Produção de valepotriatos em culturas líquidas de plantas de Valeriana glechomifolia Meyer (Valerianaceae)

Valeriana glechomifolia, espécie endêmica do Sul do Brasil, produz valepotriatos nas partes aéreas e raízes, os quais também ocorrem em rizomas da espécie européia Valeriana officinalis, usada na fabricação de fitoterápicos. Esses metabólitos monoterpênicos estão presumivelmente envolvidos em ação sedativa suave sobre o sistema nervoso central (SNC), bem como apresentam propriedades citotóxicas e antimicóticas. Para melhor compreender o perfil do acúmulo destes metabólitos e a regulação de sua biossíntese, um sistema de cultivo de plantas inteiras de V. glechomifolia em meio líquido foi desenvolvido, e o conteúdo de valepotriatos nestas plantas submetidas a diferentes fatores, tais como presença ou ausência de luz, estresse mecânico (ultrassom – US) e exposição a moléculas sinalizadoras de respostas de defesa como ácido salicílico (AS) e jasmônico (AJ) foi analisado por CLAE. Também foi avaliado o conteúdo de fenóis totais por espectrofotometria, pois recentemente foi descoberta uma possível atividade destes compostos extraídos de raízes de Valeriana officinalis sobre o SNC. Foi observado que o conteúdo de valepotriatos não foi alterado na ausência de luz, enquanto o número de raízes aumentou significativamente. Os demais fatores testados (AS, US e AJ) induziram apenas o acúmulo de valepotriatos, de modo que as vias de biossíntese de valepotriatos e compostos fenólicos parecem ser reguladas de modo independente neste sistema. Ensaios com inibidores específicos das vias de biossíntese plastídica e citossólica da unidade do esqueleto terpênico (isopentenil-pirofosfato - IPP), conduzidos sob condições de elicitação, mostraram reduções similares no conteúdo de valepotriatos, revelando que ambas rotas parecem participar de forma cooperativa e aproximadamente equânime na biossíntese de valepotriatos.Valeriana glechomifolia, an endemic species of southern Brazil, accumulates valepotriates in both shoots and roots. These metabolites are also present in the European species Valeriana officinalis, used in the production of phytomedicines. These monoterpene metabolites have a putative mild sedative effect on the central nervous system (CNS), and display cytotoxic and antifungal activities. In order to better understand the accumulation profile and the regulation of biosynthesis of these metabolites, a liquid culture system for whole-plants of V. glechomifolia was established, and the content of valepotriates in plants submitted to different factors, such as presence or absence of light, mechanical stress (ultrasound – US), and exposure to signaling molecules of defense responses, such as salycilic (SA) and jasmonic acid (JA), was analyzed by HPLC. The content of total phenolics was also evaluated spectrophotometrically since the involvement of flavonoids from roots of V. officinalis in the CNS effects was recently described. The results showed that the content of valepotriates was not altered in the absence of light, whereas the number of roots increased significantly. The various other factors investigated caused increases only in valepotriate contents, indicating that valepotriate and phenolic biosynthesis seem to be independently regulated in this system. Assays with specific inhibitors of the plastidic and cytosolic biosynthetic pathways leading to the terpene carbon skeleton unit (isopentenyl pyrophosphate - IPP), carried out under eliciting conditions, yielded similar reductions in the valepotriate content, suggesting that both routes participate in cooperative and approximately equivalent fashion on valepotriate biosynthesis

Produção de valepotriatos em culturas líquidas de plantas de Valeriana glechomifolia Meyer (Valerianaceae)

