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Tipo do documento: Tese
Título: Estudos Quimiofenético e Farmacognóstico de Piper gaudichaudianum Kunth e Piper multinodum C. DC. (Piperaceae)
Título(s) alternativo(s): Chemophenetic and pharmacognostic studys of Piper gaudichaudianum Kunth and Piper multinodum C. DC. (Piperaceae).
Autor: Ramos, Ygor Jessé 
Primeiro orientador: Moreira, Davyson de Lima
Primeiro membro da banca: Almeida, Geórgia Pacheco Peters de
Segundo membro da banca: Chedier, Luciana Moreira
Terceiro membro da banca: Paiva, Selma Ribeira de
Quarto membro da banca: Pereira, Renato Crespo
Resumo: Piper gaudichaudianum Kunth e Piper multinodum C. DC. são espécies que apresentam padrão de distribuição espacial distintos, sendo aquela de uso medicinal e esta inédita dos pontos de vista químico e farmacológico. Essas espécies foram estudadas com a finalidade de se avaliar como a plasticidade fenotípica química se apresenta e como essa é influenciada pelos fatores espaciais (áreas de distribuição e órgãos vegetativos diferentes) e temporais (ritmo circadiano e sazonalidade), bem como essas alterações podem influenciar nas atividades biológicas. Para entender essa complexa trama biológica, foram realizadas coletas, cultivos, aplicação de técnicas cromatográficas e métodos espectrométricos, além das atividades antimicrobiana e antifúngica. Foram realizadas avaliações dos padrões quimiofenéticos a partir da composição química dos óleos essenciais (OEs) de P. gaudichaudianum e P. multinodum. Foi desenvolvida e testada conceitualmente uma metodologia preditiva para avaliação quantitativa da oxidação-redução de misturas complexas de substâncias pelos inéditos Nível de Oxirredução Ponderado (NOR) e Índice Ecológico de Oxirredução (IEOR) (Índice Geral de Oxirredução para Mistura - GMOR, ou índice de Ramos & Moreira), desenvolvidos nesta Tese. Os OEs de P. gaudichaudianum apresentaram nas folhas as substâncias majoritárias biciclogermacreno, E-cariofileno, eudesmadieno, E-nerolidol, α-cadinol e espatulenol. As análises quimiométricas e as correlações realizadas permitiram evidenciar que houve alterações na composição química em diferentes estágios fenológicos e, mais evidentemente, entre os dias e as noites do que entre os períodos seco e chuvoso. Determinou-se a existência de nove possíveis quimiotipos para P. gaudichaudianum. As análises de NOR e IEOR evidenciaram que existe um direcionamento para um possível equilíbrio redox ao longo do dia para noite. Foi possível demonstrar que a diversificação em número de substâncias por esqueleto de carbonos nos OEs é acompanhada pelo aumento do nível de oxidação ponderada das substâncias. Ainda, registrou-se por análises quimiométricas que as composições voláteis não variaram sob condição de cultivo controlado. Para P. multinodum foi possível, pela primeira vez, caracterizar a composição química do OE, e demonstrar diferenças químicas significativas e biossintéticas entre os diferentes órgãos. As partes aéreas (folhas, galhos, inflo- e infrutescência) registraram, majoritariamente, α-pineno e uma predominância dos metabólitos das vias mevalonato ou metileritrose fosfato; e as partes menos aéreas (caules e raízes) exibiram em maior teor percentual E-metil-isoeugenol e euasarona, com predominância de substâncias da via do chiquimato. Essas variações de composição química foram importantes para determinação da atividade biológica, pois amostras contendo arilpropanoides demonstraram maior inibição de crescimento bacteriano. Análise dos resultados do IEOR possibilitou inferir sobre um gradiente oxidativo em P. multinodum, sendo as misturas mais oxidadas presentes nas folhas e as mais reduzidas nas raízes. Nas variações sazonais e circadiana determinou-se o α-pineno (15 – 60%) como componente majoritário. Foi possível evidenciar para P. multinodum que as variações químicas presentes nos OEs estão associadas aos fatores abióticos e a fenologia, bem como associar essas variações químicas à atividade contra Candida glabrata resistente fluconazol. Com base em todos os resultados obtidos, descrevemos pela primeira vez a alta plasticidade fenotípica química apresentada em diferentes escalas temporal e espacial e suas implicações para quimiofenética, quimiossistemática e ecologia em duas espécies de Piperaceae que servem de base para estudos futuros com outras espécies dessa família.
