Cardiovascular effects of the citral, major monoterpene of the essential oil of Cymbopogon citratus, in rats

The monoterpene citral is the major constituent of the essential oil of Cymbopogon citratus, medicinal plant popularly known as capim-limão or capim-santo , widely used to treat hypertension. This study evaluated the cardiovascular effects induced by the citral in normotensive rats by using in vivo and in vitro approaches. In non-anaesthetized rats, citral (1, 5, 10, and 20 mg/kg, i.v.) induced transient hypotension and bradycardia. Both effects were significantly attenuated by the pre-treatment with atropine (2 mg/kg, i.v.), hexamethonium (20 mg/kg, i.v.), sodium thiopental (45 mg/kg; i.p.) or indomethacin (5 mg/kg, i.v.) after dose of 5 mg/kg of the citral. After pre-treatment with L-NAME (20 mg/kg, i.v.), hypotension was significantly attenuated, while bradycardia was not altered. Furthermore, electrocardiogram records demonstrated that citral (10 and 20 mg/kg) was also able to induce sinoatrial block, which was reverted by atropine (2 mg/kg). In rings of rat mesenteric artery pre-contracted with phenylephrine (10 μM), citral (10-5 - 10-2 M) was able to induce relaxations (pD2 = 2.52 ± 0.10; Emax = 103.4 ± 10.2%) that was not affected after removal of the endothelium (pD2 = 2.34 ± 0.15; Emax = 107.2 ± 4.3%) or in rings without endothelium pre-contacted with KCl 80 mM (pD2 = 2.04 ± 0.12; Emax = 101.3 ± 7.1%) or in rings without endothelium after tetraethylammonium (pD2 = 3.25 ± 0.05; Emax = 109.3 ± 9.8%). At concentrations of 3 x 10-4 and 10-3 M, citral was able significantly to inhibit the contractions induced by CaCl2 (from 10- 5 to 10-2 M) or sodium orthovanadate (from 3 x 10-4 to 3 x 10-2 M) up to 88.6 ± 3.1% and 93.3 ± 3.8%, respectively. These results demonstrate that citral induces hypotension, which appears to be caused by activation of muscarinic receptors, NO release and, in part, by PGI2 release, associated to bradycardia, which seems to be due to an activation of muscarinic and nicotinic receptors, involving compounds of central nervous system, and sinoatrial block. Furthermore, citral induces vasorelaxation of mesenteric artery possibly caused by the inhibition of the Ca2+ influx through voltage-operated Ca2+ channels associated to a decrease of calcium sensitivity.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorO monoterpeno citral é o composto majoritário do óleo essencial de Cymbopogon citratus, planta medicinal conhecida popularmente como capim-santo ou capim-limão , e é utilizada na medicina popular brasileira para o tratamento da hipertensão. Este estudo buscou investigar os efeitos cardiovasculares do citral em ratos normotensos através de experimentos in vivo e in vitro. Em animais não-anestesiados, a administração i.v. do citral (1, 5, 10 e 20 mg/kg) induziu uma resposta transiente caracterizada por hipotensão associada à bradicardia. Estes efeitos foram significativamente atenuados em animais pré-tratados com atropina (2 mg/kg, i.v.), hexametônio (20 mg/kg, i.v.), tiopental (45 mg/kg; i.p.) ou indometacina (5 mg/kg, i.v.) após dose de 5 mg/kg do citral. Em animais pré-tratados com L-NAME (20 mg/kg, i.v.), o efeito hipotensor foi significativamente atenuado, enquanto que a bradicardia não foi alterada. Além disso, registros de ECG mostraram que o citral (10 e 20 mg/kg) foi capaz de induzir bloqueio sinoatrial e que este efeito foi inibido totalmente com a administração de atropina (2 mg/kg; i.v.). Em anéis de artéria mesentérica de rato précontraídas com FEN (10 μM), o citral (10-5 - 10-2 M) induziu relaxamento (pD2 = 2,52 ± 0,10; Emáx = 103,4 ± 10,2%) que não foi alterado após a remoção do endotélio (pD2 = 2,34 ± 0,15; Emáx = 107,2 ± 4,3%), nem em preparações, sem endotélio, pré-contraídas com KCl 80 mM (pD2 = 2,04 ± 0,12; Emáx = 101,3 ± 7.1%) e nem em anéis, sem endotélio, após incubação com 100 μM de TEA (pD2 = 3,25 ± 0,05; Emáx= 109,3 ± 9,8%). Nas concentrações de 3 x 10-4 e 10-3 M, o citral foi capaz de inibir significativamente as contrações induzidas por CaCl2 (10-5 - 10-2 M) e por ortovanadato de sódio (3 x 10-4 - 3 x 10-2 M) em 88,6 ± 3,1% e 93,3 ± 3,8%, respectivamente. Estes resultados demonstram que o citral induz hipotensão, que parece ser causada por ativação de receptores muscarínicos, liberação de NO e em parte, por liberação de PGI2, associada à bradicardia, que parece ser causada pela ativação de receptores muscarínicos cardíacos, nicotínicos ganglionares, envolvendo componentes do sistema nervoso central, e bloqueio sinoatrial. Além disso, o citral induz vasorelaxamento que parece ser causado por bloqueio do influxo de Ca2+ através dos canais de Ca2+ operados por voltagem associado à diminuição da sensibilidade ao Ca2+