( PDF ) Base de dados de alimentos funcionais e seus compostos bioativos

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BASE DE DADOS DE ALIMENTOS FUNCIONAIS E SEUS

COMPOSTOS BIOATIVOS

ANA CARLA MOREIRA DA SILVA

ORIENTADORA: Eliane Fialho de Oliveira

CO-ORIENTADOR: Mauro Barbosa de Amorim

Dissertação submetida à Universidade Federal do Rio de

Janeiro visando à obtenção de grau de Mestre em Nutrição

Programa de Pós-Graduação em Nutrição

Instituto de Nutrição Josué de Castro

Universidade Federal do Rio de Janeiro

2008

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BASE DE DADOS DE ALIMENTOS FUNCIONAIS E SEUS CONSTITUINTES

QUÍMICOS

Dissertação submetida ao Instituto de Nutrição Josué de Castro da

Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários

para a obtenção do grau de Mestre em Nutrição.

Banca Examinadora:

Profa. Eliane Fialho de Oliveira

Profa. Adjunto do Departamento de Nutrição Básica e Experimental/ INJC /

UFRJ

Orientadora

Prof. Mauro Barbosa de Amorim

Prof. Adjunto do Núcleo de Pesquisa de Produtos Naturais / UFRJ

Co-orientador

Profa. Cristiana Pedrosa Melo Porto

Profa. Adjunto do Departamento de Nutrição Básica e Experimental/ INJC /

UFRJ

Revisor/Titular

Prof. Antonio Jorge Ribeiro da Silva

Prof. Adjunto do Núcleo de Pesquisa de Produtos Naturais / UFRJ

Titular

Profa. Maria Luiza Machado Campos

Profa. Adjunto do Departamento de Ciência da Computação / UFRJ

Titular

Prof. Alexandre Guedes Torres

Prof. Adjunto do Departamento de Ciência da Computação/ UFRJ

Suplente Externo

Profa. Eliane Lopes Rosado

Profa. Adjunto do Departamento de Nutrição e Dietética/ INJC / UFRJ

Suplente Interno

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Ficha Catalográfica

Silva, Ana Carla Moreira

Base de Dados de Alimentos Funcionais e seus Constituintes Químicos/Ana

Carla Moreira da Silva. Rio de Janeiro: UFRJ/INJC, 2008

de folhas xvi, 141 p.

Dissertação: Mestre em Nutrição – Universidade Federal do Rio de Janeiro,

INJC

1. Alimentos funcionais 2. Banco de dados 3. Compostos bioativos 4.

Metabólitos secundários 5. Dissertação

I. Base de Dados de Alimentos Funcionais e seus Compostos Bioativos.

II. Mestre

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Este trabalho foi realizado no Núcleo de Pesquisa de Produtos Naturais e

Departamento de Nutrição Básica e Experimental, sob orientação da

Professora Eliane Fialho de Oliveira e co-orientação do Professor Mauro

Barbosa de Amorim, na vigência de auxílio concedido pela Coordenação

de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).

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Dedico esta dissertação

ao Professor

Mauro Barbosa de Amorim pelo seu

grande incentivo e auxílio.

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Agradecimentos

Agradeço a todos que vivenciaram comigo este momento, principalmente à

minha mãe querida.

Lili, à sua grande perseverança e paciência.

A todos os membros do Laboratório da Lili e do Mauro.

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Da SILVA, Ana Carla Moreira]. Base de dados de alimentos funcionais e

seus compostos bioativos. Rio de Janeiro, 2008. Dissertação (Mestrado

em Nutrição)—Instituto de Nutrição, Universidade Federal do Rio de

Janeiro, Rio de Janeiro, 2008

Resumo

É relativamente antiga a atenção atribuída a alimentos de fontes

vegetais que, além de seu valor nutritivo, podem também desempenhar

um papel na promoção da saúde humana e na prevenção de doenças

crônicas degenerativas. Contudo, recentemente vem crescendo o

interesse em estudar e caracterizar estes alimentos, denominados

alimentos funcionais, bem como os seus compostos bioativos (metabólitos

secundários), responsáveis por essas propriedades preventivas. Do ponto

de vista sócio-econômico, é importante mencionar que estes compostos

bioativos podem ser encontrados em alimentos na forma natural e não

processada com valor econômico reduzido, como as frutas e as hortaliças.

