Taninos e Saponinas

Taninos são polifenóis de origem vegetal, com pesos moleculares geralmente entre 500 e 3000. Eles inibem o ataque às plantas por herbívoros vertebrados ou invertebrados e também por micro-organismos patogênicos. 

• Taninos e saponinas são substâncias conhecidas por algumas de suas características marcantes, como a adstringência e fator antinutricional dos taninos e a função emulsificante das saponinas. Porém, as características de conhecimento comum são poucas frente a diversidade de mecanismos de ação e possíveis usos ainda desconhecidos na indústria em geral.

Há várias linhas de pesquisas sobre compostos tânicos e saponinas, tanto na fisiologia vegetal, quanto na atividade biológica/farmacológica desses compostos. São estudos feitos sobre metodologias de identificação e determinação em plantas; avaliação da variação da concentração na planta, entre plantas da mesma espécie e relacionadas ao clima; relação com insetos herbívoros; usos na alimentação humana; alimentação animal; usos em processos industriais, etc. Na alimentação humana e animal, a busca crescente por alimentos nutracêuticos e aditivos fitogênicos que substituam produtos industriais atualmente utilizados em maior escala tem se constituído em grande motivação de pesquisas.

• Os taninos e saponinas já foram identificados como princípios ativos de vários extratos vegetais pesquisados pela farmacognosia mundial. Uma vertente de pesquisas dentro da farmacognosia que tem sido utilizada com o objetivo de facilitar o processo de descoberta de novas substâncias é a etnofarmacologia. A etnofarmacologia é o ramo da Etnobiologia/Etnobotânica que associa informações obtidas de comunidades que fazem o uso da flora medicinal com estudos químicos/farmacológicos realizados em laboratórios especializados. Não é o interesse principal isolar todos os compostos ou um composto em particular, e sim identificar os compostos responsáveis pela ação farmacológica (ELISABETSHY, 2001). Assim, tem se interesse em conhecer os principais princípios ativos das plantas com potencial de uso tanto na medicina humana, quanto na animal.

Os compostos tânicos são responsáveis pela adstringência de muitos frutos e outros produtos vegetais. A adstringência ocorre devido à precipitação de glicoproteínas salivares, levando à perda do poder lubrificante (BRUNETON, 1991). São compostos fenólicos, e portanto são altamente reativos quimicamente que formam pontes de hidrogênio, intra e intermoleculares (MONTEIRO et al. 2005). Estes compostos são facilmente oxidáveis, tanto por enzimas vegetais específicas quanto por influência de metais, como cloreto férrico, o que ocasiona o escurecimento de suas soluções (MELLO & SANTOS, 2001).

• Possuem a habilidade de formar complexos insolúveis em água com alcalóides, gelatina e outras proteínas, características nas quais são baseados os principais testes de detecção. A complexação entre taninos e proteínas é a base para suas propriedades como fator controlador de insetos, fungos e bactérias, assim como para seus principais usos industriais (Ex: manufatura do couro). São compostos do metabolismo secundário vegetal ou metabolismo especial e são importantes nas interações entre a planta e seu ecossistema.

As saponinas em solução aquosa formam espuma persistente e abundante. Essas atividades provem do fato de apresentarem em sua estrutura uma parte lipofílica denominada aglicona ou sapogenina e uma parte hidrofílica constituída por um ou mais açúcares (SCHENKEL et al., 2001). A espuma formada é estável à ação de ácidos minerais diluídos, diferenciando-se dos sabões comuns. Alguns dos compostos saponósidos desorganizam a membrana dos glóbulos vermelhos do sangue, o que pode levar à hemólise. 

• Outra característica encontrada é a capacidade de complexar com esteróides, que é utilizada para explicar a ação antifúngica e hipocolesterolmiante (CUNHA & ROQUE, 2005). Em animais que ingerem rações com saponinas como aditivo, há redução da liberação de amônia das fezes (reduzindo o odor) e aumento da consistência das mesmas. Tais características são interessantes para a criação de cães e gatos, e em criações comerciais de suínos e aves. Pode resultar em melhoria da qualidade do ar, qualidade de cama, facilidade de limpeza de instalações, e outros benefícios que levam à melhoria do desempenho produtivo. Sendo, portanto, moléculas promissoras como aditivos em rações animais.

