A novel approach to Cestrum intermedium (mata-boi): anatomical and physical-chemical characterization, in vitro biological activities, and metabolites of a Brazilian native species

Abstract The Brazilian native species Cestrum intermedium, known as mata-boi, induces hepatotoxicity and death when ingested by cattle. While most studies on this species focus on toxicological features, our study is the first to describe the anatomy and in vitro biological activities of Cestrum intermedium. We investigated adult leaves and stems by histochemistry, described their anatomy, performed physical-chemical analysis, determined in vitro antioxidant and antimicrobial activities, and identified secondary metabolites. A few noteworthy anatomical features were the anomocytic stomata on the abaxial surface and the absence of trichomes, in addition to the circular shaped petiole with two projections on the adaxial surface. Histochemical analysis showed chemical markers such as alkaloids, usually reported as toxic, and terpenoids. Potassium nitrate (ATR-FTIR) and lupeol palmitate (NMR) were detected on the crude stem extract. Thermogravimetric and physical-chemical analysis provided fingerprint parameters for the species. Minimal Inhibitory Concentration (MIC) assay revealed that Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, and Candida albicans were weakly inhibited by extract samples. Chloroform and ethyl acetate fractions presented high phenolic content, which resulted in in vitro antioxidant activity. These novel features expand the knowledge about this species, considering that previous studies mainly focused on its toxicity. Our study also provided characteristics that may help in avoiding misidentification between Cestrum members, especially when taxonomic keys cannot be employed, as in the absence of flowers and fruits.

Safety assessment and behavioral effects of Solanum guaraniticum leaf extract in rats

ABSTRACT Solanum guaraniticum is a medicinal plant traditionally used to treat gastric and liver diseases. However, there is no documented evidence corroborating its safety. The present study evaluated the potential toxicity of S. guaraniticum leaf extract after acute administration in rats. Single doses of the extract (1.250, 2.500, and 5.000 mg/kg) were administered by gavage, and the rats were then monitored for 48 h and/or 14 days. Mortality, acute signs of toxicity, and general activity in the open field test were assessed as well as hematological and biochemical parameters, enzymatic activity (δ-aminolevulinate dehydratase and acetylcholinesterase), and oxidative stress parameters (lipid peroxidation level, non-protein thiol content, tissue catalase activity, and serum ferrous reducing power). Phytochemical analysis was also performed by HPLC. The results showed that extract administration produced no deaths (LD50 > 5,000 mg/kg), and no significant adverse effects regarding food consumption, body weight gain, gross pathology, or other parameters. However, the open field tests showed a decrease in spontaneous activity (crossing and rearing) mainly at 48 h after treatment. The results suggest that S. guaraniticum extract is not acutely toxic, but causes alterations in central nervous system activity.

RESUMO Solanum guaraniticum é uma planta medicinal tradicionalmente usada para tratar doenças gástricas e hepáticas. Porém, não há evidências documentadas sobre sua segurança. O presente estudo avaliou a toxicidade do extrato das folhas de S. guaraniticum após administração aguda em ratos. Doses únicas do extrato (1.250, 2.500 and 5.000 mg/kg) foram administradas por gavagem e os animais foram monitorados por 48 h ou 14 dias. Mortalidade, sinais de toxicidade aguda e atividade geral, através do teste de campo aberto, foram analisados, assim como parâmetros hematológicos e bioquímicos, atividades enzimáticas (δ-aminolevulinato desidratase e acetilcolinesterase) e parâmetros de estresse oxidativo (nível de peroxidação lipídica, conteúdo de tióis não protéicos, atividade da catalase em tecidos e poder redutor em soro). A análise fitoquímica também foi realizada por HPLC. Os resultados mostraram que a administração do extrato não provoca mortes (LD50>5.000 mg/kg) ou efeitos adversos significativos com relação ao consumo de comida, ganho de peso corporal, análise patológica, entre outros. Entretanto, o teste de campo aberto mostrou uma diminuição na atividade espontânea geral (cruzamentos e levantadas), principalmente em 48 h após o tratamento. Portanto, nossos resultados sugerem que o extrato de S. guaraniticum não é agudamente tóxico, mas causa alterações na atividade do sistema nervoso central.

Determinação dos parâmetros anatômicos, físico-químico e fitoquímicos das folhas de Solanum lycocarpum A. St. Hill / Determination of the anatomics, physical-chemicals and phytochemicals parameters of the Solanum lycocarpum A. St. -Hill leaves.

