Spasmolytic action of Lippia microphylla Cham. essential oil and its major compounds involves blocking calcium influx on guinea pig ileum

The essential oil extracted from aerial parts of Lippia microphylla Cham. (Verbenaceae) (LM-OE) presents as major compounds thymol and carvacrol. The aim of this study was to investigate and to characterize oil LM-OE spasmolytic effect on guinea pig ileum, as well to verify if this effect is due its major compunds, thymol and carvacrol. Were performed measures of isometric and isotonic contractions and cytosolic calcium. LM-OE inhibited phasic contractions induced by 10-6 M of histamine or carbachol (CCh) (IC50 = 15.8 ± 2.3 e 24.4 ± 2.9 μg/mL, respectively). In a similar manner, thymol, carvacrol and thymol/carvacrol mixture antagonized histamine- (IC50 = 14.2 ± 1.6; 13.6 ± 1.3 e 13 ± 2.1 μg/mL, respectively) ou CCh- (IC50 = 21.3 ± 3.8; 16 ± 2.6 e 27.9 ± 4.8 μg/mL, respectively) induced phasic contractions. Compared with LM-OE, in neither case was difference. In the same way, LM-OE relaxed pre-contracted organ by 40 mM of KCl, 10-5 M of CCh or 10-6 M of histamine (EC50 = 7.6 ± 0.8; 7.2 ± 1.3 e 6.8 ± 0.6 μg/mL, respectively), being equipotent in the three situations. As CaV are common step on pathway of these three contractile agents, we hypothesized that somehow LM-OE would blocking Ca2+ influx by these channels. Once probably the major compounds are biological markers for this specie, we evaluated their effect upon tonic contraction induced by 40 mM of KCl. We found that thymol, carvacrol and thymol/carvacrol mixture relaxed the ileum in a significant and concentration-dependent manner (EC50 = 5.1 ± 1.1; 11.5 ± 1 e 5.1 ± 1.1 μg/mL, respectively), being carvacrol the least potent among the three, they did not showed statistic difference when compared with LM-OE. To confirm the hypothesis of CaV participation on LM-OE spasmolytic action, were performed cumulative concentration-response curves to CaCl2 in a nominal without Ca2+ depolarizing medium in absence (control) and LM-OE presence, witch one antagonize these contractions besides to relaxes the organ when it was pre-contracted by S-(-)-Bay K 8644 (EC50 = 8.5 ± 1.5 μg/mL), a selective CaV 1, agonist confirming that the CaV subtype involved is CaV 1. The fact of CsCl, a K+ channels nonselective blocker, has not changed the relaxing potency of LM-OE oil on ileum pre-contracted with 10-5 M CCh, discard the hypothesis of positive modulation of these channels, which would lead to an indirect blockade of CaV. In experiments with ileum circular layer, LM-OE antagonized phasic contractions induced by 10-6 M of CCh (IC50 = 30.1 ± 1.5 μg/mL), that suggests a negative modulation of the Ca2+ intracellular signaling by LM-OE oil to exert its spasmolytic effect. Viability of layer longitudinal smooth muscle cells was evaluated in the absence and presence of 81 μg/mL LM-OE oil, and no cell death was verify during 2 h of contact with cells LM-OE oil. In the presence of LM-OE oil, the intensity of fluorescence in intestinal guinea pig myocytes stimulated by histamine was reduced as a result of the reduction of calcium cytosolic concentration ([Ca2+]c). In conclusion, the LM-OE oil act by blocking calcium influx through CaV1, possibly by inhibiting intracellular Ca2+ signaling and reducing [Ca2+]c, to promote its spasmolytic effect in guinea pig ileumCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO óleo essencial