Flavonoides
- 1. Flavonóides com capacidade antioxidante Marisa de Barros Sousa e Silva Química Aplicada Faculdade de Ciências e Tecnologia Universidade Nova de Lisboa Resumo O presente artigo de revisão pretende dar uma perspectiva sobre a aplicação dos flavonóides como agentes antioxidantes, dando uma visão geral sobre esta classe de compostos, abordando a problemática do stress oxidativo, a relação estrutura/actividade antioxidante destes compostos e as suas aplicações como substâncias que possuem esta importante propriedade em diversas patologias. Palavras-chave: flavonóides, antioxidantes, stress oxidativo. Introdução ingestão de alimentos que os contenham ou através de suplementos nutritivos. Os flavonóides foram descobertos em Exemplos de fontes de flavonóides são 1930 pelo prémio Nobel Szent-György, frutas, verduras, cerveja, vinho, chá verde, que extraiu a citrina da casca do limão, chá preto e soja. A maioria dos possuindo, esta substância, a capacidade flavonóides presentes no vinho provêm da de regulação da permeabilidade dos uva, especialmente da pele, e do capilares. Assim, esta classe de produtos processo fermentativo.1 naturais foi inicialmente denominada como Os pigmentos em estudo são compostos vitamina P (de permeabilidade) e também de baixo peso molecular, com uma por vitamina C2, visto que algumas das estrutura base C6-C3-C6 (dois anéis fenil substâncias pertencentes a esta classe – A e B – ligados através de um anel 1 apresentavam propriedades semelhantes pirano – C) . às da vitamina C. Porém, dada a não 3' confirmação destas substâncias como 4' 2' vitaminas, esta classificação foi B abandonada em 19501. 8 O 1' 5' Estes compostos podem ser definidos 7 2 como uma classe de metabolitos A C 6' secundários de plantas, que derivam da 6 3 condensação de uma molécula de ácido 5 4 cinâmico com três grupos malonil-CoA2 e que participam na fase dependente de luz Figura 1 – Estrutura base dos flavonóides da fotossíntese, durante a qual catalisam o transporte de electrões1. Dependendo da substituição e do nível de Os flavonóides são pigmentos naturais oxidação no anel C3, os flavonóides presentes nos vegetais que podem ser divididos em 14 classes, sendo desempenham um papel fundamental na os que se incluem na dieta humana protecção contra agentes oxidantes, como divididos essencialmente em 6 grupos: por exemplo os raios ultravioleta, a • Flavanois – possuem um grupo poluição ambiental, substâncias químicas hidroxilo na posição 3. Exemplos: presentes nos alimentos, entre outros, e catequina, epicatequina. actuam também como agentes • Flavonois – possuem um grupo terapêuticos num elevado número de carbonilo na posição 4, um grupo patologias, tais como arteriosclerose e hidroxilo na posição 3 e uma cancro. Dado que não podem ser ligação dupla entre as posições sintetizados pelo nosso organismo, sendo 2,3. Exemplos: quercitina, representativos da parte não energética kaempferol e quercitagetina. da dieta humana, são obtidos através da
- 2. • Flavonas – possuem um grupo podem ter consequências graves se os carbonilo na posição 4 e uma seus produtos não forem neutralizados ligação dupla entre as posições por um sistema antioxidante eficiente.4 2,3. Exemplos: rutina, apigenina, A redução completa do oxigénio molecular luteoleína. envolve quatro electrões, resultando em • Antocianidinas – possuem um água como produto final da cadeia grupo hidroxilo na posição 3 e respiratória4. Porém, podem ocorrer duas ligações duplas, uma entre situações em que o oxigénio é o átomo de oxigénio e o carbono parcialmente reduzido, resultando como 2 e outra entre os carbonos 3 e 4. produtos destas reacções secundárias Exemplos: cianidina, petunidina, vários intermediários com alto poder malvidina. oxidante, que podem conduzir a • Isoflavonóides – possuem um oxidações secundárias. Aproximadamente grupo carbonilo na posição 4 e o entre 2 a 5% do oxigénio utilizado nas anel B encontra-se ligado à mitocôndrias formam estes produtos restante molécula através do secundários.5 Outras possíveis fontes de carbono 3. Podem ainda possuir espécies oxidantes são poluentes do ar, uma ligação dupla entre os tabaco e fumo, radiação UV e uma dieta carbonos 2 e 3. Exemplos: rica em ácidos gordos poli-insaturados3,4. genisteína, coumestrol. As células dos organismos vivos possuem • Flavononas – possuem um grupo dois sistemas de defesa contra os danos carbonilo na posição 4. produzidos pelos radicais livres, sendo o Exemplos:miricetina, hesperidina, primeiro um sistema de defesa naringina, naringenina.1,2 enzimático, constituído pelas enzimas Dentro da mesma classe os flavonóides superóxido dismutase (SOD), glutationa diferem na substituição dos anéis A e B.3 peroxidase, glutationa reductase e Estes encontram-se na natureza sob a catalase, e o segundo um sistema de forma de glicosídeos, o que promove uma defesa não enzimático, constituído por melhor absorção intestinal e uma maior antioxidantes dietéticos, como a vitamina bioavaliabilidade destes compostos2. No E e a glutationa.2 entanto, o glicosídeo apresenta menor Embora o organismo tenha capacidade de reactividade na neutralização de radicais prevenir reacções indesejáveis e de livres que o flavonóide correspondente, reparar moléculas e tecidos danificados, bem como uma maior hidrossolubilidade1. estes mecanismos de defesa não são Os glicosídeos formam-se através da suficientemente abrangentes para união de resíduos de D-glucose à posição prevenir e reparar os danos causados por 3 ou à posição 7 destes flavonóides, todas as reacções indesejáveis, ocorrendo sendo a primeira substituição a mais a acumulação dos produtos destas frequente. Outros resíduos de açúcares reacções, que se tornará prejudicial ao fim que também se podem encontrar ligados de um certo período de tempo. Esta a este tipo de compostos são a D- situação de desequilíbrio entre a formação galactose, a L-ramnose, a L-arabinose, a de espécies com poder oxidante e a sua D-xilose e o ácido D-glucorónico1. destruição denomina-se por stress Estima-se que o valor médio diário de oxidativo e pode conduzir a um ingestão de flavonóides seja de 23mg/dia, metabolismo anormal, à perda de funções sendo os flavonois os predominantes. A fisiológicas, a doenças e, inclusivamente, sua excreção ocorre primordialmente pela à morte.4 urina, dada a sua solubilidade em água1. Existem duas classes de compostos responsáveis pela situação de stress oxidativo, sendo elas os radicais livres, O problema da oxidação espécies que possuem pelo menos um electrão desemparelhado, sendo bastante Todos os organismos aeróbios instáveis e promovendo transferências electrónicas rápidas, e as espécies necessitam de oxigénio molecular como aceitador electrónico para uma produção reactivas de oxigénio (ROS), eficiente de energia. Contudo, o oxigénio intermediários instáveis que derivam do oxigénio molecular.4 é um forte oxidante, tornando-se impossível impedir oxidações secundárias Os alvos biológicos principais dos radicais promovidas por esta molécula, não livres e das ROS são as proteínas, cuja oxidação conduz à perda de função ou à envolvidas no metabolismo fisiológico, que
- 3. degradação prematura nos proteossomas, OH os lípidos, cuja oxidação altera as OH propriedades físicas das membranas celulares e, consequentemente, a sua B função, e o DNA, cuja oxidação pode HO O conduzir a mutações genicas, a síntese OH A C proteica anormal, a alteração na expressão génica, a apoptose e à morte OH celular.4 OH O Figura 2 - Estrutura da miricetina Flavonóides – relação estrutura/ actividade antioxidante OH OH Surgem três requisitos na estrutura química dos flavonóides possivelmente B responsáveis pela actividade de HO O neutralização de radicais exercida por A C esta classe de compostos, sendo eles: • presença do grupo orto-dihidroxi OH ou grupo catecol no anel B, o que confere uma maior estabilidade à OH O forma radicalar, pois contribui Figura 3 - Estrutura da quercitina para a deslocalização dos electrões; A actividade antioxidante de um • ligação dupla conjugada com a flavonóide é, então, determinada pelo anel função 4-oxo, aumenta B, enquanto que a restante estrutura base deslocalização electrónica a partir tem apenas uma pequena influência. Isto do anel B; verifica-se devido a uma maior • grupos hidroxilo nas posições 3 e capacidade electrodoadora deste anel, 5 com função oxo, que promove a havendo uma maior influência da restante deslocalização electrónica do estrutura base com o decréscimo de grupo 4-oxo para estes dois actividade antioxidante do anel B.6 substituintes.1,6 O arranjo espacial dos substituintes Deste modo, a miricetina será o flavonóide presentes na molécula torna-se um factor que apresenta um carácter antioxidante que contribui também com bastante peso mais efectivo, seguida da quercitina6. para a actividade antioxidante destes Verificou-se que este último possui uma compostos.7 capacidade de actuar como agente Em termos gerais, o factor que determina antioxidante 5 vezes superior à das o carácter antioxidante de um dado vitaminas E e C1. O ácido ascórbico reduz flavonóide será a estabilidade redox do este flavonóide, sendo que a combinação radical formado a partir do flavonóide dos dois agentes permite manter as suas original1. propriedades antioxidantes por mais tempo1. No entanto, a quercitina apresenta também benefícios quando Flavonóides como agentes conjugada com a vitamina E, visto que antioxidantes inibe a sua foto-oxidação na membrana celular das células sanguíneas1. Muitas das acções biológicas dos flavonóides podem ser atribuídas às suas propriedades antioxidantes, quer através das suas capacidades redutoras, quer através da influência que exercem no estado redox do meio intracelular.8 As capacidades antioxidantes dos flavonóides aplicam-se sobretudo na neutralização das espécies reactivas de oxigénio (ROS), como os aniões peróxido, os radicais hidroxilo, os peróxidos lipídicos