Taninos:

Caracterização química e classificação:

• Os taninos são divididos de acordo com a estrutura química em dois grandes grupos: taninos hidrolisáveis e taninos condensados.

Os taninos hidrolisáveis estão presentes nas famílias Choripetalae das dicotiledôneas, dicotiledôneas herbáceas e lenhosas (MELLO & SANTOS, 2001). Algumas árvores desta classe, como o castanheiro e o carvalho são utilizadas como fontes industriais de tanino.

• Taninos hidrolisáveis  possuem um grupo poliol central (em sua maioria, é β-d- glicose, mas também o ácido quínico, outros fenóis e outros glicósidos); e hidroxilas esterificadas pelo ácido gálico (parte fenólica) (KHANBABAEE & REE, 2001).

Os taninos hidrolisáveis são ainda classificados em galotaninos e elagitaninos. Os galotaninos são compostos por unidades de ácido gálico unidos por ligações depsídicas entre elas (figura 2). CLIFFORD et al. (2000) relataram que são extremamente raros na dieta humana. De acordo com os autores, o “ácido tânico”, utilizado comercialmente é uma mistura de vários taninos gálicos. É extraído principalmente de folhas e galhas de arbustos do gênero Rhus (sumagre), das vagens de Caesalpinia spinosa (tara) e das galhas de várias espécies de carvalho.

• Os elagitaninos são moléculas que possuem um ou dois resíduos de hez-hidroxidifenoila de configuração R ou S, os quais são obtidos pelo acoplamento oxidativo C-C entre dois resíduos de ácido gálico adjacentes. Após a hidrólise ácida das ligações ésteres, ocorre a liberação do ácido difênico, que se rearranja espontaneamente para o ácido elágico. Os elagitaninos isolados até o presente são monômeros, dímeros, trímeros e tetrâmeros (MELLO & SANTOS, 2001).

Na alimentação humana, os elagitaninos são encontrados apenas em grupos restritos de alimentos tais como framboesa, morango, castanha, avelã, caju e pistachio. Estes taninos foram encontrados, também, em partes não comestíveis de plantas, como as folhas. É possível encontrar taninos elágicos em vinhos envelhecidos em barricas de madeira de carvalho, como resultado da sua difusão da madeira durante o estágio de produção em barricas (CLIFFORD et al., 2000).

• Os taninos condensados ou proantocianidinas estão distribuídos por diversas famílias do reino vegetal, em geral, em plantas lenhosas. São polímeros de flavan-3-ol e/ou flavan-3,4-diol (figura 3), produtos do metabolismo do fenilpropanol (HEIL et al., 2002). As proantocianidinas são assim denominadas pelo fato de apresentarem pigmentos avermelhados da classe das antocianidinas, como cianidina e delfinidina. As moléculas têm grande variação estrutural, resultante de padrões de substituições entre unidades flavânicas, diversidade de posições das ligações e a estereoquímica (MELLO & SANTOS, 2001).

A análise de proantocianidinas nos alimentos torna-se difícil pela, já mencionada, variedade de estruturas existentes e à escassez de técnicas analíticas que permitam a sua separação, identificação e quantificação. Apesar de os polímeros constituírem a maioria dos polifenóis das plantas, a análise química se limita, normalmente, a monômeros, dímeros e alguns trímeros (CHEYNIER, 2005).

Os taninos condensados são mais comuns na dieta humana do que os taninos hidrolisáveis. Estão presentes em concentrações relativamente importantes em alguns frutos (uvas, maçãs, etc.) e suas bebidas derivadas, no cacau e chocolate (SANTOS-BUELGA & SCALBERT, 2000).

Atividade biológica:

• Diversos estudos sobre atividade dos taninos evidenciaram importante ação antibacteriana, ação sobre protozoários, na reparação de tecidos, regulação enzimática e proteica, entre outros. Estes efeitos dependem da dose, tipo de tanino ingerido e período de ingestão.

Atividades bactericidas e fungicidas ocorrem por três características gerais comuns aos dois grupos de taninos: complexação com íons metálicos; atividade antioxidante e sequestradora de radicais livres; habilidade de complexar com outras moléculas, principalmente proteínas e polissacarídeos (MELLO & SANTOS, 2001).