Valeriana glechomifolia, espécie endêmica do Sul do Brasil, produz valepotriatos nas partes aéreas e raízes, os quais também ocorrem em rizomas da espécie européia Valeriana officinalis, usada na fabricação de fitoterápicos. Esses metabólitos monoterpênicos estão presumivelmente envolvidos em ação sedativa suave sobre o sistema nervoso central (SNC), bem como apresentam propriedades citotóxicas e antimicóticas. Para melhor compreender o perfil do acúmulo destes metabólitos e a regulação de sua biossíntese, um sistema de cultivo de plantas inteiras de V. glechomifolia em meio líquido foi desenvolvido, e o conteúdo de valepotriatos nestas plantas submetidas a diferentes fatores, tais como presença ou ausência de luz, estresse mecânico (ultrassom – US) e exposição a moléculas sinalizadoras de respostas de defesa como ácido salicílico (AS) e jasmônico (AJ) foi analisado por CLAE. Também foi avaliado o conteúdo de fenóis totais por espectrofotometria, pois recentemente foi descoberta uma possível atividade destes compostos extraídos de raízes de Valeriana officinalis sobre o SNC. Foi observado que o conteúdo de valepotriatos não foi alterado na ausência de luz, enquanto o número de raízes aumentou significativamente. Os demais fatores testados (AS, US e AJ) induziram apenas o acúmulo de valepotriatos, de modo que as vias de biossíntese de valepotriatos e compostos fenólicos parecem ser reguladas de modo independente neste sistema. Ensaios com inibidores específicos das vias de biossíntese plastídica e citossólica da unidade do esqueleto terpênico (isopentenil-pirofosfato - IPP), conduzidos sob condições de elicitação, mostraram reduções similares no conteúdo de valepotriatos, revelando que ambas rotas parecem participar de forma cooperativa e aproximadamente equânime na biossíntese de valepotriatos.Valeriana glechomifolia, an endemic species of southern Brazil, accumulates valepotriates in both shoots and roots. These metabolites are also present in the European species Valeriana officinalis, used in the production of phytomedicines. These monoterpene metabolites have a putative mild sedative effect on the central nervous system (CNS), and display cytotoxic and antifungal activities. In order to better understand the accumulation profile and the regulation of biosynthesis of these metabolites, a liquid culture system for whole-plants of V. glechomifolia was established, and the content of valepotriates in plants submitted to different factors, such as presence or absence of light, mechanical stress (ultrasound – US), and exposure to signaling molecules of defense responses, such as salycilic (SA) and jasmonic acid (JA), was analyzed by HPLC. The content of total phenolics was also evaluated spectrophotometrically since the involvement of flavonoids from roots of V. officinalis in the CNS effects was recently described. The results showed that the content of valepotriates was not altered in the absence of light, whereas the number of roots increased significantly. The various other factors investigated caused increases only in valepotriate contents, indicating that valepotriate and phenolic biosynthesis seem to be independently regulated in this system. Assays with specific inhibitors of the plastidic and cytosolic biosynthetic pathways leading to the terpene carbon skeleton unit (isopentenyl pyrophosphate - IPP), carried out under eliciting conditions, yielded similar reductions in the valepotriate content, suggesting that both routes participate in cooperative and approximately equivalent fashion on valepotriate biosynthesis

Efeito de doses e fontes de carboidratos no crescimento de plantas de ginseng Brasileiro [Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen] Cultivadas in vitro Effect of carbohydrate concentration and source on growth of Brazilian ginseng [Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen] in vitro cultured plants

Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen é uma das espécies de ginseng brasileiro usada popularmente como planta medicinal. Com este trabalho objetivou-se avaliar o efeito de doses (15, 30, 45 e 60 g.L-1) e fontes de carboidratos (sacarose, frutose, glicose, maltose e lactose) no crescimento dessas plantas cultivadas in vitro. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com 15 repetições por tratamento. A parcela experimental consistiu de um tubo de ensaio contendo 10 mL de meio MS e um segmento nodal de 1,0 cm de comprimento e sem folhas. Os parâmetros avaliados aos 41 dias após a inoculação foram o número de brotações, o número total de segmentos nodais por plântula, a altura média das brotações, a altura da maior brotação, a massa fresca e seca da parte aérea e a massa seca das raízes. A melhor fonte de carbono para o crescimento in vitro da P. glomerata foi a sacarose, e a lactose é inapropriada. O número total de segmentos nodais, altura média das brotações, altura da maior brotação, massa fresca e seca da parte aérea e a massa seca de raízes aumentam pelo acréscimo das doses de sacarose, e em 30, 45 e 60 g.L-1 foram significativamente maiores do que aquelas proporcionadas pelas demais fontes de carbono.Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen is one of the brazilian ginseng species used as medicinal plant. The aim of this work was to evaluate the effect of carbohydrate concentration (15, 30, 45, and 60 g.L-1) and source (sucrose, fructose, glucose, maltose, and lactose) on the growth of plants grown in vitro. An entirely random statistical design with 15 replications per treatment was used. The experimental unity consisted of a test tube containing 10 mL of MS medium and 1-node segment of 1,0cm length and without leaves. After 41 days of the inoculation the growth parameters analyzed were sprout number, total number of nodal segment per seedling, average length of sprouts, length of the highest sprout, fresh and dry matter weight of aerial parts, and root dry matter weight. The best carbohydrate source for growth of P. glomerata in vitro cultured plants was sucrose, and lactose was found unsuitable. The total number of nodal segment per seedling, average length of sprouts, length of the highest sprout, fresh and dry matter weight of aerial parts, and root dry matter weight increase by sucrose concentrations, and at 30, 45 and 60 g.L-1 all parameters were significantly higher than those obtained by other carbon sources

Nitrogênio e fósforo no crescimento de plantas de ginseng brasileiro [Pfaffia glomerata(Spreng.) Pedersen] cultivadas in vitro Nitrogen and phosphorus on growth of brazilian ginseng [Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen] in vitro cultured plants