- 4. e os hidroperóxidos, embora estas do retardamento da degradação também desempenhem uma função endógena do α-tocoferol e do β-caroteno, preventiva na oxidação das lipoproteínas bem como através da inibição da oxidação de baixa densidade (LDL). Deste modo, dos lípidos plasmáticos.2 anulam os efeitos negativos destas A catequina, epicatequina e ácido gálico espécies sobre as células.1 diminuem o número de cortes em cadeias Os flavonóides podem facilmente actuar simples de DNA provocados pelo óxido como neutralizadores de radicais livres nítrico e pelo anião nitroxilo.2 num meio aquoso, devido às suas Os flavonóides inibem as enzimas características anfifáticas. Podem também responsáveis pela produção do anião neutralizar aniões superóxido produzidos superóxido, como a xantina oxidase e a por via química ou enzimática.2 proteína cinase C. Estes compostos Alguns flavonóides apresentam também a inibem também a ciclo-oxigenase, lipo- capacidade de eliminar os processos de oxigenase, mono-oxigenase microssomal, peroxidação lipídica do ácido linoléico e glutationa S-transferase, succinoxidase dos fosfolípidos das membranas, bem mitocondrial e NADH oxidase, estando como a peroxidação dos glóbulos todas as enzimas descritas envolvidas na vermelhos.1 geração de ROS.3 Devido aos seus pequenos potenciais Flavonóides tais como a quercitina e o redox, os flavonóides são kaempferol são importantes no controlo termodinamicamente capazes de reduzir das concentrações intracelulares de radicais extremamente oxidantes, como o glutationa. Ao actuarem ao nível do gene superóxido, peroxilo, alcoxilo e hidroxilo, de regulação são capazes de aumentar o através da doação de hidrogénio. A seu nível a 50%, induzindo o sistema actividade antioxidante dos flavonóides antioxidante celular, o que se relaciona encontra-se dependente das reacções com a sua potencial actividade anti- laterais do radical aroxilo.3 cancerígena.1 • observação das suas capacidades Os flavonóides desempenham um papel antioxidantes in vivo importante na inibição da carcinogénesis, mutagénesis e doenças cardiovasculares, Observou-se que o local onde os estando esta inibição relacionada com a flavonóides desempenham inicialmente o sua actividade antioxidante in vivo e in seu primeiro papel como antioxidantes é vitro.2 no tracto intestinal, limitando a formação 2 de ROS e capturando os ROS formados. • observação das suas capacidades A quercitina inibe a peroxidação lipídica antioxidantes in vitro produzida pelo ferro e inibe a produção de óxido nítrico no fígado, alterando vias de Os flavonóides possibilitam a inibição da expressão de proteínas celulares.1 oxidação das lipoproteínas de baixa O consumo de sumo de uva preta protege densidades (LDL) pelos macrofagos, contra a oxidação das LDL. Deste modo, contribuindo também para reduzir a os flavonóides presentes neste tipo de citotoxicidade das LDL já oxidadas1. A sumo e também presentes no vinho tinto catequina e a quercitina são exemplos de podem desempenhar um papel importante flavonóides que inibem esta oxidação2. na inibição da arteriosclerose.2 Diversos flavonóides revelaram a Alguns flavonóides podem reduzir a capacidade de inibir a expressão da óxido oxidação dos ácidos gordos poli- nítrico sintetase e a formação de óxido insaturados presentes nos microssomas 1 nítrico em macrófagos . do fígado de ratos.2 Os flavonóides presentes nos vegetais, frutas e chá apresentam a capacidade de capturar os seguintes radicais: hidroxilo, Aplicações das propriedades peroxilo, superóxido, óxido nítrico e DPPH antioxidantes dos flavonóides a (1,1-difenil-2-picrilhidrazil).2 A catequina, a quercitina e o kaempferol várias patologias são exemplos de flavonóides que inibem a oxidação do ácido linoleico.2 Encontra-se sempre associada uma Demonstrou-se a actividade antioxidante situação de stress oxidativo a todos os da catequina no plasma humano através tipos de doenças, embora não se saiba se
