universidade federal de santa catarina centro de ciências

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA
CARACTERIZACÃO DOS EFEITOS DA Ilex paraguariensis E DE
COMPOSTOS NATURAIS E ANÁLOGOS NA ATIVIDADE
ANTI-DIABÉTICA
DOUTORADO
Danielle Fontana Pereira
Florianópolis
2011
RESUMO
PEREIRA, Danielle Fontana. Caracterização dos efeitos da Ilex paraguariensis e de compostos
naturais e análogos na atividade anti-diabética. 187p. Tese (Doutorado em Bioquímica). Programa
de Pós-Graduação em Bioquímica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2011.
O uso de plantas medicinais representa uma alternativa aos tratamentos clássicos realizados com
fármacos industrializados. Os compostos fenólicos, principalmente os flavonóides, têm apresentado
propriedades farmacológicas importantes, representando um alvo terapêutico promissor. Precursores
de flavonóides, como as chalconas, também tem despertado interesse dos pesquisadores quanto a
possíveis efeitos na diabetes. O objetivo do presente trabalho foi estudar a atividade antihiperglicêmica de frações e compostos isolados e/ou sintetizados a partir das fontes naturais. Os
flavonóides isolados foram avaliados na atividade das α-glicosidases. A espécie Ilex paraguariensis
foi estudada quanto às propriedades fitoquímicas e biológicas na curva de tolerância à glicose e em
modelos de diabetes induzidos experimentalmente, conteúdo de glicogênio hepático e muscular,
inibição das enzimas α-glicosidases e propriedades anti glicação. O estudo dos análogos de
chalconas compreende a avaliação da glicemia de animais normais hiperglicêmicos e diabéticos
submetidos ao tratamento com estes compostos, conteúdo de glicogênio, efeito nas dissacaridases
intestinais, além do estudo do mecanismo de ação dessas estruturas na captação de glicose pelo
músculo sóleo, comparando com o efeito da insulina e secreção de insulina. Para tanto, foram
utilizados ratos Wistar machos entre 50-55 dias de idade. Para a realização da curva de tolerância à
glicose as coletas de sangue foram realizadas nos tempos 0, 15, 30, 60 e 180 min. Nos ensaios para
determinação do conteúdo de glicogênio os tecidos foram retirados dos ratos após 3 h do tratamento.
As atividades das dissacaridases intestinais foram realizadas a partir de homogenatos da porção
duodeno do intestino delgado. Os flavonóides rutina, quercetina, canferol e canferitrina reduziram a
atividade das dissacaridases similarmente à acarbose, adicionando o intestino como alvo destes
compostos na regulação da homeostasia da glicose. As infusões e frações da Ilex paraguariensis
reduziram a glicemia de ratos hiperglicêmicos, sendo que a fração acetato de etila garantiu índices
glicêmicos semelhantes aos verificados em ratos normoglicêmicos. A fração n-butanol aumentou o
conteúdo de glicogênio do fígado de ratos tratados, inibiu as enzimas maltase, sacarase e lactase e a
fração acetato de etila reduziu a atividade da enzima maltase. As frações da Ilex paraguariensis
preveniram o processo de glicação em 7, 14 e 28 dias de incubação, sendo verificado em 28 dias
conteúdo glicado quase inexistente para as frações e infusões. Finalmente, as frações promoveram a
secreção de insulina em diferentes tempos. Sendo assim, é sugerido que a espécie Ilex
paraguariensis atue de forma secretagoga de insulina e, alternativamente, reduz a elevação da
glicemia através da diminuição da absorção de glicose intestinal. As chalconas quinolínicas foram
estudadas na curva de dose apresentando efeito dose-dependente, onde a dose de 20 mg/ kg dos
análogos atingiram níveis glicêmicos próximos aos valores basais. Adicionalmente, QC4 e QC11
promoveram a redução da glicemia de animais diabéticos, aumentaram a captação de glicose pelo
músculo sóleo, além do conteúdo de glicogênio muscular e hepático, sugerindo múltiplos alvos de
ação para estas quinolonas. QC10 reduz a atividade da enzima maltase. Com exceção da QC2, as
demais quinolonas promoveram a secreção de insulina em diferentes tempos. Sendo assim, além da
ação secretagoga de insulina, estes compostos também possuem potencial efeito insulinomimético.