O ginseng brasileiro [Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen] apresenta propriedades medicinais marcantes e, por isso, atualmente, é largamente explorado de forma extrativista, tanto por parte dos coletores de ervas como pela indústria farmacêutica. Este trabalho objetivou caracterizar o efeito da variação isolada da concentração de N e P do meio MS no crescimento de plantas de P. glomerata cultivadas in vitro. Segmentos nodais de 1,0cm de comprimento e sem folhas, de plantas já estabelecidas in vitro, foram cultivados em meio MS contendo cinco concentrações (0, 25, 50, 100 e 150% da concentração padrão do meio de cultura MS) de nitrogênio ou fósforo. Aos 15 dias após a inoculação (DAI), o número de raízes e o percentual de enraizamento são maiores na concentração de N e P equivalentes a 50% daquela do meio de cultura MS. Aos 40 DAI, o crescimento em altura das brotações, número de segmentos nodais, índice de área foliar, número de folhas, matéria seca de raízes, da parte aérea e total da planta é maior na concentração de N e P, em média, próxima a 80% daquela do meio de cultura MS.<br>Brazilian ginseng [Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen] has expressionable medicinal properties, and therefore, nowadays it is extensively exploited either by the herb collectors as well as the pharmaceutical industry. The aim of this work was to characterize the effect of N and P concentrations from the MS medium on growth of P. glomerata in vitro cultured plants. 1-node segment without leaves, from in vitro cultivated plants, were grown on five levels (0, 25, 50, 100, and 150% of the strength of the MS medium) of N and P. After 15 days of inoculation, root number and rooting percentage are greater on N and P levels of the MS medium with 50% strength. After 40 days of inoculation, growth, based on sprout height, number of nodal segments per plant, leave area index per plant, number of leaves per plant, dry weight of aerial parts, roots and of the whole plant, is greater when the N and P levels of the MS medium is near to 80% strength

Arterial diffuse intimal thickening associated with enzootic calcinosis of sheep Espessamento intimal difuso das artérias na calcinose enzoótica dos ovinos

Morphometric, immunohistochemical and ultrastructural studies were carried out on the diffuse intimal thickening (DIT) in arteries of 7 sheep with clinical signs of naturally occurring enzootic calcinosis due to ingestion of the plant Nierembergia veitchii. Arterial lesions consisted of medial deposition of calcium salts and DIT. Calcification of the intima was rare, mild and located near the elastic lamina. By immunohistochemistry <FONT FACE="Symbol">a</FONT>-actin was detected in cells of the media and in cells forming the intimal thickening. Receptors for 1,25(OH)2 vitamin D3 were detected in nuclei of intimal, medial and endothelial cells. DIT was irregularly distributed and was neither proportionally related to the intensity of the underlying mineralization area nor to the thickening of the remaining media. Ultrastructural morphometry in smooth muscle cells (SMCs) of the media and thickened intima revealed, in the latter, an increase of 318% in the volumetric fraction of those organelles involved in synthesis and a proportional decrease in contractile elements when compared to normal values of media cells. There were histological and ultrastructural evidences of modification of SMCs and their migration to the intima, where they proliferated causing DIT. It was concluded that DIT is a consistent component of arteriosclerotic lesions in N. veitchii induced calcinosis of sheep and that the predominant cell in this process is the SMCs originated from its predecessors of the media. It is suggested that the inducing factor for the arterial changes is 1,25(OH)2 D3 present in N. veitchii.<br>Foram feitos estudos morfométrico, imunoistoquímico e ultra-estrutural do espessamento intimal difuso (DIT) das artérias de 7 ovinos com sinais clínicos de calcinose enzoótica espontânea causada pela ingestão da planta Nierembergia veitchii. As lesões caracterizavam-se por deposição de sais de cálcio na média como placas e estrias que, com frequência faziam saliência para a luz, criando rugosidades e irregularidades da íntima. Não foram observadas calcificações na artéria pulmonar e no sistema venoso. Microscopicamente, as calcificações das artérias restringiam-se quase que exclusivamente à média. Na imunoistoquimica, foi verificada <FONT FACE="Symbol">a</FONT>-actina nas células da média e nas do espessamento intimal. Receptores para 1,25(OH)2D3 foram evidenciados nos núcleos das células musculares da média, da íntima e das células endoteliais. As análises morfométricas em microscopia ótica revelaram, nas artérias, DIT irregularmente distribuido sem relação com a intensidade dos processos de calcificação subjacente nem com a espessura da média remanescente. A morfometria das alterações ultra-estruturais das células musculares lisas da média e da íntima espessada, mostrou que nessas últimas foi verificado aumento de até 318% na fração volumétrica das organelas de síntese em detrimento dos elementos contráteis, quando comparados com os valores das células da média. Essas modificações indicam a transformação das células musculares lisas de um tipo contrátil para células de tipo sintético. Entre essses dois extremos foram evidenciadas diversas formas intermediárias. Foram observadas evidências histológicas e ultra-estruturais da transformação e migração de células da média através das fenestras da lâmina elástica interna, para a íntima, onde proliferam e formam o DIT. Foi concluído que o DIT é um componente constante nas lesões arterioscleróticas nas calcinoses dos ovinos induzidas pela planta N. veitchii e que as células predominantes são células musculares lisas provenientes de predecessoras da média. Foi constatado que o DIT só excepcionalmente apresenta calcificação, vascularização, presença de células espumosas e fendas de colesterol. Não foram vistas áreas de necrose. Sugere-se que o fator indutor das alterações arteriais é o 1,25(OH)2D3 contido em N. veitchii