Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE / The essential oils (EOs) are compounds extracted from plants that have a great variety of biological activities reported in the literature. In this class, carvone, an unsaturated ketone monoterpene, is found in nature under two enantiomeric forms: S-(+)-carvone and R-(-)-carvone. Carvone has several pharmacological properties such as anticancer, anticonvulsant, anxiolytic, antidepressant and anti-inflammatory. R-(-)-carvone has some physico-chemical characteristics that limit its use, such as low solubility in water, high volatilization and easy oxidation. In this perspective, the formation of inclusion complexes (ICs) with cyclodextrins (CDs) have been one of the main strategies to increase the solubility in water of poorly soluble drugs, bypassing their physico-chemical limitations. In this way, the present study aimed to prepare the R-(-)-carvone/β-CD complexes in the 1: 1 molar ratio by different complexation methods: physical mixture (PM), paste complex (PC), slurry complex (SC), ultrasound (US) and freeze drying (FD), characterized by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry/derivative thermogravimetry (TG/DTG), Karl Fischer Moisture Determination (KF), Fourier transform infrared spectrophotometry (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). In addition, the analytical method for quantification of R-(-)-carvone was developed by high performance liquid chromatography (HPLC) and complexation efficiency (CE%) was determined from this method. DSC and TG/DTG curves of the SC and FD methods showed, respectively, the disappearance of the R-(-)-carvone melting characteristic event, and the considerable reduction of mass loss in the first step (Δm1 6.87% and 5.18% between 34-150 °C), indicating the complexation. XRD results of the ICs (PC, SC and FD) showed the disappearance of spectral characteristic lines of β-CD and the emergence of new peaks, suggesting a change of β-CD crystalline phase. SEM images of ICs exhibited relevant changes in morphology compared to free β-CD and PM, showing a decrease in particle size, especially in the US and FD methods. FTIR results showed that there were displacements and reduction in the intensity of the R-(-)-carvone characteristic bands in the ICs spectra. HPLC analysis showed that the higher CE% were obtained by SC and FD methods (70.93% and 84.26%). Thus, it is concluded that the SC and FD complexation methods presented the best host-guest interaction profiles, suggesting IC's formation between R-(-)-carvone and β-CD. / Os óleos essenciais (OEs) são compostos extraídos de plantas que dispõem de uma grande variedade de atividades biológicas relatadas na literatura. Nessa classe, destaca-se a carvona, monoterpeno cetônico insaturado, encontrado na natureza sob duas formas enantioméricas, a S-(+)-carvona e R-(-)-carvona. A carvona possui diversas propriedades farmacológicas tais como: anticancerígena, anticonvulsivante, ansiolítica, antidepressiva e anti-inflamatória. A R-(-)-carvona apresenta algumas características físico-químicas que limitam sua utilização, como por exemplo, baixa solubilidade em água, elevada volatilização e fácil oxidação. Nessa perspectiva, a formação de complexos de inclusão (CIs) com ciclodextrinas (CDs) têm sido uma das principais estratégias para aumentar a solubilidade em água de fármacos fracamente solúveis contornando suas limitações físico-químicas. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo preparar os complexos R-(-)-carvona/β-CD na razão molar 1:1 por diferentes métodos de complexação: mistura física (MF), malaxagem (MA), coevaporação (CE), ultrassom (US) e liofilização (LF) caracterizando-os por calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria /termogravimetria derivada (TG/DTG), determinação de umidade por Karl Fischer (KF), espectrofotometria de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Além disso, o método analítico para quantificação da R-(-)-carvona foi desenvolvido por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e a eficiência de complexação (EC%) foi determinada a partir desse método. As curvas DSC e TG/DTG dos métodos de CE e LF mostraram respectivamente, o desaparecimento do evento característico de fusão da R-(-)-carvona, e a redução considerável de perda de massa na primeira etapa (Δm1 6,87% e 5,18% entre 34-150 °C), indicando a complexação. Os resultados de DRX dos CIs (MA, CE e LF) apresentaram o desaparecimento de linhas espectrais características da β-CD e o surgimento de novos picos, sugerindo mudanças na fase cristalina da β-CD. As imagens de MEV dos CIs exibiram mudanças relevantes na morfologia em comparação com a β-CD livre e a MF, apresentando uma diminuição no tamanho das partículas, principalmente nos métodos US e LF. Os resultados de FTIR demonstrou que houve deslocamentos e redução na intensidade das bandas características da R-(-)-carvona nos espectros dos CIs. As análises de CLAE demonstraram que as maiores EC% foram obtidas pelos métodos de CE e LF (70,93% e 84,26%). Assim, conclui-se que os métodos de complexação CE e LF apresentaram os melhores perfis de interação hóspede-hospedeiro, sugerindo a formação dos CIs entre a R-(-)-carvona e a β-CD. / São Cristóvão, SE