• Têm sido atribuídas aos taninos muitas atividades fisiológicas humanas, como a estimulação das células fagocíticas e a ação tumoral, e atividades anti-infectivas (LOGUERCIO, 2005). Em processos de cura de feridas, queimaduras e inflamações, os taninos auxiliam formando uma camada protetora (complexo tanino-proteína e/ou polissacarídeo) sobre tecidos epiteliais lesionados, permitindo que, logo abaixo dessa camada, o processo de reparação tecidual ocorra naturalmente (MELLO & SANTOS, 2001). Em patologias estomacais, o mecanismo de ação é bem semelhante, com a formação de uma camada de tanino-proteína complexados que envolvem a mucosa estomacal (HASLAM, 1989).

A atividade antioxidante e ação em úlceras gástricas do extrato de Syzygium jambos cujos princípios ativos nas folhas são flavonóides, taninos e óleos voláteis; foi investigada por DONATINI et al. (2009). O conteúdo de taninos das folhas e do extrato foi calculado, respectivamente, em 21,9% e 43,3%. A administração oral prévia do extrato (400 mg/kg) a ratos Wistar reduziu significativamente as lesões gástricas induzidas por etanol acidificado. Porém, no modelo de úlcera subcrônica e indução de lesão gástrica com ácido acético a 30%, o tratamento com o extrato (400 mg/kg) não apresentou resultado significativo.

• O mecanismo de atividade antioxidante atribuída aos flavonóides e taninos auxilia no processo de cura, já que os radicais livres são um fator importante na formação de lesões ulcerativas e erosivas do trato gastrintestinal (BORRELLI & IZZO, 2000; CARBONEZI et al., 2007).

Várias doenças degenerativas (câncer, esclerose múltipla, arteroesclerose, etc.) e o processo de envelhecimento estão associados a altas concentrações de radicais livres. Como os taninos atuam como captadores de radicais, interceptam o oxigênio ativo formando radicais estáveis (MELLO & SANTOS, 2001), seria interessante que houvessem mais estudos sobre taninos e sua interferência em processos patológicos.

• Já as propriedades antimicrobianas dos taninos, são bem conhecidas e documentadas. Porém, os resultados ainda são controversos, e em apenas alguns trabalhos se faz a diferenciação do tipo de tanino presente no extrato, o que poderia esclarecer as dúvidas quanto aos efeitos observados. SCALBERT (1991) afirma que taninos condensados e hidrolisáveis não apresentam diferenças significantes frente a fungos e bactérias, e justifica que o efeito da toxicidade relacionado à estrutura molecular do tanino é ainda desconhecido.

LOGUERCIO et al. (2005) realizaram estudo para avaliar a existência de efeito antibacteriano do extrato hidro-alcoólico a 10% (m/v) de folhas de jambolão (Syzygium cumini (L.) Skeels). As folhas são ricas em taninos e saponinas. A investigação partiu da utilização popular como adstringente, diurético, antidiabético e estomáquico. Foram utilizadas várias cepas bacterianas gram positivas e gram negativas e comparado os halos de inibição de crescimento bacteriano causados pelo extrato, etanol, solução salina e antimicrobiano padrão para teste de resistência específico para cada bactéria.

O extrato apresentou efeito inibitório sobre várias bactérias, inclusive apresentando resultados melhores que antimicrobianos comerciais. Diferenças de atividade frente bactérias gram-positivas e gram-negativas são atribuídas à constituição da parede celular bacteriana. Bactérias gram-positivas possuem paredes celulares quimicamente menos complexas e têm menor teor lipídico do que as gram-negativas.

• AURICCHIO et al. (2007) realizaram experimento para verificação de possíveis ações antimicrobianas, antioxidantes e tóxicas do extrato hidroalcoólico de Eugenia uniflora L, composto por flavonóides e taninos (20,06%).O extrato demonstrou atividade antimicrobiana a Staphylococcus aureus, Salmonela cholerasuis e Pseudomonas aeruginosa. Pelos dados das análises realizadas, foi verificada a atividade antioxidante in vitro e a baixa toxicidade no ensaio agudo com camundongos. O efeito foi atribuído aos compostos fenólicos, principalmente os taninos.

Ação antiviral de taninos foi pesquisada por COHEN et. al. (1964). Realizaram inoculação do extrato de Melissa officinalis em ovos embrionados com 9 a 11 dias de idade, e posteriormente desafiaram com os vírus Newcastle, Herpes, Vaccinia, Semliki Forest. A administração prévia do extrato possibilitou a sobrevivência dos embriões, sugerindo a atuação de taninos nos mecanismos de infecção viral.