extraído das partes aéreas de Lippia microphylla Cham. (Verbenaceae) (LM-OE) apresenta como componentes majoritários o timol e o carvacrol. O objetivo deste trabalho foi investigar e caracterizar o efeito espasmolítico do óleo LM-OE em íleo de cobaia, bem como verificar se este efeito era devido aos seus constituintes majoritários. Foram realizadas medidas de contrações isotônicas e isométricas e do cálcio citosólico. O óleo LM-OE inibiu as contrações fásicas induzidas por 10-6 M de histamina ou de carbacol (CCh) (CI50 = 15,8 ± 2,3 e 24,4 ± 2,9 μg/mL, respectivamente). Da mesma forma, o timol, o carvacrol e a mistura timol/carvacrol antagonizaram as contrações fásicas induzidas por histamina (CI50 = 14,2 ± 1,6; 13,6 ± 1,3 e 13,0 ± 2,1 μg/mL, respectivamente) ou por CCh (CI50 = 21,3 ± 3,8; 16,0 ± 2,6 e 27,9 ± 4,8 μg/mL, respectivamente). Quando comparado com o óleo, não houve diferença em nenhum dos casos. Do mesmo modo, o óleo LM-OE relaxou, de maneira equipotente, o órgão pré-contraído com 40 mM de KCl, com 10-5 M de CCh ou com 10-6 M de histamina (CE50 = 7,6 ± 0,8; 7,2 ± 1,3 e 6,8 ± 0,6 μg/mL, respectivamente). Como o passo comum na via de sinalização destes agentes contráteis são os canais de cálcio dependentes de voltagem (CaV), hipotetizou-se que de alguma forma o óleo estaria impedindo o influxo de Ca2+ através destes canais. Visto que provavelmente os componentes majoritários são os marcadores biológicos para esta espécie, avaliou-se o efeito dos mesmos sobre a contração tônica induzida por 40 mM de KCl. Observou-se que o timol, o carvacrol e a mistura timol/carvacrol relaxaram o órgão de maneira significante e dependente de concentração (CE50 = 5,1 ± 1,1; 11,5 ± 1 e 5,1 ± 1,1 μg/mL, respectivamente), sendo o carvacrol o menos potente entre os três, os quais se mostraram equipotentes ao óleo LM-OE. Para confirmar a hipótese da participação dos CaV no mecanismo espasmolítico do óleo LM-OE, foram feitas curvas concentrações-resposta cumulativas ao CaCl2 em meio despolarizante nominalmente sem Ca2+ na ausência (controle) e na presença do óleo LM-OE, o qual antagonizou essas contrações, além de relaxar o órgão pré-contraído com S-(-)-Bay K 8644 (CE50 = 8,5 ± 1,5 μg/mL), agonista seletivo dos CaV1, confirmando assim que o subtipo de CaV envolvido é o CaV1. O fato do CsCl, um bloqueador não seletivo dos canais de K+, não ter alterado a potência relaxante do óleo LM-OE no íleo pré-contraído com 10-5 M de CCh, descarta a hipótese da modulação positiva desses canais, o que levaria a um bloqueio indireto dos CaV. Em experimentos utilizando a camada circular do íleo de cobaia, o óleo antagonizou as contrações fásicas induzidas por 10-6 M de CCh (CI50 = 30,1 ± 1,5 μg/mL), o que sugere uma possível inibição da sinalização intracelular de Ca2+ para exercer seu efeito espasmolítico. A viabilidade das células musculares lisas da camada longitudinal foi avaliada na ausência e na presença de 81 μg/mL do óleo LM-OE, não havendo morte celular no período 2 h de contato das células com o óleo LM-OE. Na presença do óleo LM-OE, a intensidade de fluorescência em miócitos intestinais de cobaia estimulados por histamina foi reduzida em consequência da redução da [Ca2+]c. Em conclusão, o óleo LM-OE age por impedir o influxo de cálcio através dos CaV1, por possivelmente inibir a sinalização intracelular de Ca2+ e redução da concentração citosólica desse íon, para promover seu efeito espasmolítico em íleo isolado de cobai