Structural parameters, molecular properties, and biological evaluation of some terpenes targeting schistosoma mansoni parasite

The use of natural products has a long tradition in medicine, and they have proven to be an important source of lead compounds in the development of new drugs. Among the natural compounds, terpenoids present broad-spectrum activity against infective agents such as viruses, bacteria, fungi, protozoan and helminth parasites. In this study, we report a biological screening of 38 chemically characterized terpenes from different classes, which have a hydroxyl group connected by hydrophobic chain or an acceptor site, against the blood fluke Schistosoma mansoni, the parasite responsible for schistosomiasis mansoni. In vitro bioassays revealed that 3,7-dimethyl-1-octanol (dihydrocitronellol) (10) was the most active terpene (IC50 values of 13­52 µM) and, thus, we investigated its antischistosomal activity in greater detail. Confocal laser scanning microscopy revealed that compound 10 induced severe tegumental damage in adult schistosomes and a correlation between viability and tegumental changes was observed. Furthermore, we compared all the inactive compounds with dihydrocitronellol structurally by using shape and charge modeling. Lipophilicity (miLogP) and other molecular properties (e.g. molecular polar surface area, molecular electrostatic potential) were also calculated. From the 38 terpenes studied, compound 10 is the one with the greatest flexibility, with a sufficient apolar region by which it may interact in a hydrophobic active site. In conclusion, the integration of biological and chemical analysis indicates the potential of the terpene dihydrocitronellol as an antiparasitic agent.

Aspectos toxicológicos da planta medicinal Casearia sylvestris Swartz: revisão de literatura / Toxicology of the medicinal plant Casearia sylvestris Swartz: a literature review

In the West, the consumption of medicinal plants is increasing strongly, and up to 40% of the population use medicinal plants and phytotherapic preparations regularly, in the belief that they are innocuous and/or safe. However, in most cases there is no scientific proof of their pharmacological and toxicological properties. The aim of this study was to carry out a bibliographical review of the toxicological properties of Casearia sylvestris Swartz and collect data providing a basis for its rational use. Some studies validate classical therapeutic indications of C. sylvestris, such as to treat diarrhea and snakebites, justifying its empirical use. Nevertheless, there are few reports about its toxicological properties and these present only limited findings, describing results as 50% lethal dose (LD50) and the acute toxicity of its constituents. Currently, research is insufficient to ensure safety of popular preparations based on C. sylvestris. Therefore, it is necessary to make a fuller assessment of its deleterious profile, especially with respect to the toxic potential of its constituents, as well as its capacity to harm target organs and organic systems...

No Ocidente, o consumo de plantas medicinais vem aumentando substancialmente, onde cerca de 40% da população utiliza regularmente plantas medicinais e preparações fitoterápicas sob o rótulo de serem produtos inócuos ou seguros. Porém, na maioria das vezes, não há comprovação científica de suas propriedades farmacológicas e toxicológicas. O objetivo deste trabalho foi realizar um levantamento bibliográfico sobre as propriedades toxicológicas da Casearia sylvestris Swartz e coletar dados que fundamentem seu uso racional. Alguns estudos validam indicações terapêuticas clássicas da C. sylvestris como antidiarréico e no tratamento de ferimentos ofídicos, fundamentando seu uso empírico. Porém, poucos trabalhos relatam suas propriedades toxicológicas, havendo apenas abordagens limitadas em torno da Dose Letal 50% e da toxicidade aguda de seus constituintes. Até o presente momento, as pesquisas são insuficientes para garantir a segurança de preparações populares à base de C. sylvestris. Portanto, há necessidade de avaliar melhor seu perfil deletério, principalmente, no que diz respeito ao potencial tóxico de seus constituintes, assim como a sua capacidade lesiva sobre órgãos-alvos e sistemas orgânicos...