Esse trabalho apresenta a elaboração de uma base de dados relacional

com livre acesso na Web de alimentos funcionais, o qual contém dados

associados com seus compostos bioativos, suas fórmulas moleculares e

suas atividades biológicas. Tal banco de dados está sendo realizado

através da pesquisa de dados na literatura científica e através do uso de

software e programas livres (MySQL, sistema de gerenciamento de

bancos de dados relacionais; PHPMyAdmin, interface gráfica de

manipulação de bancos de dados administrados pela linguagem MySQL;

ix | P á g i n a

PHP, linguagem denominada pré-processador de hipertexto que é

interpretada pelo servidor; JavaScript, linguagem interpretada pelo cliente

para processamento de páginas de hipertexto dinâmicas; e as ferramentas

usuais para o design e construção de páginas Web, como o HTML,

XHTML, CSS, XML, etc). O banco de dados pode ser acessado no

endereço http://acd.ufrj.br/~tbocl/tbocl-bdalimento.php. Existem 180

referências bibliográficas correspondentes ao ano de 1990 até 2007,

referenciando os grupos biossintéticos dos flavonóides, terpenos, taninos,

cumarinas e quinonas.Um banco de dados de acesso livre na internet

sobre alimentos funcionais tem como finalidade esclarecer o público em

geral, incluindo os profissionais de saúde, sobre as propriedades reais de

algumas substâncias químicas presentes nos alimentos e pode, inclusive,

incentivar novas pesquisas neste tema.

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Da SILVA, Ana Carla Moreira]. Base de dados de alimentos funcionais e

seus compostos bioativos. Rio de Janeiro, 2008. Dissertação (Mestrado

em Nutrição)—Instituto de Nutrição, Universidade Federal do Rio de

Janeiro, Rio de Janeiro, 2008

Abstract

Is relatively old the knowledge that plant food, apart from their

nutritional value, can also play a role in the promotion of human health and

in prevention of chronic and degenerative diseases. There has recently

been a growing interest in study and characterize these foods, called

functional foods, as well as the bioactive compounds (secondary

metabolites) that are responsible for their therapeutic and preventive

properties. From the socioeconomic point of view, it is important to mention

that these chemical constituents may be found in natural, non-processed

low-priced foods, such as fruits and vegetables. This work report the

creation of a free access of Web relational database of functional foods,

which contains data related to their bioactive compounds, molecular

formula and biological activities. So, it is being accomplished through data

search in scientific literature and by use of free software and programming

languages (MySQL- a relational database management system,

PHPMyAdmin- a graphical user interface for manipulation of MySQL

managed databases, PHP- a server-side interpreted language of hypertext

preprocessing, JavaScript- a client-side interpreted language for dynamic

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processing of hypertext pages, and the usual tools for design and

construction of Web pages, such as HTML, XHTML, CSS, XML, etc). The

database can be accessed at http://acd.ufrj.br/~tbocl/tbocl-bdalimento.php.

There are 180 bibliographical references corresponding to the year of 1990

up to 2007, refering the flavonoids, terpenes, tannins, coumarins and

quinones biosynthetic groups. A free accessible internet database on

functional foods can clarify the public in general, including health’s

professionals about the real properties of some chemicals present on foods

and can, even, encourage new researches on this area.