RESUMO A espécie vegetal Solanum lycocarpum, Solanaceae, popularmente conhecida como lobeira, está distribuída por todo o Brasil, principalmente em áreas do cerrado. Estudos comprovam que os frutos possuem diversas atividades e, atualmente, estão sendo utilizados no tratamento da diabetes. As folhas são utilizadas popularmente contra afecções das vias urinárias, cólicas abdominais e renais, espasmos e epilepsia, porém são poucos os estudos científicos que verificam as atividades farmacológicas das folhas. Assim, torna-se necessária a determinação de parâmetros anatômicos, físico-químicos e fitoquímicos que auxiliarão em futuras identificações e controle de qualidade da droga vegetal. Neste estudo foi realizada a coleta, secagem e pulverização das folhas de Solanum lycocarpum para a obtenção da droga vegetal e posterior caracterização desta. As análises microscópicas do pecíolo, nervura central e mesofilo revelaram características típicas da família Solanaceae, observando-se um sistema vascular bicolateral e a presença de areia cristalina e tricomas estrelados. A triagem fitoquímica, constatou a presença de taninos, flavonoides, esteróides e triterpenos, cumarinas e saponinas. Obteve-se o teor médio de 9,90% de perda por dessecação, 7,91% de cinzas totais e de 0,37% de cinzas insolúveis em ácidos. Para as substâncias extraíveis por álcool, o teor médio encontrado foi de 14,479% para o método de extração por Soxhlet e 0,987% para o método de extração a frio. Assim, espera-se que esses dados possam ser utilizados na identificação e controle de qualidade da droga vegetal de Solanum lycocarpum para a produção de novos medicamentos fitoterápicos.

ABSTRACT The plant species Solanumlycocarpum, Solanaceae, most known as lobeira, are distributed throughout Brazil, especially in Cerrado areas. Studies show that the fruits own different properties and, currently, are being used in the treatment of diabetes. Even though the leaves are being used by the general population against urinary tract disorders, renal and abdominal cramps, spasms and epilepsy, there are few scientific studies that verify the possible pharmacological activities of leaves. This shows that it is necessary to research and determinate the anatomic, physical-chemicals and the phytochemicals parameters that are going to help in the identification and quality assurance of the drug. In this study the leaves of Solanum lycocarpum were collected, dried and pulverized in order to be obtained the plant drug for further characterization.. Microscopic analyzes of the petiole, midrib and mesophyll showed typical features of the Solanaceae family, by detecting a biocolateral vascular system and the presence of crystallines and and stellatetrichomes. In the phytochemical screening performed, the tanning, flavonoids, sterols and triterpenes, coumarins and saponins were found. We obtained an average grade of 9.90% loss on the drying, total ash of 7.91% and 0.37% of ash insoluble in acids. . For the substances extractable through alcohol, the average content found was 14.479% for the Soxhlet extraction method and 0.987% for the cold extraction method. This data can be used in the identification and quality assurance of the plant drugs of Solanum lycocarpum for the production of new herbal medicines.

Avaliação preliminar in vivo do efeito hipocolesterolêmico do polvilho da fruta-de-lobo (Solanum lycocarpum A. St.-Hil. ) / Preliminary evaluation of in vivo hypocholesterolemic effect of the flour of fruit-of-wolf (Solanum lycocarpum A. St.-Hil. )

O polvilho da fruta-de-lobo é um produto extraído da polpa da fruta-de-lobo verde (Solanum lycocarpum A. St.-Hil.), popularmente utilizado. Pouco se conhece a respeito desse polvilho, mas são atribuídos a ele vários efeitos terapêuticos, dentre eles a redução do colesterol. Este trabalho teve o objetivo de verificar a ação da administração do polvilho da fruta-de-lobo sobre animais hipercolesterolêmico. Utilizou-se 24 ratos Wistar fêmeas distribuídas em delineamento ao acaso, em três grupos contendo 8 animais em cada grupo. Estes grupos foram definidos como: controle normal (CN), controle hipocolesterolêmico (CH) e hipocolesterolêmico tratado (HT). O grupo CN recebeu dieta comercial, os grupo CH e HT receberam a dieta comercial enriquecida de colesterol e ácido cólico e o grupo HT recebeu também, 100 mg de polvilho da fruta-lobo, diariamente, por sonda orogástrica. O experimento teve uma duração de 6 semanas onde se avaliou o colesterol total sérico semanalmente, peso dos animais semanalmente e o consumo diário de ração. Ao término do experimento, foram avaliados os seguintes parâmetros: frações séricas de colesterol HDL, LDL+VLDL, peso do fígado, colesterol total hepático, lipídeos totais hepático e lâminas de microscopia foram feitas para avaliação dos hepatócitos. Não houve diferença significativa em relação ao peso corporal dos animais, ao consumo da dieta e nas análises de colesterol total sérico entre os grupos estudados. Avaliando-se a relação VLDL +LDL/HDL, os níveis encontrados no grupo HT foram significativamente menores que o grupo CH. Já em relação ao colesterol hepático, o grupo HT mostrou níveis menores de colesterol que o CH. Observou-se nos lipídeos hepáticos que não houve diferença significativa entre os grupo CH e HT, e no peso do fígado houve diferença significativa entre os grupos avaliados. Em relação à microscopia, os grupos hipercolesterolêmicos apresentaram discreta vacuolização no citoplasma dos hepatócitos. Concluiu-se, que o polvilho da fruta-de-lobo não influenciou o colesterol sérico dos animais, entretanto, reduziu os níveis de colesterol hepático.

