Gender differences in biochemical markers and oxidative stress of rats after 28 days oral exposure to a mixture used for weight loss containing p-synephrine, ephedrine, salicin, and caffeine

ABSTRACT The association of p-synephrine, ephedrine, salicin, and caffeine in dietary supplements and weight loss products is very common worldwide, even though ephedrine has been prohibited in many countries. The aim of this study was to evaluate a 28-day oral exposure toxicity profile of p-synephrine, ephedrine, salicin, and caffeine mixture (10:4:6:80 w/w respectively) in male and female Wistar rats. Body weight and signs of toxicity, morbidity, and mortality were observed daily. After 28 days, animals were euthanized and blood collected for hematological, biochemical, and oxidative stress evaluation. No clinical signs of toxicity, significant weight loss or deaths occurred, nor were there any significant alterations in hematological parameters. Biochemical and oxidative stress biomarkers showed lipid peroxidation, and hepatic and renal damage (p < 0.05; ANOVA/Bonferroni) in male rats (100 and 150 mg/kg) and a reduction (p < 0.05; ANOVA/Bonferroni) in glutathione (GSH) levels in all male groups. Female groups displayed no indications of oxidative stress or biochemical alterations. The different toxicity profile displayed by male and female rats suggests a hormonal influence on mixture effects. Results demonstrated that the tested mixture can alter oxidative status and promote renal and hepatic damages.

RESUMO A associação de p-sinefrina, efedrina, salicina, e cafeína em suplementos alimentares e produtos para perda de peso é muito utilizada em todo o mundo, embora a efedrina tenha sido proibida em muitos países. O objetivo deste estudo foi avaliar o perfil de toxicidade à exposição oral de 28 dias à associação de p-sinefrina, efedrina, salicina e cafeína (na proporção de 10:4:6:80 m/m respectivamente) em ratos Wistar machos e fêmeas. Diariamente, os animais foram observados quanto ao peso corporal, sinais de toxicidade, morbidade e mortalidade. Após 28 dias, os animais foram sacrificados e o sangue coletado para avaliações hematológicas, bioquímicas e de estresse oxidativo. Não se observaram sinais clínicos de toxicidade, tampouco perda significativa de peso, mortes, ou quaisquer alterações significativas nos parâmetros hematológicos. Biomarcadores do estresse oxidativo e bioquímicos mostraram peroxidação lipídica, danos renais e hepáticos (p < 0,05; ANOVA/Bonferroni) em ratos machos (100 e 150 mg/kg) e a redução (p < 0,05; ANOVA/Bonferroni) nos níveis de glutationa reduzida (GSH) em todos os grupos de machos tratados. Nas fêmeas, não houve indícios de estresse oxidativo, nem alterações bioquímicas. O diferente perfil de toxicidade entre os gêneros sugere influência hormonal nos efeitos de mistura administrada. A associação testada pode alterar o estado oxidativo e promover danos renais e hepáticos.

Evaluation of anti-estrogenic or estrogenic activities of aqueous root extracts of Gunnera manicata L / Avaliação das atividades anti-estrogênicos ou estrogênica de raiz aquosa extraida de Gunnera manicata L

Gunnera perpensa (Gunneraceae) is an African plant widely used in traditional medicine. This species is known for its activity involving the female reproductive system, such as inducing or increasing labor, treating female infertility, expelling the placenta and/or preventing post-partum hemorrhage. These properties are probably due to (z)-venusol, a majoritary compound, and its action in conjunction with substances in the whole extract and other natural products. In southern Brazil, a native species Gunnera manicata L. that also belongs to Gunneraceae can be found. In spite of the traditional use of G. perpensa, there is no pharmacological and phytochemical information regarding the South American Gunnera species. Therefore, the aim of this study was to investigate the activity of Brazilian G. manicata aqueous extracts on the reproductive system of immature female Wistar rats through a uterotrophic assay and to verify the presence of (z)-venusol by liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Data were analyzed by analysis of variance (ANOVA) and Bonferroni´s post-hoc test (p< 0.01). Results obtained shown that G. manicata extracts did not present in vivo anti or estrogenic activity. Furthermore, (z)-venusol compound was not found. This study represents the first preliminary screening done on the South American G. manicata species.

Gunnera perpensa (Gunneraceae) é uma planta de origem africana extensamente utilizada na medicina tradicional do país. Esta espécie é conhecida por suas atividades no sistema reprodutor feminino, como indução ou aumento do trabalho de parto, tratamento da infertilidade em mulheres, expulsão da placenta e/ou impedimento de hemorragia pós-parto. Tais atividades devem-se, provavelmente, ao sinergismo existente entre o (z)-venusol, composto majoritário, e outros compostos presentes na planta. No sul do Brasil, encontra-se uma espécie nativa, Gunnera manicata L., pertencente à família Gunneraceae. Apesar do uso tradicional de G. perpensa, não há informações farmacológicas e fitoquímicas a respeito da espécie sul Americana de Gunnera. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar a atividade de extratos aquosos da espécie brasileira G. manicata no sistema reprodutor de ratas Wistar imaturas através de ensaio uterotrófico e verificar a presença do composto (z)-venusol utilizando-se cromatografia líquida acoplada a espectrômetro de massas em tandem (CL-EM/EM). Para a análise estatística, utilizou-se ANOVA/Bonferroni (p<0,01). Os resultados obtidos demonstraram que os extratos de G. manicata testados não apresentaram atividade anti ou estrogênica in vivo. Na análise química não foi verificada a presença do composto (z)-venusol. Este estudo representa o primeiro screening realizado com a espécie sul-americana G. manicata.

