Caracterização farmacognóstica de Piper arboreum var. arboreum e P. tuberculatum (Piperaceae) / Pharmacognostical characterization of Piper arboreum var. arboreum and P. tuberculatum (Piperaceae)

Piper arboreum Aubl. var. arboreum and P. tuberculatum Jacq. (Piperaceae), both known as "pimenta-longa", are frequently misidentified. Despite the fact that both species are sold as traditional phytotherapeutic products, there are no reports on their quality control. The aim of this study was to prepare and characterize leaf and stem herbal drugs of both species using standard methods aiming to establish parameters for botanical authentication and purity degree for their quality control. Size, shape, color, taste, texture, fracture surface and transection characteristics, and leaf venation patterns are macroscopic diagnostic characters useful to distinguish the herbal drugs when they are not powdered. The following characters are useful for diagnostic purposes of the powdered herbal drugs: cuticular and epicuticular wax patterns, types of trichomes, and wall thickening of the tracheary elements, and shape of the hilum of the starch grains. Emergences are key morphological markers for P. tuberculatum herbal drugs. Physicochemical parameter values were similar in herbal drugs of both species, except acid-insoluble ash value which was higher in the P. arboreum var. arboreum stem herbal drugs. Piper arboreum var. arboreum herbal drugs had the highest metal concentrations. Al, Cu, Mn and V concentrations were the highest, whereas Cd, Co and Hg concentrations were the lowest in the herbal drugs of both species. The results obtained can be used as quality control parameters for the herbal drugs of both species.

Piper arboreum Aubl. var. arboreum e P. tuberculatum Jacq. (Piperaceae), conhecidas como pimenta-longa, são comercializadas como produtos tradicionais fitoterápicos e, frequentemente, identificadas erroneamente, não havendo relatos sobre controle de qualidade dessas espécies. O objetivo do trabalho foi preparar e caracterizar drogas vegetais foliares e caulinares dessas espécies para estabelecer-lhes parâmetros de autenticidade botânica e grau de pureza para o controle de qualidade. Foram utilizados métodos padrões para o preparo e análises estrutural e físico-química das drogas vegetais. São caracteres diagnósticos macroscópicos para distinguir as drogas vegetais íntegras: tamanho, forma, cor, sabor, textura, características da superfície de fratura e da secção transversal e os padrões de venação foliar. São caracteres diagnósticos para distinguir as drogas vegetais pulverizadas: padrões de cutícula e cera epicuticular, tipos de tricoma e espessamento parietal dos elementos traqueais e a forma do hilo dos grãos de amido. Emergências são marcadores morfológicos chave para as drogas vegetais de P. tuberculatum. Os valores dos parâmetros físico-químicos foram similares nas drogas vegetais das espécies, exceto o de cinzas ácido-insolúveis que foi maior nas drogas vegetais caulinares de P. arboreum var. arboreum. As maiores concentrações de metais ocorreram nas drogas vegetais de P. arboreum var. arboreum. As concentrações mais elevadas foram de Al, Cu, Mn e V e as mais baixas de Cd, Co e Hg. Os resultados obtidos poderão ser utilizados como parâmetros de controle de qualidade para as drogas vegetais de ambas as espécies.

Structure and distribution of glandular trichomes in three species of Bignoniaceae / Estrutura e distribuição de tricomas glandulares em três espécies da família Bignoniaceae

Glandular trichomes play a major role in the morphological characterization of the Bignoniaceae. Due to their great diversity of forms and functions, this study aimed to inventory the glandular trichomes present in the aerial vegetative axis of Amphilophium magnoliifolium, Martinella obovata and Stizophyllum riparium, analyze their structure and register the participation of ants in these plants. Fresh samples from the nodal region, petiole and from medium to apical regions of the leaflet blade were fixed and processed according to usual methods in light and scanning electron microscopies. The glandular trichomes found were: peltate, capitate, stipitate, and patelliform/cupular. Peltate trichomes are the most abundant ones and present the most uniform distribution. Patelliform/cupular trichomes occur at specific regions, such as prophylls, leaflet blade and nodal regions. Martinella obovata is the only species that presents capitate and stipitate trichomes, which are widely distributed along the entire aerial vegetative axis. Ants were found in all species, mainly at nodal regions. The occurrence of the capitate-type trichome is reported for the first time to the genus.

