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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2021.tde-25052021-100122
Document
Author
Full name
Janayne Gagliano
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Furlan, Cláudia Maria (President)
Guaratini, Maria Tereza Grombone
Ho, Fanly Fungyi Chow
Kato, Massuo Jorge
Title in Portuguese
Bambus nativos: estudo fitoquímico e rastreio de moléculas bioativas com efeito sobre cognição e memória
Keywords in Portuguese
1. Compostos fenólicos
2. Antioxidante
3. Anticolinesterase
4. Zebrafish
Abstract in Portuguese
Há séculos os povos asiáticos usam as folhas de algumas espécies de bambus para o tratamento de diversas doenças, principalmente doenças de transtorno mental que são atribuídas ao envelhecimento humano. O Brasil possui a maior diversidade de espécies de bambu das Américas, com alto grau de endemismo, mas nada se sabe sobre o potencial medicinal dessas espécies. Portanto, considerando que espécies asiáticas são utilizadas na medicina tradicional e possuem atividades biológicas atribuídas à presença de substâncias fenólicas, a hipótese deste estudo é que os metabólitos secundários, principalmente compostos fenólicos presentes nos bambus brasileiros também possuem ação contra doenças que afetam a cognição e memória. Este trabalho teve como objetivo a caracterização química e a análise do potencial antioxidante e anticolinesterasico dos extratos foliares de Olyra glaberrima (OG), Parodiolyra micranta (PM), Aulonemia aristulata (AA), Filgueirasia arenicola (FA), Filgueirasia canavieira (FC) e Merostachys pluriflora (MP); além de também testar o efeito toxicológico dos extratos aquosos na morfologia, locomoção e comportamento das larvas de zebrafish (Danio rerio), e analisar o potencial na melhoria das funções cognitivas e de memória em adultos de zebrafish. As espécies brasileiras de bambu apresentaram grande diversidade de constituintes, foram identificados 181 compostos, entre eles flavonoides, terpenoides, alcaloides, fitoesterois, entre outros. Os extratos hidroetanólico e aquoso de todas as espécies estudadas apresentaram alto potencial antioxidante, especialmente P. micranta e F. arenicola. M. pluriflora apresentou potencial moderado como inibidor da ação da enzima acetilcolinesterase. Os ensaios in vivo mostraram que os extratos aquosos a 0.1 mg/mL não são tóxicos para os embriões de zebrafish, bem como não alteram o comportamento exploratório das larvas. Além disso, os extratos aquosos de OG, PM, AA e FA aumentaram a capacidade cognitiva das larvas de zebrafish frente a um estímulo aversivo. Todos os extratos aquosos foram capazes de aumentar a retenção de memória dos adultos de zebrafish. FA parece ser capaz de restaurar a memória dos adultos de zebrafish após a exposição à escopolamina. Embora esses metabólitos já tenham sido relatados em outras espécies vegetais, inclusive em espécies asiáticas de bambu, é a primeira vez que são reportados para essas seis espécies brasileiras de bambu. Além disso, muitas substâncias que foram detectadas neste estudo nunca haviam sido descritas em bambus. Este foi o primeiro estudo com espécies herbáceas de bambu; também foi o primeiro estudo que usou zebrafish como modelo experimental para testar extratos de bambu. F. arenicola mostrou-se uma espécie promissora para estudos futuros, devido ao bom desempenho em todos os bioensaios realizados. No entanto, os estudos sobre o cultivo e a reprodução das espécies brasileiras de bambu ainda são insuficientes, sendo necessários para avaliar se essas espécies são passíveis de cultivo ou se seu manejo sustentável seria viável. Além disso, mais estudos são necessários para entender quais moléculas são responsáveis pelas atividades analisadas, bem como seu mecanismo de ação e biodisponibilidade
Title in English
Brazilian native bamboos: phytochemical study and screening of bioactive molecules with effect on cognition and memory
Keywords in English
1. Phenolic compounds
2. Antioxidant
3. Anticholinesterase
4. Zebrafish
Abstract in English
For centuries, Asian people have used the leaves of some bamboo's species to treat a variety of diseases, mainly mental disorders that are attributed to human aging. Brazil has the greatest diversity of bamboos in the Americas, with a high degree of endemism, but nothing is known bout the medicinal potential of these species. Therefore, considering that Asian species are used in tradicional medicine and have biological activities attributed to the presence of phenolic compounds, the hypotheses of this study is that the secondary metabolites, mainly phenolic compounds from Brazilian bamboos, also have biological potential against diseases that affect cognition and memory. This study aimed to chemical characterize and to analyze the antioxidant and anticholinestare potential of leaf extracts from Olyra glaberrima (OG), Parodiolyra micrantha (PM), Aulonemia aristulata (AA), Filgueirasia Arenicola (FA), Filgueirasia cannavieira (FC), and Merostachys pluriflora (MP); as well as, to analyze the toxicological effect of aqueous extracts on the morphology, locomotion, and behaviour of zebrafish larvae (Danio rerio), and to analyze the potential for improving cognitive and memory functions in adults of zebrafish. The Brazilian species of bamboo showed a great diversity of constituents, 181 compounds were identified, amog them flavonoids, terpenoids, alkaloids, phytosterols, among others. Hydroethanol and aqueous extracts of all studied species showed high antioxidant potential, especially P. micrantha and F. Arenicola. M. pluriflora showed moderate potential as an inhibitor of the acetylcholinesterase activity. The in vivo assays showed that aqueous extracts at 0.1 mg/mL are not toxic for zebrafish embryos, as well as they do not alter the larval exploratory behavior. In addition, the extracts from OG, PM, AA, and FA increased the cognitive capacity of zebrafish larvae against an aversive stimulus. All aqueous extracts were able to increase the memory retention of adult of zebrafish. F. Arenicola seems to be able to restore adult zebrafish's memory after exposure to scopolamine. Although these metabolites have already been reported in other plant species, including Asian bamboo species, it is the first time that they have been reported for these six Brazilian bamboo species. Moreover, many substances that were detected in this study had never been described for bamboos. This was the first study with herbaceous bamboo species; it is also the first study that used zebrafish as an experimental model to test bamboo extracts. F. Arenicola proved to be a promising species for future studies, due to the good performance in all bioassays performed. However, studies on the cultivation and reproduction of Brazilian bamboo species are still insufficient, being necessary to assess whether these species could be cultivated, or whether their sustainable management would be viable. Besides that, further studies are needed to understand which molecules are responsible the activities analyzed, as well as their mechanism of action and bioavailability
 
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Release Date
2023-05-25
Publishing Date
2021-07-23
 
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