Um possível mecanismo de ação para o efeito anticonvulsivante do p-cimeno / A plausible mechanism of action for the anticonvulsant effect of p-cymene

O presente estudo teve como objetivo investigar o efeito anticonvulsivante do p-cimeno (CIM), bem como verificar a concentração das monoaminas (dopamina(DA), noradrenalina (NA), serotonina (5-HT), e seus metabólitos (ácido dihidroxifenilacético (DOPAC), ácidohomovanílico (HVA) e ácido 5-hidroxi-indol-acético (5-HIAA)) no hipocampo de camundongos tratados com cloridrato de pilocarpina 400 mg/kg (P400; i.p.) e nos grupos tratados com a associação de CIM (50, 100 ou150 mg/kg) e P400. Nesse estudo foi avaliada a latência para a primeira crise epiléptica e a taxa de mortalidade. Os resultados revelaram que o CIM produziu um aumento na latência para primeira crise epilética, bem como promoveu uma proteção significativa contra a mortalidade induzida pelo processo convulsivo. O monoterpeno nas doses testadas também foi capaz de produzir um aumento da latência para instalação do estado de mal epilético induzido por pilocarpina. Além disso, durante os estudos para identificar o mecanismo de ação nenhum dos efeitos do p-cimeno nesse modelo foram bloqueados pelo pré-tratamento com atropina. Complementando os estudos para identificar o provável mecanismo de ação do p-cimeno, foi verificado que os efeitos desse monorterpeno foram revertidos pelo flumazenil, um antagonista do sistema GABAérgico, sugerindo que esse monoterpeno pode atuar por meio desse sistema. Também, em nossos resultados também foi visto uma diminuição dos níveis de DA e um aumento do conteúdo de seus metabólitos (DOPAC e HVA) durante as crises epilépticas. Por outro lado foi detectado um aumento na concentração de NA e 5-HT, e uma diminuição no metabólito da 5-HT (5-HIAA) durante as crises epilépticas. Dessa forma, o CIM na presença do estímulo convulsivo, reverte os efeitos produzidos nos níveis das monoaminas e seus metabólitos observados durante as crises epilépticas, sugerindo que este monoterpeno produz efeito anticonvulsivante por meio da modulação direta do sistema GABAérgico e indiretamente por...

The aim of this study was to investigate the anticonvulsant effect of p-cymene (CYM) and to determine the concentrations of monoamines (dopamine (DA), noradrenaline (NA) and serotonin (5-HT)), and their metabolites (dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC), homovanillic acid (HVA) and 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA)) in the hippocampus of mice treated with pilocarpine hydrochloride 400 mg/kg (P400; i.p.) and in groups treated with a combination of CYM (50,100 or 150 mg/kg) and P400. We assessed the latency to the first epileptic seizure and the mortality rate. Results showed that CYM produced an increase in latency to the first seizure, as well as providing significant protection against mortality induced by seizures. Higher doses of the monoterpene were also able to prolong the latency to the onset of status epilepticus induced by pilocarpine. Moreover, in an experiment to throw light on the mechanism of action of p-cymene, none of its effects was blocked by pretreatment with atropine. In further studies to identify the probable mechanism of CYM, it was observed that the effectsof this monoterpene were reversed by flumazenil, anantagonist of the GABAergic system, suggesting that it may act through this cerebral system. Furthermore, our results also showed a fall in DA levels and an increase in the contents of its metabolites (DOPAC and HVA) during seizures. On the other hand, increases in NA and 5-HT concentrations and a decrease in that of the 5-HTmetabolite (5-HIAA) were detected during seizures. Thus, CYM, in the presence of a convulsant stimulus, reverses the effects on levels of monoamines and their metabolites observed during seizure activity, suggesting that this monoterpene produces its anticonvulsant effect by modulating the GABAergic system directly and/or indirectly, through changes in monoamine (DA, NA and 5-HT) contents opposite to those observed during the convulsive process in the hippocampal region. However,further studies are necessary to...

