Urtica spp. Bioactividade e Cultivo

Dissertação de mestrado em Biodiversidade e Biotecnologia Vegetal, apresentada ao Departamento de Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.As urtigas, apesar de comummente conhecidas pela sua picada dolorosa, são também utilizadas pelas suas propriedades terapêuticas. Desde as folhas à raiz, são tradicionalmente utilizadas para tratamento da diabetes, de patologias reumáticas, inflamatórias e hipertensão. De entre as muitas espécies existentes, a Urtica dioica L. (Urticaceae), espécie distribuída globalmente, é uma fonte de sais minerais, fibra e proteína, permitindo-lhe ser integrada na alimentação, sendo também reconhecida por utilizações que vão desde o uso da raiz para tratamento da Hiperplasia Benigna da próstata, ao uso das partes aéreas como anti-diurética, anti-reumática e antiinflamatória. Neste trabalho procedeu-se ao estudo de três espécies de urtigas: Urtica dioica, Urtica urens L. (Urticaceae), usada por vezes em substituição da Urtica dioica, e Urtica membranacea Poir. ex Savigny (Urticaceae), sobre a qual são praticamente inexistentes estudos científicos. O principal objectivo foi avaliar a bioactividade das três espécies; anti-oxidante, anti-inflamatória e anti-fúngica, e paralelamente, caracterizar constituintes fenólicos - metabolitos secundários vegetais com propriedades terapêuticas amplamente divulgadas - de modo a destacar, não só a espécie de maior interesse, mas também inferir sobre a natureza química dos compostos que podem contribuir maioritariamente para estas propriedades. Com recurso a técnicas cromatográficas, nomeadamente, HPLC acoplado a dois detectores: fotodíodos e espectrómetro de massa, foi possível identificar pela primeira vez, na Urtica dioica o ácido cafeoiltartárico e o p-cumaroilmalato. As outras duas espécies abordadas, Urtica urens e Urtica membranacea, apesar de menos bioactivas, revelaram também uma presença significativa de compostos fenólicos, tendo sido também identificados, pela primeira vez, na Urtica urens, os ácidos 3-O-cafeoilquínico, 4-O-cafeoilquínico, 5-O-cafeoilquínico e p-cumaroilcafeoilquínico, para além do flavonóide, diosmetina-O-rutinósido. Quanto à Urtica membranacea, espécie cuja distribuição é restrita à região Mediterrânica, demonstrou também algum potencial bioactivo, apesar de nunca antes ter sido objecto de estudos fitoquímicos. Foram identificados sete derivados de ácidos hidroxicinâmicos e dez flavonóides do tipo flavona e flavonol, C-, O,C- e C- glicosilados, assim como trêsderivados do 3-hidroxi-3-metilglutarilo, de distribuição muito pouco referenciada noutras plantas. A Urtica dioica demonstrou ter potencial como antioxidante, superior à das outras espécies testadas, bem como uma forte capacidade anti-inflamatória e alguma actividade anti-fúngica. Consequentemente, esta espécie foi selecionada para um estudo posterior, que permitiu avaliar o órgão aéreo da planta (flores, folhas e caules) que contribuía de modo maioritário para as propriedades bioactivas. As folhas demonstraram ser a parte com maior actividade anti-oxidante e antiinflamatória, bem como a maior concentração em ácidos hidroxicinâmicos, comparativamente à parte aérea total da planta florida. A espécie de maior bioactividade, Urtica dioica, foi também seleccionada para implementar um método de propagação desta espécie. Procedeu-se à optimização de um método de cultivo in vitro e procedeu-se a uma posterior aclimatização para solo, sendo que os resultados obtidos foram bastante promissores para o futuro cultivo in vitro da espécie.Nettles, although commonly known for their painful sting, are also used for its therapeutic properties. From the leaves to the root, they are traditionally used for the treatment of diabetes, rheumatic, inflammatory disorders, and hypertension. Among the many existing species, Urtica dioica L. (Urticaceae), globally distributed species, is a source of minerals, fiber and protein, allowing it to be integrated as food, and also recognized for uses ranging the use of the root to treat benign prostatic hyperplasia, the use of aerial parts as anti-diuretic, anti-rheumatic and anti-inflammatory. In this work we undertook an analysis of three species of nettles: Urtica dioica, Urtica urens L. (Urticaceae), sometimes used as a replacement of Urtica dioica and Urtica membranacea Poir. ex Savigny (Urticaceae), on which scientific studies are virtually nonexistent. The primary objective was to evaluate the bioactivity of the three species; anti-oxidant, anti-inflammatory and anti-fungal, and in parallel, characterizing phenolic constituents - plant secondary metabolites with therapeutic properties widely disseminated - in order to highlight not only the species of greatest interest, but also to infer the chemical nature of compounds which can largely contribute to these properties. With the use of chromatographic techniques, including HPLC coupled to two detectors: photo diodes and the mass spectrometer, it was identified for the first time, in Urtica dioica, caffeoyltartaric and p-coumaroylmalate acids. The other two species addressed, Urtica urens and Urtica membranacea, although less bioactive also revealed a significant presence of phenolic compounds being also identified for the first time in Urtica urens, 3-O-caffeoylquinic, 4-O - caffeoylquinic, 5-O-caffeoylquinic and p-coumaroyl-caffeoylquinic acids, in addition to flavonoid diosmetin-O-rutinoside. Urtica membranacea, whose distribution is restricted to the Mediterranean region, also showed some bioactive potential, despite it has never been submitted to phytochemical nor bioactivity studies. There were seven derivatives of hydroxycinnamic acids and ten flavonoids, flavone and flavonol-type, C-, O, C- and C- glycosides identified, as well as three derivatives of 3-hydroxy-3-methylglutaryl, with distribution rarely referenced in other plants. Urtica dioica demonstrated an antioxidant potential superior than that of other species tested, as well as a strong anti-inflammatory ability and some anti-fungalactivity. Consequently, this species was selected for further study, which allowed us to assess the aerial plant organ (flowers, leaves and stems) with major contribution for bioactive properties. The leafs have proven to be the part with greater anti-oxidant and antiinflammatory activity, as well the higher concentration in hydroxycinnamic acids, compared to total aerial parts of the flowering plant. The species with highest bioactivity, Urtica dioica, has also been selected to implement a propagation method for the species. There was an optimization for in vitro cultivation method and we proceeded to acclimatization to soil, and the results were quite promising for the future growth of the species in vitro