Tricomas glandulares desempenham papel importante na caracterização morfológica de Bignoniaceae e, devido à grande diversidade de formas e funções que esses tricomas apresentam, o objetivo desse estudo foi inventariar os tricomas glandulares presentes no eixo vegetativo aéreo de Amphilophium magnoliifolium, Martinella obovata. e Stizophyllum riparium, bem como analisar sua estrutura e registrar a participação de formigas nessas espécies. Amostras frescas da região mediana à apical das lâmina foliolar, pecíolo e nó foram fixadas e processadas de acordo com os métodos usuais para microscopia de luz e eletrônica de varredura. Os tricomas glandulares encontrados nas espécies foram: peltados, capitados, estipitados e pateliformes/cupuliformes. Dentre esses tipos o mais abundante foi o tricoma peltado, apresentando também uma distribuição mais uniforme que os demais. Os tricomas pateliformes/cupuliformes estavam em regiões mais específicas, como profilos, lâmina foliolar e na região nodal. Martinella obovata foi a única espécie que apresentou os tricomas capitados e estipitados, amplamente distribuídos ao longo de todo eixo vegetativo aéreo. Em todas as espécies foram encontradas formigas, principalmente nas regiões nodais. A ocorrência do tricoma capitado é relatada pela primeira vez para o gênero.

Calicinal trichomes of Adenocalymma magnificum (Bignoniaceae) producing lipophilic substances: ultrastructural and functional aspects / Tricomas calicinales de Adenocalymma magnificum (Bignoniaceae) que producen sustancias lipofílicas: aspectos ultraestructurales y funcionales

Plant structures that secrete lipids and phenolic compounds are often associated with the protection and development of organs against desiccation, in addition to the protection they provide against animals, as the capitate trichomes of Adenocalymma magnificum. Understanding the glandular activities that occur in these trichomes has required the study of their ontogeny, structure, ultrastructure and histochemical aspects; the interpretation of their ecological functions or evolutionary history is complicated by the scarcity of reports on calicinal trichomes that are not nectar-secreting. Samples of floral calyx in anthesis and flower buds at different stages of development were fixed and processed according to the methods for light and electron microscopy. The trichomes are randomly distributed throughout the entire inner surface of the calyx and are also visible on the flower buds. These capitate glandular trichomes were composed of a peduncle, having up to nine cells, and a multicellular secretory head with their cells in columnar format and arranged in disc form. The collar cell, which is under the secretory head, divides anticlinally and arranges itself side by side with the mother cell. As they develop, they bend with some of them becoming adpressed to the calyx. Histochemical tests indicate that the secretory head cells produce lipid substances, acidic lipids and phenolic compounds. In the secretory head, the vacuome is dispersed and the cytoplasm possesses a great number of smooth endoplasmic reticulum and leucoplasts, organelles involved in the production of osmiophilic substances. In some regions of the secretory cells, cuticle detachment was observed; however, the accumulation of secretions was not observed. This study describes, for the first time, the origin, development, and secretion process of the calicinal trichomes of Adenocalymma magnificum, showing that production of lipophilic substances is important for this plant, possibly the trichomes may be involved in the plant’s chemical defense against insects, offering protection against herbivores. Rev. Biol. Trop. 63 (2): 537-544. Epub 2015 June 01.

Las estructuras que secretan lípidos y compuestos fenólicos estan frecuentemente asociadas a la protección y desarrollo de órganos que protegen contra la desecación, además de la protección que estas proporcionan contra el ataque de animales. Los tricomas capitados de Adenocalymma magnificum son estructuras de este tipo. Para comprender las actividades glandulares que ocurren en estos tricomas es necesario estudiar su ontogenia, estructura, ultraestructura y aspectos histoquímicos. La interpretación de sus funciones ecológicas o historia evolutiva es compleja, y pocos son los estudios que se enfocan en los tricomas calicinales no secretores de néctar. Las muestras del cáliz floral en antesis y botones florales en diferentes estadios de desarrollo fueron fijadas y procesadas de acuerdo con los métodos para microscopia de luz y electrónicos. Los tricomas de A. magnificum están aleatoriamente distribuidos en toda la extensión de la superficie interna del cáliz, también observados en los botones florales. Estos tricomas son glandulares capitados, compuestos de un pedúnculo largo que posee hasta nueve células y una cabeza secretora multicelular, con células en columnares dispuestas en disco. La célula del collar, que esta sobre las células de la cabeza secretora, se divide anticlinalmente organizándose lado a lado con las células madre. Con el crecimiento de los tricomas, estos mismos se curvan y algunos quedan adpresos al cáliz. Las pruebas histoquímicas indicaron que las células de la cabeza secretora producen sustancias lipídicas, lípidos ácidos y compuestos fenólicos. En la cabeza secretora la vacuoma esta dispersa y posee abundante retículo endoplasmático liso y leucoplastos, los cuales son organelos involucrados en el proceso de producción de sustancias osmiofílicas. En algunas regiones de las células secretoras la distensión de la cutícula fue observada, sin embargo, no fue verificada la acumulación de secreción. Este trabajo describe por primera vez el origen, desarrollo y proceso de secreción de tricomas calicinales de A. magnificum, mostrando que la producción de substancias lipofílicas es importante para esta especie, ofreciendo posiblemente protección contra la herbivoría.