Estudo das propriedades físico-químicas e avaliação da toxicidade aguda do extrato etanólico das folhas de Mikania glomerata Sprengel / Study of the physicochemical properties and acute toxicity evaluation of the ethanolic extract of the leaves of Mikania glomerata Sprengel

A Mikania glomerata é uma planta pertencente à família Asteraceae que é bastante utilizada na medicina popular devido às suas ações broncodilatadora, antiasmática, expectorante e antitussígena. O objetivo do presente estudo foi determinar as propriedades físico-químicas do pó obtido a partir das folhas de M. glomerata, bem como, avaliar a toxicidade em camundongos após tratamento agudo com doses repetidas do extrato etanólico padronizado preparado a partir das folhas dessa espécie. Durante o estudo das propriedades físico-químicas do pó obtido a partir das folhas de M. glomerata foram feitas as determinações da densidade bruta e de compactação, do teor de cinzas totais, do teor de umidade, e da granulometria. De acordo com os resultados obtidos podemos sugerir que o pó pode ser usado na formulação de uma forma farmacêutica sólida. Na segunda parte do estudo foi determinada a Dose Letal 50% (DL50), bem como, realizada a análise morfológica macroscópica e avaliados a toxicidade aguda com doses repetidas e os parâmetros bioquímicos e hematológicos de camundongos. De acordo com os dados obtidos na segunda parte deste estudo podemos sugerir que o extrato etanólico pode ser usado de forma segura em humanos, uma vez que apresentou valor de DL50 de aproximadamente 3000 mg Kg-1), bem como, não produziu nenhuma alteração morfológica nos principais órgãos, e nem provocou alterações nos parâmetros bioquímicos e hematológicos de camundongos.

The Mikania glomerata is a plant belonging to the Asteraceae that is widely used in folk medicine because of its bronchodilator, antiasthmatic, expectorant and antitussive actions. The aim of this study was to determine the physicochemical properties of the powder obtained from the leaves of M. glomerata, and to evaluate its toxicity in mice after acute treatment with repeated doses of standardized ethanol extract prepared from the leaves of this plant species. We determined the bulk and packing density, the total ash content, the moisture content and the particle size. The results suggest that the powder can be used in the formulating of a solid pharmaceutical form. In the second part of this study, we determined the 50% lethal dose (LD50), performed the gross morphological analysis and evaluated the acute toxicity from the use of repeated doses and the biochemical and hematologic parameters in mice. The data obtained in this part suggest that the ethanol extract can be used safely in humans, since it has a LD50 value of approximately 3000 mg kg -1 and produced no morphological changes in the major organs, or caused alterations in the biochemical and hematological parameters in mice.

Constituintes químicos e estudos toxicológicos do óleo essencial extraído das folhas de Citrus limon Burn (Rutaceae) / Chemical constituents and toxicological studies of the essential oil extracted from Citrus limon Burn (Rutaceae)

A caracterização química do óleo essencial de folhas de Citrus limon (Rutaceae) resultou na identificação de mistura de monoterpenos (limoneno, linalol, cis-óxido de limoneno, trans-óxido de limoneno, citronelal, neral, geranial, nerol e acetato de geranil). As estruturas dos compostos do óleo essencial foram identificadas por GC/MS, por comparação com dados da literatura. Os efeitos da administração crônica oral do óleo essencial de folhas de Citrus limon foram investigados sobre parâmetros bioquímicos e hematológicos em camundongos Swiss machos. Os animais (n = 10/grupo) foram tratados por via oral diariamente durante 30 dias com óleo essencial de folhas de Citrus limon, nas doses de 50, 100 ou 150 mg kg-1 de massa corporal e os parâmetros bioquímicos e hematológicos avaliados. O tratamento não causou nenhuma morte ou toxicidade nos animais. A administração do óleo essencial não alterou os parâmetros bioquímicos e hematológicos e a massa dos órgãos, exceto por diminuição de 21 e 11% em uréia e ácido úrico, respectivamente, e 9%, nos níveis plasmáticos de aspartato transaminase (AST). Para os parâmetros hematológicos, houve pequenas mudanças nas contagens de neutrófilos, linfócitos, eosinófilos e monócitos, mas estes não foram diferentes dos valores de referência. Além disso, houve diminuição significativa nos triglicerídeos detectado nos animais tratados com dose de 150 mg kg-1 de óleo essencial. Em conclusão, a administração crônica de óleo essencial não induziu nenhum efeito de risco na maioria dos parâmetros bioquímicos e hematológicos estudados em camundongos Swiss machos. No entanto, a diminuição dos níveis de uréia e ácido úrico em doses elevadas, sugere um possível efeito de insuficiência renal e aumento no teor de AST, sugerindo possível sobrecarga hepática que deve ser investigada com mais detalhe.