The fruit-of-wolf flour is a product extracted from the pulp of green fruit-of-wolf (Solanum lycocarpum A. St .- Hil.) and is commonly used. Little is known about this flour, but several therapeutic effects, including cholesterol reduction, are attributed to it. This study aimed to verify the action of the administration of fruit-of-wolf flour to hypercholesterolemic animals. We used 24 female Wistar rats allocated in randomized design to three groups containing 8 animals each. These groups were defined as normal control (CN), hypocholesterolemic control (CH) and hypocholesterolemic treated rats (HT). The CN group received a commercial diet, while the CH and the HT group received the commercial diet enriched with cholesterol and cholic acid; the HT group also received 100 mg of fruit-of-wolf flour, daily, by orogastric tube. The experiment lasted for six weeks and the following characteristics were evaluated: weekly total serum cholesterol, weekly weight of animals and daily food intake. At the end of the experiment, we assessed the following parameters: serum cholesterol fractions HDL, LDL + VLDL, liver weight, liver total cholesterol, liver total lipids and microscopic slides were prepared for the evaluation of hepatocytes. There was no significant difference in body weight of animals, diet consumption and analysis of serum total cholesterol among the studied groups. Assessing the relationship VLDL + LDL / HDL, the levels found for the HT group were significantly lower than those for the CH group. As regards liver cholesterol, the HT group showed lower cholesterol levels than the CH group. For liver lipids there was no significant difference between the CH and the HT group, and for liver weight there was no significant difference among the studied groups. As to microscopy, the hypercholesterolemic groups showed slight vacuolization in the cytoplasm of hepatocytes. It was concluded that fruit-of-wolf flour did not influence the serum cholesterol of animals but reduced the levels of liver cholesterol.

Cinética de secagem de folhas de Solanum lycocarpum A. St.-Hil. (fruta-de-lobo) / Drying kinetics of leaves of Solanum lycocarpum A. St.-Hil. (wolf apple)

Objetivou-se neste trabalho determinar o tempo de secagem e modelar as curvas de secagem de folhas de fruta-de-lobo (Solanum lycocarpum A. St.-Hil.) secas em temperaturas de 40, 50 e 60ºC, num secador de leito fixo em camada fina com velocidade do ar de 0,81 m s-1, bem como estimar o coeficiente de difusão efetivo e a energia de ativação. Aos dados experimentais foram ajustados oito modelos matemáticos. As magnitudes do coeficiente de determinação (R²), do erro médio relativo (P) e do erro médio estimado (SE) foram utilizadas para verificar o grau de ajuste dos modelos. Concluiu-se que: a) O tempo de secagem diminuiu com o aumento da temperatura; b) os modelos de secagem Logaritmo e de Midilli et al. foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais; c) Os valores do coeficiente de difusão aumentaram de acordo com a elevação da temperatura do ar de secagem e d) O valor da energia de ativação para a folha Solanum lycocarpum A. St.-Hil. foi de 44, 60 kJ mol-1.

The aims of this study were to determine the drying time and the shape of the drying curves of leaves of wolf apple (Solanum lycocarpum A. St.-Hil.) dried at temperatures of 40, 50 and 60ºC in a thin layer fixed-bed dryer at air velocity of 0.81 m s-1, and to estimate the effective diffusion coefficient and activation energy. Eight mathematical models were fit to the experimental data. The magnitude of the coefficient of determination (R²), the mean relative error (P) and the estimated standard error (SE) were used to verify the fitting degree of the models. It was concluded that: a) The drying time decreased with increasing temperatures; b) the drying models of Logarithm and of Midilli et al. best fit to the experimental data; c) The values of the diffusion coefficient increased with the rising temperature of the drying air; d) The value of activation energy for the leaf of Solanum lycocarpum A. St.-Hil. was 44.60 kJ mol-1.

Estudio taxonómico del grupo de especies Solanum confine de la sección Geminata (solanaceae) / Taxonomic study of the group of species Solanum confine of the section Geminata (Solanaceae)

La Sección Geminata es una de las más grandes del género Solanum, incluyendo un total de 126 especies que han sido separadas en 16 grupos, de los cuales 12 están representados en Venezuela con 35 especies. El objetivo de este trabajo fue hacer la revisión taxonómica de las especies S. capillipes, S. dissimile, S. erosomarginatum, S. ombrophilum y S. tenuiflagellatum pertenecientes al Grupo de Especies Solanum confine y presentes en Venezuela. Se utilizó material fresco y de los herbarios HERZU, MER, MERF, MO, MY, PORT, US y VEN, procesado para su estudio según las técnicas taxonómicas convencionales. Se incluye descripción, distribución geográfica, hábitat e ilustración de cada una de las especies, asimismo se ofrece una clave para las especies registradas.

The Section Geminata is one of the biggest of the genus Solanum, including a total of 126 species that have beenseparated in 16 groups of which 12 are represented in Venezuela with 35 species. The objective of this work was to make the taxonomic revision of the species S. capillipes, S. dissimile, S. erosomarginatum, S. ombrophilum and S. tenuiflagellatum belonging to the Group of Species Solanum confine and present in Venezuela. Fresh material was used and dried belonging to the herbaria HERZU, MER, MERF, MO, MY, PORT, US and VEN, processed for its study according to the taxonomic conventional technical. Description, geographical distribution, habitat and illustration of each one of the species is included, also a key for the registered species.