Study of acute toxicity and investigation of the presence of β-N-methylamino-L-alanine in the Gunnera manicata L. a species native to Southern Brazil / Estudo da toxicidade aguda e investigação da presença de β -N-metilamino-L-alanina no manicata Gunnera L. uma espécie nativa sul do Brasil

Gunnera (Gunneraceae) forms a complex association with the cyanobacterium Nostoc puctiforme L. Gunnera-Nostoc symbiosis is the only one reported involving a flowering plant, and results in the formation of the neurotoxic amino acid β-N-methylamino-L-alanine (BMAA). The species Gunnera manicata L., for which phytochemical, pharmacological and toxicological studies are lacking, is found in Southern Brazil. Therefore, acute toxicity and the presence of neurotoxic amino acid were investigated in aqueous extracts of G. manicata. The acute toxicity test was conducted by administering aqueous root extract of G. manicata at a concentration of 2000 mg/kg in a single dose orally to Wistar rats. Lethality was monitored daily for 14 days after treatment. The relative mass of organs was analyzed by one-way ANOVA and macroscopic changes were investigated. The analysis of BMAA, a procedure performed by GC/MS, involved a preliminary derivatization step. The ESI-MS/MS analysis was done by direct infusion. The present study demonstrated absence of neurotoxin in the samples of G. manicata analyzed and absence of acute toxicity in aqueous root extracts. These data confirm that extracts from the roots of G. manicata have a high margin of drug safety.

Gunnera (Gunneraceae) forma uma complexa associação com a cianobactéria Nostoc puctiforme L. A simbiose Gunnera-Nostoc é a única relatada envolvendo uma angiosperma e, em decorrência desta, ocorre a formação da neurotoxina β-N-metilamino-L-alanina (BMAA). No sul do Brasil, encontra-se a espécie G. manicata L., da qual não constam, na literatura científica, estudos fitoquímicos, farmacológicos e toxicológicos. Assim, o presente estudo avaliou a toxicidade aguda e a presença da neurotoxina BMAA em extratos aquosos de G. manicata. O ensaio de toxicidade aguda foi realizado com extrato aquoso das raízes de G. manicata na concentração de 2000 mg/kg, administrado em dose única via oral em ratos Wistar. Letalidade foi observada diariamente durante 14 dias pós-tratamento. Após a eutanásia, a massa relativa dos órgãos foi analisada por ANOVA de uma via e investigou-se a presença de alterações macroscópicas. A análise do BMAA por CG/EM envolveu uma etapa preliminar de derivatização, já a análise por ESI-EM/EM foi realizada por infusão direta. O presente estudo demonstrou a ausência da neurotoxina nas amostras de G. manicata analisadas bem como a ausência de toxicidade aguda no extrato aquoso das raízes. Esses dados demonstram alta margem de segurança dos extratos testados.

Presence of p-synephrine in teas commercialized in Porto Alegre (RS/Brazil) / Presença de p-sinefrina em chás comercializados em Porto Alegre (RS / Brasil)

Citrus aurantium (bitter orange) is characterized by the presence of p-synephrine, an amine structurally and pharmacologically related to ephedrine. Besides the same adverse effects as ephedrine, nowadays it is believed that altered levels of p-synephrine can be associated to the occurrence of migraine and cluster headaches. Leaves and fruits of this species are highly commercialized in form of teas and herbal preparations, but without taking into account the risks associated with its use. This work describes a survey of teas and herbal preparations containing C. aurantium, commercialized in Porto Alegre (RS/Brazil), in order to verify the presence of p-synephrine. Comparing with the mean amount available in the supermarkets, around 20 percent of the teas and 10 percent of the herbal preparations declared the presence of C. aurantium in their labels. In a sampling of 15 teas and 2 herbal preparations selected for the analysis, the presence of p-synephrine was characterized in all samples, with levels between 0.0040 to 0.2308 percent, leading to a caution that even being natural products, they are not free of adverse effects.

Citrus aurantium (laranjeira-azeda) é caracterizada pela presença de p-sinefrina, amina estrutural e farmacologicamente similar à efedrina. Além de poder causar efeitos adversos similares aos da efedrina, atualmente acredita-se que níveis endógenos alterados de p-sinefrina possam estar associados à causa da enxaqueca. Folhas e frutos desta espécie são largamente comercializados na forma de chá e em preparados de erva-mate, sem que sejam considerados os riscos associados ao seu uso. Neste sentido, este trabalho descreve uma pesquisa em chás e preparados de erva-mate comercializados em Porto Alegre, para verificar a presença de C. aurantium e p-sinefrina. Comparando com a quantidade média disponível nas prateleiras dos supermercados, cerca de 20 por cento dos chás e 10 por cento dos preparados de erva-mate declaravam nos rótulos conter C. aurantium. De uma amostragem de 15 chás e 2 preparados de erva-mate selecionados para análise, em todos foi caracterizada a presença de p-sinefrina com níveis variando de 0,0040 a 0,2308 por cento, levando ao alerta de que mesmo sendo naturais, estes produtos podem não ser destituídos de reações adversas.