The chemical characterization of the essential oil of Citrus limon (Rutaceae) leaves resulted in the identification of a mixture of monoterpenes (limonene, linalool, cis-limonene-oxide, trans-limonene-oxide, citronellal, neral, geranial, nerol e geranyl acetate). The structures of the compounds of essential oil were identified by GC/MS by comparison with literature data. The effects of the chronic oral administration of the essential oil of Citrus limon leaves were investigated on biochemical and hematological parameters in male adult Swiss mice. These animals (n=10/group) were orally treated daily for 30 days with essential oil of Citrus limon leaves with doses of 50, 100 or 150 mg kg-1 body weight and the biochemical and hematological parameters were evaluated. The treatment did not cause any deaths or toxicity in the animals. The administration of essential oil did not change biochemical and hematological parameters and organ weight, except for decreases of 21 and 11% in blood urea nitrogen and uric acid respectively, and 9%, in aspatate transaminase (AST) plasma level. For the hematological parameters, there were slight changes in which neutrophil, lymphocytes, eosinophils and monocyte counts were not different from the reference values. In addition, with respect to serum triglyceride a significant decrease was detected in mice treated with a dose of 150 mg kg-1 of essential oil from Citrus limon. In conclusion, the chronic administration of essential oil of Citrus limon leaves did not induce any harzadous effects on most of the biochemical and hematological parameters studied in male adult Swiss mice. However, the decrease in the levels in blood urea nitrogen and uric acid in high doses, suggests a possible effect of renal insufficiency and an increase in AST content, which in its turn, suggests a possible hepatic overload which should be investigated in more details.

Propriedades físicoquímicas e avaliação da toxicidade aguda do extrato etanólico padronizado a 70% das folhas de Mikania glomerata (Asteraceae) / Physicochemical properties and acute toxicity evaluation of ethanol extract of the leaves from Mikania glomerata Sprengel

Mikania glomerata (Asteraceae) é bastante utilizada na medicina popular devido às suas ações broncodilatadora, antiasmática, expectorante e antitussígena. O objetivo do presente estudo foi determinar propriedades físicoquímicas do pó obtido a partir das folhas de M. glomerata, bem como avaliar a toxicidade em camundongos após tratamento agudo com doses repetidas do extrato etanólico padronizado a 70% preparado durante 30 dias consecutivos. No estudo das propriedades físicoquímicas fez-se a determinação da densidade bruta e de compactação, do teor de cinzas totais, do teor de umidade e da granulometria. De acordo com os resultados obtidos o pó pode ser usado na formulação de uma forma farmacêutica sólida, uma vez que suas propriedades físico-químicas são compatíveis com o desenvolvimento desse tipo de formulação. Na segunda parte do estudo foi determinada a dose letal 50% (DL50) em camundongos, e na análise morfológica macroscópica dos principais órgãos e avaliada a toxicidade aguda com doses repetidas em parâmetros bioquímicos e hematológicos de camundongos. Os resultados sugerem que o extrato etanólico padronizado a 70% pode ser usado de forma segura, uma vez que apresentou um valor para a DL50 (~3000 mg kg-1) que pode ser classificado na categoria nociva, e não produziu nenhuma alteração morfológica nos principais órgãos e em parâmetros bioquímicos e hematológicos de camundongos.

