2.1 Precedenti studi fitochimici sul genere Arcytophyllum
In letteratura sono presenti pochissimi studi sul genere Arcytophyllum, quindi questo lavoro di tesi rappresenta la prima analisi approfondita ottenuta su una specie di questo genere. Per quanto riguarda altre specie appartenenti a questo genere è presente un unico lavoro risalente al 1992 in cui sono stati identificati metaboliti primari e secondari appartenenti a varie classi, alcuni fondamentalmente ubiquitari nelle piante e altri più interessanti da un punto di vista chemiotassonomico quali acidi grassi, idrocarburi, triterpeni, steroli, iridoidi e flavonoidi.
2.1.1 Terpenoidi
I terpenoidi costituiscono una vasta famiglia di sostanze naturali strutturalmente diverse tra loro, accomunate dalla medesima via biogenetica; esse derivano da unità isopreniche C₅ unite in modo testa-coda o coda-coda (Fig. 2.1).
Fig. 2.1 Unità isoprenica e isoprene
Classificazione:
1. C5: emiterpeni 5. C25: sesterpeni 2. C10: monoterpeni 6. C30: triterpeni
3. C15: sesquiterpeni 7. C40: tetraterpeni o carotenoidi 4. C20: diterpeni 8. Cn: gomma naturale
Nel genere Arcytophyllum sono stati identificati monoterpeni (iridoidi), triterpeni e steroli. 2.1.1.1 Iridoidi
Lo scheletro C10 degli iridoidi chiamato iridano è di origine monoterpenoidica e contiene un anello ciclopentanico generalmente fuso con un anello eterociclico ossigenato a 6 termini. Un grande numero di iridoidi si ritrova come glicosidi; la glicosilazione trasforma il legame emiacetale in acetale e rende gli iridoidi solubili in acqua, quindi veicolabili all’interno della pianta per mezzo della linfa (Fig. 2.2) (Dewick, 2002).
Fig.2.2 Iridano e iridoide
La distribuzione degli iridoidi è particolarmente importante dal punto di vista chemiosistematico: si trovano infatti esclusivamente nelle famiglie degli ordini più avanzati delle Dicotiledoni. Nelle piante gli iridoidi si possono trovare distribuiti in tutte le parti, vengono accumulati a livello cellulare nei vacuoli e risultano più abbondanti nelle piante tropicali.
Dall’estratto apolare cloroformio:metanolo (9:1) di Arcytophyllum nitidum (Kunth) Schltdl. (pianta intera) è stato isolato un iridoide noto, l’asperuloside (Fig. 2.3) (De Feo et al., 1992).
Fig.2.3 Asperuloside
La presenza dell’asperuloside è molto interessante da un punto di vista chemiotassonomico perchè i composti iridoidi sono caratteristici di specie appartenenti alla famiglia delle Rubiaceae.
2.1.1.2 Triterpeni e steroli
Derivano dall’accoppiamento di unità C15: dimerizzazione coda-coda di due molecole di farnesil pirofosfato (FPP) a dare l’idrocarburo squalene, precursore dei triterpeni e degli steroidi che sono triterpeni modificati contenenti il sistema tetraciclico del ciclopentanoperidrofenantrene. Gli steroli sono alcoli steroidici che contengono un gruppo 3β ossidrilico ed una catena lateralealifatica in C-17; nelle piante il precursore è il cicloartenolo e i più diffusi sono il campesterolo, il sitosterolo e lo stigmasterolo. Queste
molecole hanno importanti attività strutturali e funzionali, soprattutto a livello della membrana cellulare, influenzandone la permeabilità (Dewick, 2002).
Nell’estratto apolare cloroformico di Arcytophyllum nitidum (Kunth) Schltdl. (pianta intera) sono stati identificati 10 steroli contenenti il nucleo dell’ergosterolo, del colesterolo e dello stigmasterolo e 6 composti triterpenici (De Feo et al., 1992).
Gli steroli con nucleo dell’ergosterolo identificati sono (Fig. 2.4): ➢ ergost-5-en-3β-olo (1) ➢ ergost-7-en-3β-olo (2) ➢ ergosta-5,22-dien-3β-olo (3) (1) Δ5 (2) Δ7 (3) Δ5,22
Fig. 2.4 Steroli con nucleo base dell’ergosterolo in Arcytophyllum nitidum (Kunth) Schltdl.
Oltre al colesterolo (4), derivati contenenti tale nucleo sono (Fig. 2.5): ➢ 4α-metil-colest-8 (14)-en-3β-olo (5) ➢ 4,4-dimetil-colest-8 (14)-en-3β-olo (6) ➢ 4,4-dimetil-colest-7-en-3β-olo (7) (4) R1= R2= H; Δ5 (5) R1= CH3; R2= H; Δ8 (14) (6) R1= R2= CH3; Δ8 (14) (7) R1= R2= CH3; Δ7
Infine, oltre allo stigmasterolo (8), altri steroli che includono tale nucleo sono (Fig. 2.6): ➢ stigmast-5-en-3β-olo (9) ➢ stigmast-7-en-3β-olo (10) (8) Δ5,22 (9) Δ5 (10) Δ7
Fig. 2.6 Steroli con nucleo base dello stigmasterolo in Arcytophyllum nitidum (Kunth) Schltdl.