Rosetas e concrescências cristalinas silicificadas em Piper (Piperaceae): registros inéditos de macropadrões / Silicified crystal concretions and rosettes in Piper (Piperaceae): unpublished reports on their macropatterns

Piper L. (Piperaceae) is monophyletic, with species of difficult taxonomic distinction, and thus tools that facilitate interspecific identification are needed. The aims of this study were to describe the macropatterns and characterize in situ the chemical composition of leaf and stem crystals of Piper arboreum Aubl. var. arboreum, P. callosum Ruiz & Pav. and P. tuberculatum Jacq., in order to evaluate the use of the crystals on interspecific distinction. Samples were submitted to analyses under light and scanning electron microscopies, energy-dispersive x-ray spectroscopic microanalyses, and histochemical tests. We observed cuneiform, tabular, cubic, and bipiramidal prismatic crystals; raphides; styloids; blocky crystal druses; styloid crystal rosettes; and crystal concretions. We described 15 crystal macropatterns, which were distributed along three categories. The crystals were chemically classified as: pure calcium oxalate; and mixtures of oxalates and sulfates, and of oxalates, sulfates and silica. Crystal rosettes, silicified crystal concretions, and 14 out of the 15 macropatterns described are unpublished reports on biomineral inclusions in Piper and Piperaceae. The stem and leaf crystal macropatterns observed are constitutive and useful for interspecific separation of the studied species. Moreover, the crystals present relevant functions for the autecology of the analyzed taxa from Piper.

Piper L. (Piperaceae) é monofilético, com espécies de difícil distinção taxonômica, sendo necessários ferramentas que auxiliem a identificação interespecífica. Os objetivos do trabalho foram descrever os macropadrões e caracterizar in situ a composição química dos cristais caulinares e foliares de Piper arboreum Aubl. var. arboreum, P. callosum Ruiz & Pav. e P. tuberculatum Jacq., visando avaliar o uso dos cristais para a separação interespecífica. Para tanto, amostras foram submetidas à análise em microscopias de luz e eletrônica de varredura, microanálises espectroscópicas de raios-X por dispersão de energia e testes histoquímicos. Foram observados cristais prismáticos cuneiformes, tabulares, cúbicos e bipiramidais; ráfides; estiloides; drusas de cristais em bloco; rosetas cristalinas de estiloides e concrescências cristalinas. Foram descritos 15 macropadrões cristalinos reunidos em três categorias. Os cristais foram classificados quimicamente como: puros de oxalato de cálcio e misturas entre oxalatos e sulfatos e entre oxalatos, sulfatos e sílica. Rosetas cristalinas, concrescências cristalinas silicificadas e 14 dos 15 macropadrões cristalinos descritos são registros inéditos para inclusões biominerais de Piper e Piperaceae. Os macropadrões cristalinos caulinares e foliares observados são constitutivos e úteis à separação interespecífica das espécies estudadas. Ademais, os cristais desempenham funções relevantes para a autoecologia dos taxa de Piper analisados.