Abstract: Piper gaudichaudianum Kunth and Piper multinodum C. DC. are species that show distinct spatial distribution patterns, being the former medicinal and the latter new from the chemical and pharmacological points of view. These species were studied with the purpose of evaluating how the chemical phenotypic plasticity is presented and how it is influenced by spatial (distribution areas and different vegetative organs) and temporal (circadian rhythm and seasonality) factors, as well as how these alterations may influence the biological activities. To understand this complex biological issues, collections, cultivations, application of chromatographic techniques and spectrometric methods, as well as antimicrobial and antifungal activities were performed. Evaluations of chemophenetic patterns from the chemical composition of essential oils (EOs) of P. gaudichaudianum and P. multinodum were carried out. A predictive methodology was developed and conceptually tested for quantitative evaluation of the oxidation-reduction of complex mixtures of compounds by the unpublished Weighted Average Redox standard (SRO) and Ecological Oxirreduction Index (EIRO) (General Mixture Redox Index - GMRO, or Ramos & Moreira index), developed in this Thesis. The EOs of P. gaudichaudianum presented in the leaves the majority compounds bicyclogermacrene, E-caryophyllene, eudesmadiene, E-nerolidol, α-cadinol and spatulenol. The performed chemometric analyses and the correlations allowed evidencing that there were changes in the chemical composition in different phenological stages and, more evidently, between days and nights than between the dry and rainy periods. The existence of nine possible chemotypes for P. gaudichaudianum was determined. The analyses of SRO and EIRO showed that there is a direction for a possible redox balance from day to night. It was possible to demonstrate that the diversification in number of compounds by carbon skeleton in the EOs is followed by the increase of the level of oxidation weighted of the compounds. Furthermore, it was recorded by chemometric analyses that the volatile compositions did not vary under controlled cultivation condition. Considering P. multinodum, it was possible for the first time to characterize the chemical composition of the EO, and to demonstrate significant chemical and biosynthetic differences among the different organs. Aerial parts (leaves, branches, inflo- and infructescences) recorded mostly α-pinene and a predominance of metabolites from the mevalonate or methylerythrose phosphate pathways; and the non-aerial parts (stems and roots) showed higher percentage of E-methyl-isoeugenol and euasarone, with a predominance of compounds from the shikimate pathway. These chemical composition variations were important for determination of the biological activity, because samples containing arylpropanoids showed higher inhibition of bacterial growth. Analysis of the results of EIRO made possible to infer about an oxidative gradient in P. multinodum, being the most oxidized mixtures present in the leaves and the most reduced ones in the roots. In seasonal and circadian variations, α-pinene (15-60%) was determined as the major component. It was possible to evidence for P. multinodum that the chemical variations in the EOs are associated to abiotic factors and phenology, as well as to associate these chemical variations to the activity against fluconazole resistant Candida glabrata. Based on all the results obtained, we describe for the first time the high chemical phenotypic plasticity presented in different temporal and spatial scales and its implications for chemophenetics, chemosystematics and ecology in two Piperaceae species that may be used for future studies with other species of this family.
Palavras-chave: Volatile compound
Seasonality
Chemical polymorphism
Phenotypic plasticity
Chemodiversity
Bioactivity
Piperaceae
Farmacologia
Polimorfismo
Substâncias voláteis
Sazonalidade
Polimorfismo químico
Plasticidade fenotípica
Quimiodiversidade
Bioatividade
Área(s) do CNPq: CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA::FARMACOGNOSIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal
Citação: RAMOS, Ygor Jessé. Estudos Quimiofenético e Farmacognóstico de Piper gaudichaudianum Kunth e Piper multinodum C. DC. (Piperaceae). 2021. 283 f. Tese (Doutorado em Biologia Vegetal) - Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/20323
Data de defesa: 17-Dez-2021
Aparece nas coleções:Doutorado em Biologia Vegetal

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