Amebic keratitis and granulomatous amebic encephalitis are diseases caused by free-living amoebas of the Acanthamoeba type. In the case of keratitis, the great problem is the relapse of this disease because of its resistance to medicines used for it, especially the cystic form of the organism. Plant essential oils have been used as potentially active agents against this protist. Therefore, the objective of this study was to determine the amebacide activity of plant essential oils of Lippia type against Acanthamoeba polyphaga trophozoites. To do this, 8 x 104 trophozoites were exposed to increased concentrations of essential oils of Lippia sidoides, Lippia gracilis, Lippia alba and Lippia pedunculosa during 24 hours, as well as of their majority compounds rotundifolona, carvone and carvacrol. Practically all the oil and compound concentrations presented amebacide activity. Based on these results, the researched oils in this study are potential candidates for a complementary healing for amebic keratitis and granulomatous amebic encephalitis. / A ceratite amebiana e a encefalite amebiana granulomatosa são doenças causadas por amebas de vida livre do gênero Acanthamoeba. No caso da ceratite, o grande problema é a recidiva da doença devido à resistência, especialmente da forma cística do organismo, aos medicamentos utilizados. Óleos essenciais de plantas têm sido utilizados como agentes potencialmente ativos contra este protista. Portanto, o objetivo deste estudo foi determinar a atividade amebicida de óleos essenciais de plantas do gênero Lippia frente à trofozoítos de Acanthamoeba polyphaga. Para isto 8 x 104 trofozoítos foram expostos durante 24 horas a concentrações crescentes dos óleos essenciais de Lippia sidoides, Lippia gracilis, Lippia alba e Lippia pedunculosa, bem como de seus compostos majoritários rotundifolona, carvona e carvacrol. Praticamente todas as concentrações dos óleos e compostos apresentaram atividade amebicida. Diante destes resultados, os óleos pesquisados neste estudo são candidatos em potencial para a terapêutica complementar na ceratite amebiana e encefalite amebiana granulomatosa.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1182383 bytes, checksum: 1ff4fac23517aa4b22351ae87d21b4be (MD5) Previous issue date: 2010-07-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The a, b-epoxy-carvone (EC) monoterpene is found in many essential oils from plants, but can also be obtained through organic synthesis from the R-(-)-carvone. Previous studies have demonstrated that this compound exerts depressant effect on central nervous system (CNS), and is also known to have anticonvulsant effects, antioxidant and antimicrobial activities. This study investigated the antinociceptive and antiinflammatory effects of EC in adult male Swiss mice, as well as, its effect on glutamatergic neurotransmission in rats using behavioral tests, vascular permeability test, measurement of paw edema and electrophysiological recordings in vitro, respectively. Intraperiotoneal administration (ip) of EC at doses of 200 or 300 mg/kg provided a significant antinociceptive effect as shown in the writhing test induced by acetic acid. The EC also caused a reduction in formalin-induced nociception in the first (at 300 mg/ g) and second phase (at 200 or 300 mg/kg). In the hot plate test an increase in latency was found at 30 min (at 200 or 300 mg/kg) and 60 min (300 mg/kg) after administration of EC, the effect that was reversed by naloxone, an opioid receptor antagonist. After administration of EC (300 mg / kg), the increased vascular permeability induced by acetic acid was reduced, as well as the paw edema induced by carrageenan. The EC reduced by 70% the excitatory postsynaptic potentials (EPSP) field, as well as the glutamatergic EPSP of the pyramidal neurons from the CA1 hippocampal region and the neurons from the nucleus of the solitary tract (NTS). These results suggest that EC has peripheral and central antinociceptive activity in mice, probably related to opioid system activation and inhibition of acute inflammatory reaction. In addition, EC has depressant effects on excitatory postsynaptic neurotransmission. / A a,b-epoxy-carvona (EC) é um monoterpeno encontrado em muitos óleos essenciais (OE s) de plantas, mas também pode ser obtida por meio da síntese orgânica a partir da R-(-)-carvona. Estudos prévios demonstraram que esse composto exerce efeito depressor no sistema nervoso central (SNC), e é também conhecida por ter efeitos anticonvulsivantes, antioxidante e antimicrobial. O presente estudo investigou os efeitos antinociceptivo e anti-inflamatório da EC, em camundongos suíços machos adultos, bem como seu efeito sobre a neurotransmissão glutamatérgica em ratos usando testes comportamentais, teste da permeabilidade vascular, medida de edema de pata e registros eletrofisiológicos in vitro, respectivamente. A administração intraperiotoneal (i.p.) da EC nas doses de 200 ou 300 mg/kg promoveu um efeito antinociceptivo significante como mostrado no teste das contorções abdominais induzidas pelo ácido acético. A EC também provocou redução na nocicepção induzida pela formalina na primeira (300 mg/kg) e na segunda fase (200 e 300 mg/kg). No teste da placa quente foi encontrado um aumento da latência aos 30 min (nas doses de 200 ou 300 mg/kg) e aos 60 min (na dose de 300 mg/kg) após a administração da EC, um efeito que foi revertido pela naloxona, um antagonista do receptor opióide. Após a administração da EC (300 mg/kg), o aumento da permeabilidade vascular provocado pelo ácido acético foi reduzido, bem como, o edema de pata em camundongos provocada pela carragenina. A EC reduziu em 70% os potenciais pós-sinápticos excitatórios (PEPS) de campo como também os PEPS glutamatérgicos dos neurônios piramidais da região CA1 do hipocampo e dos neurônios do núcleo do trato solitário (NTS). Estes resultados sugerem que EC apresenta atividade antinociceptiva periférica e central em camundongos, provavelmente associada à ativação do sistema opioidérgico, e inibição da reação inflamatória aguda. Além disso, EC exerce efeito depressor na neurotransmissão pós-sináptica excitatória.