Leaf anatomical features of three Theobroma species (Malvaceae s.l. ) native to the Brazilian Amazon / Caracteres anatômicos foliares de três espécies de Theobroma (Malvaceae s.l. ) nativas da Amazônia Brasileira

Theobroma species have economic importance due to their use in the cosmetic and food industries, mainly in the production of chocolate. However, the anatomy of their vegetative structures remains poorly studied. The goal of this study was to describe the anatomical features of Theobroma grandiflorum, T. speciosum and T. subincanum to contribute to the biological knowledge of these species, as well as provide support to the biotechnological studies of native fruit plants of the Amazon. Leaves at different developmental stages were collected and analyzed under light microscopy and scanning electron microscopy. Sessile and stalked stellate trichomes and digitiform glandular trichomes were observed in the expanded leaves of T. grandiflorum and T. subincanum. These species were also similar in the morphology of the midrib, the organization of the mesophyll and the presence of starch grains in the midrib pith cells. Claviform glandular trichomes and mucilage cells in the epidermis occurred only in the expanded leaves of T. speciosum. The presence of mucilage secretory trichomes in shoot apices (colleters) of all species is a new finding for the genus Theobroma.

As espécies de Theobroma têm importância econômica devido a sua utilização nas indústrias cosmética e alimentícia, principalmente na produção de chocolate. Entretanto, a anatomia de suas estruturas vegetativas permanece pouco conhecida. O presente estudo teve por objetivo descrever as características anatômicas de Theobroma grandiflorum, T. speciosum e T. subincanum, como contribuição ao conhecimento biológico dessas espécies, bem como, fornecer subsídios aos estudos biotecnológicos de fruteiras nativas da Amazônia. Folhas em diferentes estágios de desenvolvimento foram coletadas e analisadas sob microscopia de luz e eletrônica de varredura. Nas folhas expandidas de T. grandiflorum e T. subincanum foram observados tricomas dos tipos estrelado séssil, pedunculado e glandular digitiforme. Estas espécies também foram similares quanto à morfologia da nervura central, à organização do mesofilo e à presença de grãos de amido no parênquima medular da nervura central. Tricomas glandulares claviformes e células mucilaginosas na epiderme do limbo foliar ocorreram somente em T. speciosum. A presença de tricomas secretores de mucilagem nos ápices vegetativos (coléteres) de todas as espécies estudadas é um novo registro para o gênero Theobroma.

Estruturas secretoras da lâmina foliar de amapá amargo (Parahancornia fasciculata, Apocynaceae): histoquímica e doseamento de flavonoides / Secretory structures from the leaf blade of bitter amapá (Parahancornia fasciculata, Apocynaceae): histochemistry and assay of flavonoids

Bitter amapa (Parahancornia fasciculata (Poir.) Benoist) produces a latex, which is presumed to have medicinal properties, as it is used in the treatment of malaria, lung problems, gastritis, and as healing agent. This study aimed to analyze structural and histochemically the sites of production and/or accumulation of biologically active compounds, as well as to determine the kind of flavonoids present in the leaf blade of bitter amapa. For structural and histochemical analysis we used standard protocols in plant anatomy. Whereas to assay flavonoids we used absorption spectrometry in the ultraviolet-visible region. The secretory system of bitter amapa leaves is constituted of both secretory idioblasts and branched laticifers. Histochemical tests revealed different types of chemical substances in the cell protoplast of idioblasts and laticifers. Pharmacological properties of bitter amapa latex can be attributed to two chemical compounds (flavonoids and alkaloids) found in this study, both of them are present in idioblasts and laticifers.

Amapá amargo (Parahancornia fasciculata (Poir.) Benoist) produz um látex, que se presume ter propriedades medicinais, pois é usado no tratamento da malária, problemas pulmonares, gastrite, e como um agente de cura. Este estudo teve como objetivo analisar estrutural e histoquimicamente os locais de produção e/ou acumúlo de compostos biologicamente ativos, bem como realizar o doseamento de flavonóides presentes no limbo do amapá amargo. Para a análise estrutural e histoquímica foram utilizados protocolos padrão em anatomia vegetal. Considerando que, para o doseamento de flavonóides utilizou-se a espectrometria de absorção na região ultravioleta-visível. O sistema secretor das folhas de amapá amargo é constituído de idioblastos secretores e laticíferos ramificados. Os testes histoquímicos revelaram diferentes tipos de substâncias químicas nos protoplastos celulares de idioblastos e laticíferos. Propriedades farmacológicas do látex de amapa amargo podem ser atribuídas à dois compostos químicos (flavonoides e alcaloides) encontrados neste estudo, ambos estão presentes em idioblastos e laticíferos.