• A atividade antiparasitária é relatada em alguns trabalhos. VILLALBA et al. (2010) realizaram experimento em que buscaram avaliar a preferência de consumo entre feno de alfafa ou feno de alfafa misturado com quebracho (Schinopsis quebracho-colorado), que é fonte de tanino, e a carga parasitária em cordeiro. O grupo de tratamento com feno de alfafa acrescido de quebracho apresentou níveis menores de carga parasitária. Os resultados obtidos da preferência de consumo levaram os autores a concluir que os animais naturalmente infectados procuram alimentar da mistura com taninos que sugere mecanismo semelhante a auto-medicação.

Em recente estudo realizado por SIA et al. (2011), foi avaliado a ação do extrato de Mimosa pudica em veneno de Naja kaouthia, e foi comparado com taninos utilizados comercialmente (ácido tânico) no tratamento de picadas. A pré-incubação do veneno com o extrato manteve 100% de sobrevivência no grupo de ratos após 24 horas. Foi considerado mais eficaz. que o ácido tânico comercial, neste experimento. A avaliação de proteínas do veneno indicou a ausência de dois spots de proteínas indicando a regulação das mesmas pelos taninos de Mimosa pudica.

Molécula de  glicose

D-Glucose

Saponinas:

Caracterização química e classificação

• Saponinas são glicosídeos de esteróides ou de terpenos policíclicos. É uma estrutura com caráter anfifílico, parte da estrutura com característica lipofílica (triterpeno ou esteroide) e outra hidrofílica (açúcares). Essa característica determina a propriedade de redução da tensão superficial da água e suas ações detergentes e emulsificante (SCHENKEL et al., 2001).

São classificadas de acordo com o número fundamental da aglicona, e também, pelo seu caráter ácido, básico ou neutro. Assim, quanto a aglicona, denominam-se saponinas esteroidais e saponinas triterpênicas.

• O caráter ácido ocorre pela presença de grupamento carboxila na aglicona ou na cadeia de açúcares. 
• O caráter básico decorre da presença de nitrogênio, em geral sob forma de uma amina secundária ou terciária, como nos glicosídeos nitrogenados esteroidais (SCHENKEL et al., 2001).

Outra classificação refere-se ao número de cadeias de açúcares ligado na aglicona. Assim, saponinas monodesmosídicas possuem cadeia de açúcares, enquanto as saponinas bidesmosídicas possuem duas cadeias de açúcares, a maioria com ligação éter na hidroxila em C-3 e a outra com ligação éster (WINA et al., 2005).

Distribuição no reino vegetal:

• As saponinas esteroidais e triterpênicas apresentam distribuição diferenciada no reino vegetal. As saponinas esteroidais neutras são encontradas quase que exclusivamente em monocotiledôneas, principalmente nas famílias Liliaceae, Dioscoreaceae e Agavaceae. Os Gêneros Smilax, Dioscorea, Agave, Yucca são especialmente ricos nessas saponinas.

Na alimentação humana, saponinas esteroidais são encontradas na aveia, pimentas, berinjela, semente de tomate, aspargos, inhame, feno-grego e ginseng (FRANCIS et al., 2002). As saponinas esteroidais básicas ou alcaloídicas são encontradas principalmente no gênero Solanum, pertencente à família Solanaceae.

• As saponinas triterpênicas encontram-se predominantemente em dicotiledôneas, principalmente nas famílias Sapindaceae, Hippocastanaceae, Sapotaceae, Polygalaceae, Caryophylaceae, Primulaceae e Araliaceae.

Saponinas triterpênicas tem sido detectadas em muitas leguminosas, como a soja, feijões, ervilhas; e também na acelga, chás, açúcar, alcaçuz, quinoa, girassol e ginseng. Sendo que o grupo de triterpenóides mais estudados é obtido a partir da Quillaja saponaria, uma árvore nativa da região dos Andes, no Chile.