Algunas plagas causan daños importantes en productos y granos almacenados, lo cual conlleva consecuentemente a pérdidas de producción y calidad en estos productos.Las principales plagas del arroz almacenado en España son, Sitophilus oryzae L. (Coleoptera Curculionidae), Rhyzopertha dominica Fabricius (Coleoptera: Bostrichidae), y Cryptolestes pusillus Schönherr (Coleoptera: Cucujidae). Las dos primeras son plagas primarias que atacan directamente el grano y resultan bastante destructivas debido a que sus larvas se alimentan y desarrollan dentro de él. C.pusillus es, sin embargo, una plaga secundaria que se beneficia de granos que ya están dañados y rotos.Actualmente, el uso de fumigantes e insecticidas de síntesis sigue siendo el principal método de lucha para controlar las plagas de almacén, si bien recientemente (dadas las continuas restricciones al uso de agroquímicos) existe un gran interés en la utilización de otras alternativas tales como el control biológico, el almacenamiento a bajas temperaturas, o los tratamientos con calor entre otros.Igualmente muchos productos obtenidos principalmente de plantas y que derivan del metabolismo secundario de las mismas ofrecen una fuente de bioinsecticidas que podrían representar una alternativa ecológica frente a los insecticidas de síntesis ya que su uso masivo e indiscriminado ha ocasionado problemas tales como la aparición de resistencias en determinadas especies de insectos frente a diferentes materias activas, desequilibrios ecológicos y problemas medioambientales sin olvidar el riesgo que entrañan para la salud humana.Con este trabajo se ha pretendido estudiar la actividad plaguicida de los aceites esenciales extraídos de tres plantas: Coriandrum sativum L. (Umbelliferae), Carum carvii L. (Umbelliferae) y Ocimum basilicum L. (Labiatae) y su posterior fraccionamiento para identificar dentro de estos aceites los compuestos químicos responsables de esta actividad insecticida sobre tres plagas de almacén de arroz (S. oryzae, R.dominica y C.pusillus).Del estudio de estos monoterpenoides, linalol, S-carvona y estragol resultaron tener una alta actividad insecticida sobre estas plagas. Sin embargo el E-anetol fue más selectivo para R.dominica y C.pusillus, así como el limoneno, γ-terpineno, geraniol y eucaliptol sólo resultaron activos frente a C.pusillus.Algunos monoterpenoides podrían actuar de sinergistas potenciando la actividad de otros, como podría ser el caso del alcanfor, acetato de geranilo y E-anetol con linalol en R.dominica y C.pusillus, o el caso del metoxicinamaldehido, p-anisaldehido y linalol que pueden tener efecto sinergista sobre el estragol.Este trabajo también abarcó el estudio de un posible modo de acción de estos monoterpenoides, la inhibición de la acetilcolinesterasa, para alcanzar un mayor entendimiento del comportamiento de estas sustancias en el interior del insecto.Así se pudo observar como la mayoría de monoterpenoides estudiados inhibían en cierta medida esta enzima, siendo fenchona, S-carvona y linalol los monoterpenoides que mayor inhibición originaron.Del mismo modo se observó como fenchona, γ-terpineno, geraniol y linalol inhibían competitivamente la acetilcolinesterasa, mientras que S-carvona, estragol y alcanfor producían una inhibición mixta para esta enzima.Sin embargo no se observó inhibición de la acetilcolinesterasa por parte del E-anetol a las concentraciones de monoterpenoides ensayadas.Para completar este trabajo se examinó de igual forma la capacidad que tenían estos bioinsecticidas de generar resistencia en estas tres plagas así como el mecanismo de resistencia implicado en el desarrollo de este proceso. Para ello se fueron seleccionando las poblaciones de insectos mediante la aplicación de los diferentes monoterpenoides a dosis crecientes durante 7 generaciones. De este modo se pudo calcular el factor de resistencia en cada una de las plagas y para cada uno de los monoterpenoides comparando las concentraciones letales 50 de las poblaciones seleccionadas con las poblaciones iniciales (sensibles).A continuación se analizaron tres posibles sistemas de detoxificación enzimáticos gracias al uso de sinergistas para estudiar el mecanismo de resistencia que podría estar involucrado.De tal forma se observó como estos monoterpenoides inducían lentamente resistencias resultando ventajosos en un futuro para el control de estas plagas.Esta Tesis ha englobado un estudio íntegro y profundo de estos insecticidas ecológicos desde la extracción de los aceites esenciales, seguido de la