Antimutagenic, antigenotoxic, antiobesity and antioxidante effects of Ilex paraguariensis (yerba mate)

O extrato aquoso de erva-mate, obtido a partir de folhas secas de Ilex paraguariensis, é uma bebida amplamente consumida na América do Sul. Inicialmente, nosso objetivo foi caracterizar os compostos presentes nas amostras de erva-mate disponíveis no mercado brasileiro (CH: chimarrão; T: chá mate torrado; G: chá mate torrado, comercialmente acondicionado em garrafas ou C: em copos; TS: chá mate torrado solúvel A mutagenicidade, citotoxicidade e antimutagenicidade de todas as amostras também foram avaliadas atavés do Teste de Ames na presença e na ausência de ativação metabólica. Em seguida, analisamos a amostra TS (2,5, 5,0 e 10 mg/mL) quanto a sua atividade antioxidante e antigenotóxica. Além disso, avaliamos também os efeitos da amostra TS sobre a sinalização da leptina e da insulina no hipotálamo e o estresse oxidativo hepático de ratos adultos obesos programados pela superalimentação neonatal (S). Para induzir S, o tamanho da ninhada foi reduzido a três filhotes por lactante e as ninhadas com número padrão de filhotes (dez/lactante) foram utilizadas como controle. Aos 150 dias de vida, as proles S foram subdivididas em: TS - tratados com extrato aquoso de erva-mate (1g/kg de peso corporal/dia, por gavagem) e S - recebendo água por gavagem durante 30 dias. A prole controle (C) também recebeu água nas mesmas condições do grupo S. Em nossos resultados, verificamos a presença de ácido clorogênico, cafeína e teobromina em todas as amostras analisadas. O conteúdo de compostos fenólicos nas infusões estudadas foram CH: 5,140,23; T: 4,330,01; G: 0,930,25; C: 0,800,3 e TS: 8,350,5 mg/ml. Não observamos efeito mutagênico ou citotóxico nas amostras analisadas. Um efeito antimutagênico significativo foi observado para a cepa TA97 (pré-, co- e pós-tratamento), na presença de ativação metabólica, em todas as amostras testadas. A amostra TS também apresentou um efeito antimutagênico significativo para a TA102 (pré-, co-e e pós-tratamento), na presença de ativação metabólica. Na análise exclusiva da amostra TS, observamos uma atividade antioxidante quando utilizado o ensaio de DPPH, apresentando IC50 69,3+3,1 μg/ml. Além disso, a amostra TS apresentou um efeito protetor sobre a quebra do DNA plasmidial induzida por radicais superóxido e hidroxila, de maneira dose dependente. No teste do cometa, detectamos um efeito antigenotóxico induzido pelo TS em cultura primária de células epiteliais de esôfago. Em nossos testes in vivo observamos que os animais TS não desenvolveram sobrepeso, obesidade visceral e hiperfagia. A resistência hipotalâmica à leptina não foi significativamente revertida, porém a resistência à insulina foi minimizada pelo tratamento com TS no grupo programado pela S. No fígado, TS normalizou as atividades das enzimas antioxidantes (SOD, GPx e CAT) e diminuiu os marcadores de estresse oxidativo, MDA e 4-HNE. O tratamento com TS também reduziu o conteúdo de glicogênio e triglicerídios hepáticos. Nossos resultados sugerem que a erva-mate foi capaz de proteger o DNA contra danos oxidativos, aumentou as defesas antioxidantes, melhorou a função hepática em ratos superalimentados na lactação, talvez através da modulação da sinalização hipotalâmica da insulina podendo ser, portanto, uma importante ferramenta para prevenção e tratamento de doenças relacionadas ao estresse oxidativo.Yerba mate extract, made from dried leaves of Ilex paraguariensis, is a tea-like beverage consumed in South America. Here, we aim, firstly, to characterize the compounds present in yerba mate beverages available in the Brazilian market (chimarrao CH; mate tea T; mate tea commercially packed in bottles B and cups ready-to-drink C; and roasted yerba mate soluble tea TS). We also evaluated its mutagenic, cytotoxic and antimutagenic properties through Ames test in the presence and absence of metabolic activation. Then, we analyzed exclusively TS sample (2.5, 5.0 and 10 mg/mL) as its antioxidant activity, on plasmid DNA cleavages and upon epithelial esophagus primary culture of Wistar rats treated with a genotoxic agent. Futhermore, we evaluated the effects of mate tea (TS) upon the hypothalamic changes of leptin and insulin signaling and hepatic oxidative stress in postnatal early overfeeding (S) rats. To induce S, litter size was reduced to three pups per dam and normal litters (ten pups/dam) were used as control. In postnatal day (PN) 150, S offspring were subdivided into: S and TS groups treated, respectively, with water or mate tea (1g/kg BW/day, by gavage) during 30 days. C offspring received water. Our results showed the presence of chlorogenic acid, caffeine and theobromine in all analyzed samples. The contents of phenolic compounds in the studied infusions were CH:5,140,23; T:4,330,01; B:0,930,25; C:0,800,3 and TS:8,350,5 mg/mL. No mutagenic or cytotoxic effect was observed for all analyzed samples. A significant antimutagenic effect was observed for S.typhimurium TA97 (CoT, PreT and PosT), in the presence of metabolic activation, for all tested samples. TS sample also exhibited a significant antimutagenic effect for S.typhimurium TA102 (CoT, PreT and PosT) in the presence of metabolic activation. We did not observed an antimutagenic effect using TA98, TA100 and TA102 for CH, T, C and B samples; and no effect for TA98 and TA100 for TS sample. The exclusive analysis of TS sample, demonstrated an IC50 value of 69,3+3,1μg/ml, in DPPH radical scavenging assay. We also observed a protective effect of TS on plasmid DNA against cleavages induced by superoxide and hydroxyl radicals, in a dose dependent manner. In the comet assay, we detected an antigenotoxic effect of TS in esophagus primary cultures. Our in vivo tests showed that postnatal S rats treated with TS presented lower body weight, total body fat, total visceral fat and food intake. The hypothalamic resistance to leptin was not significantly reversed, although insulin resistance was minimized by TS in the group programmed by neonatal overfeeding. In liver, mate treatment normalized the activities of the antioxidant enzyme activities (SOD, GPx and CAT) and decreased the oxidative stress markers, MDA and 4-HNE. The treatment with TS also reduced the liver glycogen and triglycerides contents. Taken together, our results suggest that yerba mate have a potential to protect DNA against oxidative damage, increased antioxidant defences, improved liver function in adult S rats, maybe through modulation of hypothalamic insulin signaling and may be an important tool to prevent and manage oxidative stress related disorders