Mikania glomerata Sprengel is a plant from the Asteraceae family and it is widely used in folk medicine because of its bronchodilating, anti-asthmatic, expectorant and antitussive effects. The purpose of this study was to determine the physicochemical properties of the powder obtained from the leaves of M. glomerata, and to evaluate the toxicity in mice after an acute treatment with repeated doses of standardized 70% ethanol extract prepared from the leaves during 30 consecutive days. To study the physicochemical properties of the powder, we conducted a determination of the bulk density and compaction, the total ash content, the moisture content and particle size. According to the results obtained, we suggest that the powder can be used to formulate a solid dosage form, since its physicochemical properties matches the development of this type of formulation. In the second part of the study, it was determined a lethal dose in the order of 50% (LD50), along with a gross morphological analysis and the evaluation of the acute toxicity with repeated doses, in the terms of biochemical and hematological parameters of mice. According to the results from the second phase, we suggest that the 70% ethanol extract can be used safely in humans, since it presented a value for the LD50 (~ 3000 mg kg-1) that can be classified as 'harmful'. It also did not produce any morphological changes in the major organs and in the biochemical and hematological parameters of mice.

Lipoic acid effects on glutamate and taurine concentrations in rat hippocampus after pilocarpine-induced seizures / Efeitos do ácido lipóico nas concentrações de glutamato e taurina no hipocampo de ratos após convulsões induzidas por pilocarpina

Pilocarpine-induced seizures can be mediated by increases in oxidative stress and by cerebral amino acid changes. The present research suggests that antioxidant compounds may afford some level of neuroprotection against the neurotoxicity of seizures in cellular level. The objective of the present study was to evaluate the lipoic acid (LA) effects in glutamate and taurine contents in rat hippocampus after pilocarpine-induced seizures. Wistar rats were treated intraperitoneally (i.p.) with 0.9 percent saline (Control), pilocarpine (400 mg/kg, Pilocarpine), LA (10 mg/kg, LA), and the association of LA (10 mg/kg) plus pilocarpine (400 mg/kg), that was injected 30 min before of administration of LA (LA plus pilocarpine). Animals were observed during 24 h. The amino acid concentrations were measured using high-performance liquid chromatograph (HPLC). In pilocarpine group, it was observed a significant increase in glutamate content (37 percent) and a decrease in taurine level (18 percent) in rat hippocampus, when compared to control group. Antioxidant pretreatment significantly reduced the glutamate level (28 percent) and augmented taurine content (32 percent) in rat hippocampus, when compared to pilocarpine group. Our findings strongly support amino acid changes in hippocampus during seizures induced by pilocarpine, and suggest that glutamate-induced brain damage plays a crucial role in pathogenic consequences of seizures, and imply that strong protective effect could be achieved using lipoic acid through the release or decrease in metabolization rate of taurine amino acid during seizures.

As convulsões induzidas pela pilocarpina podem ser mediadas através do aumento do estresse oxidativo cerebral e das alterações na concentração dos aminoácidos. O presente estudo sugere que compostos antioxidantes podem produzir neuroproteção contra a neurotoxicidade em nível celular causada pelas convulsões. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do ácido lipóico (AL) no conteúdo de glutamato e taurina no hipocampo de ratos durante convulsões induzidas por pilocarpina. Ratos Wistar foram tratados por via intraperitoneal com solução salina 0,9 por cento (controle), pilocarpina (400 mg/kg, pilocarpina), AL (10 mg/kg) e com a associação de AL (10 mg/kg); 30 min após com pilocarpina (400 mg/kg), que foi injetada 30 min após a administração de AL (AL + pilocarpina). Os animais foram observados durante 24 horas. As concentrações de aminoácidos foram determinadas por HPLC. No hipocampo dos ratos do grupo pilocarpina foi observado um aumento significativo de 37 por cento na concentração de glutamato e uma diminuição de 18 por cento no nível de taurina, quando comparado ao grupo controle. O pré-tratamento com o antioxidante reduziu significativamente o nível de glutamato em 28 por cento e aumentou em 32 por cento os níveis de taurina no hipocampo dos ratos, quando comparado ao grupo pilocarpina. Nossos resultados sugerem que ocorrem alterações na concentração dos aminoácidos no hipocampo de ratos durante as convulsões induzidas por pilocarpina, e que o glutamato pode desempenhar um papel crucial na fisiopatologia das convulsões, e que o efeito protetor poderia ser alcançado com pré-tratamento com ácido lipóico, provavelmente pelo aumento da liberação ou redução da taxa de metabolização dos aminoácidos durante as convulsões.