identificación de compuestos puros (CG-EM) con actividad insecticida junto con el estudio de un modo de acción de estos insecticidas, la selección de resistencia en las poblaciones de insectos y los posibles mecanismos de resistencia que pudieran estar implicados en este proceso. / Some pests cause serious damage to stored grains and stored products and consequently production and quality losses in these products.The rice weevil, Sitophilus oryzae L. (Coleoptera: Curculionidae), the lesser grain borer, Rhyzopertha dominica Fabricius (Coleoptera: Bostrichidae) and Cryptolestes pusillus Schönherr (Coleoptera: Cucujidae) were the main damaging pests found in stored rice in Spain.S.oryzae and R.dominica are primary pests attacking directly the intact grain and are quite destructive because their larvi feed and develop inside the grain whereas C.pusillus is a secondary pest which benefits from grains previously damaged.At the present time, organic synthetic pesticides are still the main method to control stored grain pests, however, recently (due to restriction in agrochemicals use) there is a great interest in using other altenatives such as biological control, storage at low-temperatures, or heat treatment.Likewise, many products obtained mainly from plants and derived from secondary metabolism have insecticidal activity against insects, such as monoterpenoids, which present a broad variety of bioinsecticide products which could turn out to be an ecologic alternative to synthetic pesticides since the majority of alternative products are not harmful for the human healthy and they become less environmentally damaging, exhibiting a low impact on the environment.In addition, it cannot be ignored the different difficulties related to resistance due to several active compounds from organic pesticides found in some species of insects.With this work, we have considered remarkable to study the insecticide activity of essential oils extracted from three plants: Coriandrum sativum L. (Umbelliferae), Carum carvii L. (Umbelliferae) and Ocimum basilicum L. (Labiatae) and carry out a bioassay-guided fractionation of their essential oils to identify which compounds were responsible for the volatile toxicity shown on three stored rice pests (S. oryzae, R. dominica and C. pusillus).Linalool, S-carvone and estragole turned out to have a high insecticide activity on these pests. Nevertheless E-anetol was more selective to R. dominica and C. pusillus, being only active on C. pusillus limonene, γ-terpinene, geraniol and eucalyptol.Some monoterpenoids were found as synergists, increasing the activity of the other ones, like for instance, camphor, geranyl acetate and E-anethole with linalool in R.dominica and C.pusillus or metoxycinnamaldehyde, p-anysaldehyde and linalool which could activate to estragole.In this work, the inhibition of acetylcholinesterase as a posible mode of action was studied as well, to reach a clear understanding about the action of these products inside the insects.The majority of monoterpenoids inhibited the enzyme acetylcholinesterase being fenchone, S-carvone and linalool the monoterpenoids that produced a higher inhibition.Furthermore, it was observed how fenchone, γ-terpinene, geraniol and linalool showed a competitive inhibition whereas S-carvone, estragole and camphor produced a mixed inhibition for this enzyme. However the enzyme acetylcholinesterase was not inhibited by E-anethole.To finish up this work, the selection for monoterpenoid resistance on these pests as well as the metabolic mechanisms implicated was studied.The resistant strains were selected from susceptible insect populations and survivors were reared separately for each monoterpenoid and successive generations were treated with higher concentrations. These populations were selected until seven times.As a result we could calculate the resistance factor on each pest (comparing lethal concentration 50 values of susceptible and resistant strains).Next, three enzymatic systems detoxifying these monoterpenoids were analysed to study the metabolic mechanism implicated.In this way we could realize that all monoterpenoids induced resistance slowly, concluding that these pesticides will be appropriated to control these pests in the future.This Thesis has concerned a study in depth about ecological insecticides from extraction of essential oils, identification of compounds (GC-MS) with insecticide activity, mode of action and study of resistance and mechanism of insecticide resistance involved in this process.