Propriedades biológicas:

• As saponinas são substâncias derivadas do metabolismo secundário das plantas, relacionados, principalmente, com o sistema de defesa. São encontradas nos tecidos que são mais vulneráveis ao ataque fúngico, bacteriano ou predatório dos insetos (WINA et al., 2005), considerando-se parte do sistema da defesa das plantas e indicadas como “fitoprotetoras” (PIZARRO, 1999). Essa atividade seria devido a interação com os esteróis da membrana (FRANCIS et al., 2002).

O comportamento anfifílico das saponinas e a capacidade de formar complexos com esteróides, proteínas e fosfolipídeos de membranas possibilitam ações biológicas variadas.

• Vale ressaltar a ação sobre membranas celulares que pode alterar a permeabilidade ou até mesmo levar à destruição (SCHENKEL et al., 2001).

Relacionadas com essa ação sobre membranas, estão as atividades hemolíticas, ictiotóxica e molusquicida. A irritação causada nas mucosas é relata por alguns autores como fator que impede o desenvolvimento de aplicações práticas.

• ÁLVARES (2006), verificou a tendência de diminuição nos parâmetros sanguíneos de hemácias e hematócrito após a adição de extrato de Yucca schidigera na ração de cães adultos. Porém, ainda permanecendo dentro dos valores de referência. Não houve alterações significativas em outros parâmetros sanguíneos avaliados (proteínas totais, proteínas plasmáticas totais, albumina, globulina, ALT, AST, fosfatase alcalina, uréia, creatinina, colesterol).

A capacidade de ligação das saponinas com esteróis (colesterol como principal objeto dos estudos) têm sido investigados principalmente na medicina humana. Atividades hipocolesterolemiante são relatadas. O mecanismo da ação poderia ser explicado pelo aumento da excreção do colesterol por formação de complexo com as saponinas administradas por via oral, ou pelo aumento da eliminação fecal de ácidos biliares com maior utilização do colesterol para síntese dessas substâncias.

• Outra proposta, leva em consideração as propriedades irritantes das saponinas. Com a formação dos complexos entre as saponinas e o colesterol das membranas das células da mucosa intestinal, ocorreria uma esfoliação com perda da função e redução da área de absorção (CHEEKE, 1996).

FERREIRA et al. (1997) executaram ensaio in vitro para verificar o efeito de saponinas presentes na erva-mate com ácidos biliares e colesterol. A partir dessas observações, concluíram que há diminuição desses ácidos e aumento da sua eliminação, e, portanto, parte do colesterol da corrente sanguínea seria desviado para suprir sua carência na bile.

• As saponinas são importantes para a ação de drogas vegetais, destacando-se as tradicionalmente utilizadas como expectorantes e diuréticas (SIEDENTOPP, 2008). Entretanto, o mecanismo de ação dessas drogas não está bem elucidado. Alguns autores argumentam que a irritação no trato respiratório aumentaria o volume do fluido respiratório e reduziria sua viscosidade. Outra possibilidade seria relacionada a sua tensão superficial originando, menor viscosidade e maior facilidade de expulsão do muco.

A atividade diurética é atribuída à irritação do epitélio renal causada pelas saponinas (SCHENKEL et al., 2001). Entretanto, em pesquisa realizada por DINIZ (2006), as saponinas triterpênicas reduziram o fluxo urinário em ratos. O mecanismo provável seria a aumento da reabsorção de água nos túbulos renais, já que foi verificado aumento na atividade das ATPases renais.

• Outros empregos destacados são como adjuvantes para aumentar a absorção de medicamentos pelo aumento da solubilidade ou interferência nos mecanismos de absorção e, como adjuvante para aumentar a resposta imunológica.

As saponinas mais utilizadas como adjuvantes são Quil A e seus derivados QS-21, isolados da casca de Quillaja saponaria Molina. São capazes de estimular o sistema imune e as torna ideais para uso em vacinas de subunidades, vacinas contra patógenos intracelulares, e vacinas terapêuticas (Ex: câncer).

• No entanto, saponinas Quillaja têm inconvenientes graves, como alta toxicidade, efeito hemolítico indesejável e instabilidade na fase aquosa que limita seu uso como adjuvante na vacinação (SUN et al., 2009).

Taninos são importantes partes do vinho, para reduzir o risco de doenças cardíacas, por bloqueio da formação de certa molécula (endotelina-1), que causa a constrição dos vasos sanguíneos, fazem parte da estrutura, sabor e a capacidade de armazenamento dos vinhos.