de mestrado, Biologia Molecular e Microbiana, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Antioxidant activity of selected phenols and herbs used in diets for medical conditions.

The antioxidant capacity of some herbs used in dietology practice was determined by the DPPH free radical method, which was calibrated with ascorbic acid. Partially hydrophilic phenolic compounds are the most active compounds in plants, and therefore water was used as the extraction agent. Besides antioxidant capacity, the content of total phenolic compounds was also measured and a strong correlation between these two variables was found. The extracts of lemon balm (Melissa officinalis L.), peppermint (Mentha x piperita L.), oregano (Origanum vulgare L.), Greek oregano (Origanum heracleoticum L.), sage (Salvia officinalis L.) and winter savory (Satureja montana L.) showed very significant activity. It was comparable with the activity of green tea in the case of oregano and peppermint. Lower activity was observed in the case of rosemary (Rosmarinus officinalis L.), marjoram (Majorana hortensis), hyssop (Hyssopus officinalis L.), sweet basil (Ocimum basilicum), and lovage (Levisticum officinale Koch.). The inhibitory activity of the herb extracts was monitored also during the autooxidation of lard. Very high antioxidant capacity was observed mainly in sage samples, but also in marjoram and Greek oregano. The extracts of peppermint, oregano, rosemary, winter savory, lemon balm and hyssop showed middle activity comparable to that of alpha-tocopherol. The antioxidant capacity of sweet basil and lovage was insignificant.

Caracterização de fungos micorrízicos arbusculares autóctones de parreirais da Serra Gaúcha e otimização de métodos de multiplicação em espécies aromáticas para aplicação na fruticultura

Este estudo teve por objetivos realizar a caracterização morfológica e molecular dos fungos micorrízicos arbusculares (FMA) autóctones de parreirais da Serra Gaúcha; a otimização do método de produção de inóculos de FMA em plantas aromáticas; além de verificar a eficiência destes inóculos em porta-enxertos de plantas frutíferas. Coletouse solo rizosférico e raízes secundárias de videira em vinte parreirais distribuídos em cinco cidades da Serra Gaúcha (Bento Gonçalves, Caxias, Garibaldi, Nova Pádua e Farroupilha), amostrando-se quatro parreirais por município. A identificação morfológica dos esporos presentes nas amostras foi realizada através de microscopia óptica. A caracterizarão molecular foi realizada por PCR-TTG e seqüenciamento da região rDNA 18S dos esporos previamente identificados pela microscopia. Para a PCR foi utilizado DNA oriundo dos esporos isolados e também de macerado de raízes. Pelo método morfológico, identificaram-se 33 espécies distribuídas em 8 gêneros distintos de FMA. Obtiveram-se quatro perfis moleculares por PCR -TTGE do rDNA 18S de raízes e cinco perfis moleculares por PCR -TTGE do rDNA 18S de esporos das espécies. Através do alinhamento de seqüências obtidas da região de rDNA 18S com as seqüências depositadas no banco de dados NCBI foi possível identificar 7 espécies de FMA. Foram testadas três espécies de plantas aromáticas, hortelã pimenta (Mentha piperita L.), orégano (Origanum vulgare L.) e melissa (Melissa officinalis L.) como multiplicadoras de três espécies de FMA (Glomus clarum Nicol. & Schenck, Glomus etunicatum Becker & Gerd. e Acaulospora sp.) em dois volumes de recipiente (bandeja de isopor com alvéolo de 40 ml e bandeja de isopor com alvéolo de 100 ml). Verificouse a eficiência das plantas aromáticas para produzirem os inóculos destas três espécies de FMA, na colonização do sistema radicular e no desenvolvimento vegetativo de portaenxertos de videira (cv. SO4), citros (cv. Citrange Troyer) e, como dados complementares, em pessegueiro (cv. Okinawa). As plantas aromáticas estudadas multiplicaram com sucesso as espécies de FMA, sendo o inóculo gerado pelas mesmas eficiente em colonizar os porta-enxertos Citrange Troyer, SO4 e Okinawa, propiciando, inclusive, melhor desenvolvimento vegetativo aos dois últimos.

Phytotoxic Activities of Mediterranean Essential Oils

Twelve essential oils from Mediterranean aromatic plants were tested for their phytotoxic activity, at different doses, against the germination and the initial radicle growth of seeds of Raphanus sativus, Lactuca sativa and Lepidium sativum. The essential oils were obtained from Hyssopus officinalis, Lavandula angustifolia, Majorana hortensis, Melissa officinalis, Ocimum basilicum, Origanum vulgare, Salvia officinalis and Thymus vulgaris (Lamiaceae), Verbena officinalis (Verbenaceae), Pimpinella anisum, Foeniculum vulgare and Carum carvi (Apiaceae). The germination and radicle growth of tested seeds were affected in different ways by the oils. Thyme, balm, vervain and caraway essential oils were more active against both germination and radicle elongation.

Evaluation of solid sampling high-resolution continuum source graphite furnace atomic absorption spectrometry for direct determination of chromium in medicinal plants

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

ANTI-HERBIVORE PROTECTION BY MUTUALISTIC SPIDERS and THE ROLE of PLANT GLANDULAR TRICHOMES

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Carbon isotope composition as a tool for quality control of herbs, spices and medicinal plants

Isotope screening is a simple and cheap test for determining the photosynthetic pathway used by plants. The scope of this work was to classify the photosynthetic type of Melissa officinalis L. and Cymbopogon citratus [DC.] Stapf, through studies of the carbon isotope composition (δ13 C), and we are proposing the use of carbon isotope composition results as a tool to control the quality of medicinal plants. For studies of δ 13C (13 C% = [R (sample)/R (standard) - 1] × 10 -3), dried, powdered leaves were analyzed in a mass spectrometer coupled with an elemental analyzer for determining the ratio R (R = 13CO2/12CO2). As results, M. officinalis presented a C3 photosynthetic type, and C. citratus presented a C4 photosynthetic type. The carbon isotope composition from this study can be used as quality control of M. officinalis adulterants.

Extratos vegetais e produtos naturais com potencial de uso no controle de Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae) na cultura da videira

Pós-graduação em Agronomia - FEIS