Per quanto riguarda i triterpeni, sono stati identificati: ➢ β-amirina (11) (Fig. 2.7)
➢ acido 3β, 6β-diidrossi-olean-12-en-28 oico (12) (Fig. 2.7) ➢ α-amirina (13) (Fig. 2.8)
➢ bauerenolo (14) (Fig. 2.9)
(11) R1= H; R2= CH3
(12) R1= OH; R2= COOH
Fig. 2.8 α-amirina (13) Fig. 2.9 Bauerenolo (14)
2.1.2 Composti fenolici
I composti fenolici, una delle principali classi di metaboliti secondari, comprende un ampio spettro di sostanze molto eterogenee ma tutte caratterizzate dalla presenza di un anello aromatico con uno o più sostituenti ossidrilici che possono essere liberi, metilati, legati a zuccheri (glicosidi), o ad acidi (esteri).
Essi originano dall’acido shikimico dal quale si formano gli amminoacidi aromatici fenilalanina e tirosina, precursori dei fenilpropanoidi semplici e ciclici (cumarine) e dei flavonoidi; questi ultimi terminano la loro sintesi tramite l’unione della via dello shikimato con quella dell’acetato e sono quindi caratterizzati da una biogenesi mista (Dewick, 2002). 2.1.2.1 Flavonoidi
Costituiscono una delle più tipiche classi di composti fenolici presenti nelle piante superiori, soprattutto sotto forma di glicosidi. La struttura chimica di questi composti, presenti in tutte le parti della pianta, si basa su uno scheletro C15 (γ-benzopirone) detto flavano o cromone, costituito da due anelli benzenici (A e B) tenuti insieme da una catena a tre atomi di carbonio facente parte del sistema eterociclico del pirano (anello C) (Fig.2. 10).
Dall’estratto polare metanolico di Arcytophyllum nitidum (Kunth) Schltdl. (pianta intera) sono stati isolati i seguenti flavonoidi noti (De Feo et al., 1992):
➢ rutina (15) (Fig. 2.11) ➢ naringenina (16) (Fig. 2.12)
➢ quercetina-3-O-glucoside (17) (Fig. 2.13)
Fig. 2.11 Rutina (15) Fig. 2.12 Naringenina (16)
2.2 Precedenti studi biologici sul genere Arcytophyllum
Sulla specie Arcytophyllum nitidum (Kunth) Schltdl. sono stati effettuati test di attività antibatterica. Nelle tabelle 2.1 e 2.2 è riportata l’inibizione macroscopica della crescita di alcuni ceppi batterici, Gram (+) e Gram (-) da parte degli estratti grezzi cloroformico, cloroformio-metanolo (9:1) e metanolico e della frazione flavonoidica ottenuta dalla separazione cromatografica dell’estratto metanolico. La frazione flavonoidica contenente rutina, naringenina e quercetina-3-O-glucoside, è risultata essere efficace, in particolare contro tutti i ceppi di Gram (-) e nei confronti di E.coli; ciò è in accordo con i dati presenti in letteratura che riportano per i composti di natura flavonoidica un’attività antibatterica dovuta alla loro azione sulla permeabilità della membrana cellulare batterica. I risutati ottenuti confermano l’uso di questa pianta nella medicina tradizionale per il trattamento delle infezioni oculari (De Feo et al., 1992).
Estratto Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi TYII Proteus mirabilis Echerichia coli CHCl3 I I A I CHCl3-MeOH I I I A MeOH I I A I Frazione flavonoidica I I I A
I= Inattivo, A= Attivo Tab. 2.1 Inibizione della crescita di batteri Gram (+)
Estratto Bacillus cereus Bacillus subitilis Sarcina subflava Staphilococcus aureus Streptococcus epidermidis Streptococcus faecalis CHCl3 A A A A A I CHCl3-MeOH A I A A A A MeOH A A A A A I Frazione flavonoidica A A A A A A
2.3 Precedenti studi sulla specie Arcytophyllum thymifolium (Ruiz & Pav.) Standl.
Non sono state trovate informazioni in letteratura in merito a precedenti studi fitochimici concernenti la specie Arcytophyllum thymifolium (Ruiz & Pav.) Standl.
L’unico riferimento bibliografico riguarda uno studio condotto nel 2013 volto a valutare il potenziale citotossico e antiossidante dell’estratto fluido etanolico delle foglie di questa pianta.
Il test di citotossicità è stato condotto utilizzando differenti concentrazioni dell’estratto fluido etanolico e valutando la percentuale di mortalità ottenuta da ogni estratto su
Artemia salina L.
M= Mortalità
me= mortalità in ogni estratto mb= mortalità nella prova in bianco
r= larve morte in ogni estratto r’= larve morte nella prova in bianco n= numero di individui
L’attività citotossica dell’estratto fluido di Arcytophyllum thymifolium (Ruiz & Pav.) Standl a 3 diverse concentrazioni è risultata essere la seguente:
1. 10 µg= 13.33 % 2. 100 µg= 16,67 % 3. 1000 µg=26,67 %
Per quanto riguarda la valutazione dell’attività antiossidante, sono state testate differenti concentrazioni dell’estratto fluido etanolico di Arcytophyllum thymifolium (Ruiz & Pav.) Standl. utilizzando il metodo di inibizione dell’enzima polifenolossidasi rispetto alla vitamina C. L’attività antiossidante è risultata essere pari a -31,75 % e al 100 % rispettivamente alle concentrazioni di 10 e 1000 ppm (Guffantte Serrano, 2013).