- 5. este surge como causa ou como Mais uma vez, a capacidade antioxidante 4 consequência. dos flavonóides será importante no início deste tipo de patologias. • Cancro2 O cancro é definido como um grupo de A doença de Alzheimer causa a perda doenças caracterizada pelo crescimento e gradual de células do cérebro, conduzindo proliferação incontrolados de células. a uma situação de demência4. O cérebro Pode ser induzido pelo estilo de vida, pelo de doentes que apresentam este tipo de ambiente ou por factores genéticos. patologia apresenta marcas associadas a De acordo com estudos epidemiológicos uma situação de stress oxidativo4, que efectuados verificou-se uma relação poderá ser atenuada pelo consumo de inversa entre uma dieta constituída por alimentos constituídos por flavonóides antioxidantes e a incidência de cancro, com capacidade antioxidante. sendo os flavonóides uma das espécies responsáveis por esta relação. A doença de Parkinson encontra-se Os flavonóides catequina e hesperidina relacionada com a degeneração dos apresentaram efeitos quimioprotectores neurónios dopaminérgicos na substância contra o cancro do cólon induzido por negra. A auto-oxidação da dopamina, bem aminas heterocíclicas em ratos. como o seu catabolismo, pela monoamina Verificou-se também a existência de uma oxidase, produzem superóxido e peróxido relação entre o ácido gálico e a indução de hidrogénio, responsáveis pelos níveis da apoptose (morte celular programada elevados de stress oxidativo que se necessária na eliminação de células verificam na substância negra4. danificadas ou cancerosas durante os Também nesta patologia as propriedades tratamentos do cancro). antioxidantes dos flavonóides poderão ter um papel crucial. • Doenças cardiovasculares2 A incidência de trombose está Envelhecimento normalmente associada a níveis altos de A actividade metabólica natural produz colesterol no sangue. lixo metabólico que o organismo nem Estudos epidemiológicos demonstraram sempre consegue eliminar devidamente. uma redução do risco de trombose com o Este lixo metabólico é constituído por aumento da ingestão de alimentos moléculas oxidadas que podem conduzir à constituídos por flavonóides com oxidação de outras.4 capacidade antioxidante. De facto verifica-se um aumento de marcas de stress oxidativo em tecidos de • Arteriosclerose indivíduos idosos, cuja acumulação no O processo inicial desta doença pode ser organismo se torna citotóxica.4 provocado por excesso de gordura, Mais uma vez, os flavonóides com metabolismo de lípidos deficiente, capacidade antioxidante podem infecção, presença de toxinas ou representar uma fonte viável de metabolitos tóxicos ou por stress eliminação desse lixo metabólico. oxidativo.4 Deste modo, a ingestão de flavonóides pode desempenhar um papel protector no início do desenvolvimento Conclusões desta patologia. Sendo os flavonóides uma classe de • Doenças neurodegenerativas produtos naturais muito vasta e com O cérebro, embora represente apenas 2% diversas aplicações, foi objectivo principal da massa corporal, processa cerca de deste artigo de revisão dar uma 20% do oxigénio consumido, de modo a perspectiva geral sobre estes composto, suportar a actividade eléctrica neuronal. dando especial atenção às suas Assim, são produzidas grandes propriedades antioxidantes e à sua quantidades de superóxido e óxido nítrico, aplicação em diversas patologias. desempenhando, este último, um papel Deste modo, verificou-se que o flavonóide fundamental como mensageiro biológico, que apresenta uma melhor relação no cérebro, o que pode conduzir à estrutura/actividade antioxidante é a produção de ROS4. miricetina. Verificou-se também a aplicação destes compostos em situações patológicas
- 6. 1 geradas por stress oxidativo, como o Martínez-Flores, S. y cols.; Nutr. Hosp.; cancro, doenças cardiovasculares e 2002; 17(6); 271-278 2 doenças neurodegenerativas, bem como Yilmaz, Y. & Toledo, R. T.; Trends in em situações de stress oxidativo normal Food Science & Technology; 2004; 15; que conduzem ao envelhecimento. 422-433 3 Embora o presente artigo exponha Pietta, P. G.; J. Nat. Prod. ; 2000 ; 63 ; resultados de estudos das propriedades 1035-1042 4 antioxidantes dos flavonóides in vitro e in Sorg, O.; C. R. Biologies; 2004; 327; vivo, seria importante uma contribuição 649-662 5 para o esclarecimento dos mecanismos Urso, M. L. & Clarkson, P. M. ; envolvidos na actividade antioxidante Toxicology ; 2003 ; 189 ; 41-54 6 destes compostos, o que não foi possível. Silva, M. M. et al.; Free Radical Research ; 2002 ; 36 (11); 1219-1227 7 Heim, K. E. et al. ; Journal of Nutritional Referências Biochemistry ; 2002 ; 13 ; 572-584 8 Williams, R. J. et al.; Free Radical Biology & Medicine; 2004; 36 (7); 838-849