Palavras-chave: Flavonóides. Ilex paraguariensis. Chalconas. Insulina. Glicação. Dissacaridases.
Glicogênio. Hiperglicemia. Diabetes melito.
ABSTRACT
PEREIRA, Danielle Fontana. Caracterização dos efeitos da Ilex paraguariensis e de compostos
naturais e análogos na atividade anti-diabética. 187 p. Tese (Doutorado em Bioquímica). Programa
de Pós-Graduação em Bioquímica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2011.
Several plant species are used in popular medicine and its use represents an alternative to traditional
remedies. Phenolic compounds, especially flavonoids, present several properties and whose
therapeutic potential is being increasingly investigated. Chalcones are compounds previously formed
in natural synthesis of flavonoids in plants. They are known to exhibit several biological activities
and special attention has been done to its potential effects on diabetes. The objectives of the present
investigation were to study the anti-hyperglycemic and/or hypoglycemic activities of different plant
species as well as synthetic derivatives similar to natural compounds, such as chalcones. The
flavonoids tested were evaluated in the α-glycosidase activities. The effects of Ilex paraguariensis
were evaluated on glucose tolerance curve and on chemically induced diabetes. Also its effect was
studied on glycation process, muscle and liver glycogen content and α-glycosidase activities. In
addition we intended to study chalcone effects on glycemia, glycogen content, intestinal αglycosidase activity and insulin secretion. Besides, we studied the effect of these compounds on
glucose uptake and the results were compared with insulin. Male Wistar rats aged 50-55 days were
used. To the glucose tolerance curve, blood samples were collected just prior to and at 15, 30, 60 and
180 min after the glucose loading and serum glucose levels were measured. In diabetic rats the blood
was collected just prior to and at 1, 2 and 3 h after treatments. In the assays for the determination of
the glycogen content tissues were removed from animals after 3 h of treatments. The intestinal
disaccharidase activity was studied from duodenum homogenates. The glucose uptake was studied
after incubation of the soleus muscle for 1 h with the respective compounds and/or insulin in the
presence of the radioisotope. The flavonoids quercetin, rutin, kaempferitrin and kaempferol inhibited
the disaccharidases activities similary to acarbose, adding the intestine as a target of these
compounds in the regulations of glucose homeostasis. The oral administration of Ilex paraguariensis
infusions and fractions significantly reduced the glycemia in hyperglycemic normal rats.
Additionaly, n-butanol fraction increased glycogen content in liver from the hyperglycemic rats and
inhibited maltase, sucrase and lactase activities while ethyl acetate fraction inhibited maltase
activity. The glycation process was prevented by Ilex paraguariensis fractions and infusions at the
end of the period studied. Finally, the fractions promoted the insulin secretions in different times.
These results suggest that the effect of Ilex paraguariensis seems to be mediated through an insulin
secretagogue action and also through the reduction of intestinal glucose absortion. Chalcones tested
on glucose tolerance curve (QC2, QC4, QC10 e QC11) in hyperglycemic normal rats presented a
glucose lowering dose-dependent effect and QC 10 reduced the in vitro maltase activity. Also, QC4
and QC11 significantly reduced glycemia in diabetic rats, increased the glycogen content and
improved the glucose uptake by soleus muscle. Additionally, QC4, QC10 and QC11 promoted the
insulin secretions. In conclusion, these results suggest that chalcones can regulate glucose
homeostasis through different mechanisms.
Key words: Ilex paraguariensis, chalcones, disaccharidases, glycogen content, hyperglycemia,
diabetes.