Extração, purificação, caracterização estrutural e atividade antioxidante e antifadiga de pectinas obtidas da acerola (Malphigia emarginata)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Klosterhoff, Rafael Roberto
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/63614
Resumo: Orientadora : Profª Drª Lucimara M.C. Cordeiro
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spelling Klosterhoff, Rafael RobertoCordeiro, Lucimara Mach C.Iacomini, Marcello, 1947-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências (Bioquímica)2019-10-08T17:56:53Z2019-10-08T17:56:53Z2017https://hdl.handle.net/1884/63614Orientadora : Profª Drª Lucimara M.C. CordeiroCoorientador : Prof. Dr. Marcello IacominiDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 30/03/2017Inclui referênciasResumo: Malpighia emarginata é uma planta frutífera tropical, encontrada naturalmente nas ilhas do Caribe e na América do Sul, seu fruto comestível é conhecido como Acerola ou Barbados Cherry. Seus polissacarídeos foram obtidos por extrações aquosas, submetidas ao processo de congelamento e descongelamento e por ultrafiltração. Foram realizadas análises de composição monossacarídica, HPSEC, metilação e obtidos espectros de RMN da fração purificada (ACWS-01E). Os resultados apresentaram uma pectina rica em arabinana, com massa molar de 6.1 x 104 g/mol e constituída principalmente por uma homogalacturonana altamente metil-esterificada (DM= 86%) e arabinanas ramificadas. Estas últimas estão ancoradas em regiões de ramnogalacturonana do tipo I. A cadeia principal das arabinanas são constituídas por unidades de ?-Araf (1?5)-ligadas ramificadas somente em O-3. A potencial atividade antioxidante intracelular da fração ACWS-01E contra o stress oxidativo induzido pelo H2O2 em linhagem celular de fibroblasto murino (3T3) foi determinada através da sonda DCFH-DA. O tratamento com a fração ACWS-01E reduziu significativamente o efeito citotóxico induzido pelo H2O2, assim como os níveis de ROS. Estes resultados sugerem que ACWS-01E protegeu e aumentou a viabilidade das células NIH-3T3 após toxicidade induzida pelo H2O2 através da diminuição dos níveis intracelulares de ROS. Uma nova extração foi realizada para obter quantidade suficiente de amostra para avaliar atividades biológicas in vivo, da fração denominada ACWS. Esta nova fração apresentou 93% de carboidratos totais, massa molar relativa de 7,5 × 104 g/mol, ácido galacturônico, arabinose, galactose, xilose e ramnose numa relação molar de 52,1:32,4:7,2:4,8:3,5 e teve sua estrutura confirmada por análises de RMN. A atividade antifadiga da fração ACWS foi avaliada utilizando o Weight load swim test. ACWS foi administrada via oral em doses de 50 mg/kg, 100 mg/kg e 200 mg/kg durante 28 dias. Foram determinados parâmetros bioquímicos plasmáticos, respiração de fibras musculares esqueléticas permeabilizadas e dosados níveis de GSH e lipoperoxidação (LPO) em diferentes áreas do cérebro (córtex pré-frontal, hipocampo, estriado e hipotálamo). ACWS prolongou o tempo de natação, aumentou os níveis plasmáticos de glucose, triglicérideos, lactato e os níveis de GSH no hipocampo em todas as doses testadas. A capacidade respiratória mitocondrial do músculo esquelético foi aumentada nas doses média e alta de ACWS. Este estudo fornece uma forte evidência de que a suplementação de polissacarídeos pécticos da M. emarginata tem atividade antifadiga, pode modificar a cinética da mobilização de substratos energéticos (carboidratos e gorduras) e a capacidade respiratória do músculo esquelético, bem como o status antioxidante no hipocampo dos animais. Palavras-chave: Malpighia emarginata, pectina, atividade antioxidante intracelular, atividade antifadiga.Abstract: Malpighia emarginata is a tropical fruit plant, found naturally in the Caribbean islands and South America that produces an edible fruit known as acerola or Barbados Cherry. Its polysaccharides were obtained by aqueous extraction, submitted to a freezing and thawing process and ultrafiltration. A homogeneous fraction (ACWS- 01E) was analyzed by sugar composition, HPSEC, methylation and NMR spectroscopy analyses. The results showed an arabinan-rich pectic polysaccharide, with 6.1 x 104 g/mol and formed mainly by a high methyl esterified (DM= 86%) homogalacturonan and branched arabinan. This latter is anchored in type I rhamnogalacturonan regions. The main chain of arabinan consisted of (1?5)-linked ?-Araf, branched only at O-3. The potential ACWS-01E intracellular antioxidant activity against H2O2-induced oxidative stress in murine fibroblast cell line (3T3) was determined by DCFH-DA assay. The treatment with ACWS-01E significantly reduced H2O2-induced cytotoxic effect and the levels of ROS. These findings suggested that ACWS-01E protected and improved NIH 3T3 cell viability from H2O2-induced toxicity by decreasing intracellular levels of ROS. A new extraction was performed to obtain sufficient amount of sample of ACWS fraction to perform biological activities in vivo. This fraction presented 93% of total carbohydrate, relative molecular weight of 7.5 × 104 g/mol, galacturonic acid, arabinose, galactose, xylose and rhamnose in 52.1:32.4:7.2:4.8:3.5 molar ratio and had its structure confirmed by NMR analysis. The anti-fatigue activity of ACWS was evaluated using the weight load swim test on trained mice. ACWS was orally administered at doses of 50mg/kg, 100mg/kg and 200mg/kg for 28 days. Plasma biochemical parameters, respiration of permeabilized skeletal muscle fibers, and GSH levels and lipoperoxidation (LPO) in the brain (prefrontal cortex, hippocampus, striatum and hypothalamus) were determined. ACWS could lengthen the swimming time, increase the plasma levels of glucose, triglycerides, lactate, and the GSH levels in the hippocampus at all tested doses. The mitochondrial respiratory capacity of the skeletal muscle was increased at middle and high ACWS dose. This study provides strong evidence that M. emarginata pectic polysaccharide supplementation have anti-fatigue activity, can modify the kinetics of energy substrates (carbohydrate and fat) mobilization and the respiratory capacity of the skeletal muscle, as well the antioxidant status in the hippocampus of ACWS treated animals. Keywords: Pectin; Malpighia emarginata; intracellular antioxidant activity, antifatigue activity.88 f. : il.application/pdfBioquímicaAcerolaPectinaAntioxidantesExtração, purificação, caracterização estrutural e atividade antioxidante e antifadiga de pectinas obtidas da acerola (Malphigia emarginata)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - RAFAEL ROBERTO KLOSTERHOFF.pdfapplication/pdf10932805https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/63614/1/R%20-%20D%20-%20RAFAEL%20ROBERTO%20KLOSTERHOFF.pdf06ce28bcddbf0079724fe77489398f5cMD51open access1884/636142019-10-08 14:56:53.56open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/63614Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082019-10-08T17:56:53Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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