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Lista de Abreviaturas:

APIs

Application Programming Interface

Banco de Dados

BDR

Banco de Dados Relacional

DCL

Data Control Language (Linguagem de Controle de dados)

DDL

Data Definition Language (Linguagem de Definição de dados)

DML

Data Manipulation Language (Linguagem de Manipulação de dados)

ERO

Espécies Reativas de Oxigênio

HDL

Lipoproteína de Alta Densidade

HTML

Hypertext Markup Language (Linguagem de Marcação de Hipertexto)

LDL

Lipoproteína de Baixa Densidade

PHP

PHP Hypertext Preprocessing (Pré-processador de Hipertexto)

SOD

Superóxido Desmutase

SQL

Structured Query Language (Linguagem de Pesquisa Estruturada)

SGDB

Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados

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Lista de figuras:

Figura 1: Exemplos de metabólitos provenientes da via do acetato.

Figura 2: Exemplos de metabólitos provenientes da via do chiquimato.

Figura 3: Classificação de terpenos segundo o número de carbonos.

Figura 4: Exemplos de metabólitos provenientes da via do mevalonato.

Figura 5: Colesterol.

Figura 6: Biossíntese mista.

Figura 7: Exemplos de carotenóides.

Figura 8: Esqueletos básicos de compostos fenólicos.

Figura 9: Estrutura básica das cumarinas.

Figura 10: Estrutura da bergenina e seus análogos.

Figura 11: Estrutura da embelina.

Figura 12: Flavonóides.

Figura 13: Quercetina.

Figura 14: Exemplos de flavonóis e flavanóis.

Figura 15: Apigenina.

Figura 16: Ácido Tânico.

Figura 17: Estrutura do banco de dados.

Figura 18: Banco de dados.

Figura 19: Pesquisa de opinião.

xiv | P á g i n a

Lista de tabelas:

Tabela 1: Número de referências coletadas de cada grupo biossintético e suas

respectivas substâncias.

Tabela 2: Exemplo de fontes alimentares e atividades biológicas por substância ou

grupo biossintético.

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Índice

1- INTRODUÇÃO 1

1.1. Alimentos Funcionais 1

1.2- Metabólitos primários e secundários 5

1.2.1- A via do acetato 6

1.2.2- A via do chiquimato 7

1.2.3- A via do mevalonato 8

1.2.4- Metabólitos secundários de biossíntese mista 11

1.3- Metabólitos secundários de importância fisiológica 12

1.3.1- Terpenos 13

1.3.2-Polifenóis 18

1.3.2.1- Cumarinas 20

1.3.2.1.1- Isocumarinas 22

1.3.2.2- Quinonas 23

1.3.2.3- Flavonóides 24

1.3.2.4- Taninos 30

1.4- Atividades biológicas 33

1.4.1- Mecanismos de ação 33

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1.4.1.1- Atividade antioxidante 33

1.4.1.2- Mutação no DNA 35

1.4.2- Prevenção de doenças 36

1.4.2.1- Doenças cardiovasculares 36

1.4.2.2- Prevenção de doenças neurodegenerativas 39

1.4.2.3- Neoplasias 40

1.4.2.4- Doenças oculares 42

1.4.2.5- Diabetes Mellitus 43

1.5- Banco de dados 45

1.5.1- SQL (Structured Query Language)

1.5.1.1- MySQL (My- Structured Query Language)

1.5.2- PHP (Hypertext Preprocessing)

1.5.3- Histórico de banco de dados em alimentos 48

2- JUSTIFICATIVA 50

3- OBJETIVOS

3.1- Objetivo Geral

3.2- Objetivos Específicos

4- METODOLOGIA 52

xvii | P á g i n a

4.1-Coleta de dados 52

4.2- Estrutura das Páginas Web 53

4.3- Estrutura do banco de dados 53

4.4- Pesquisa de Opinião e contador de acesso 55

5- RESULTADOS 57

5.1- Coleta de dados 57

5.2- Estrutura das Páginas Web 60

5.3- Estrutura do Banco de Dados 60

5.4- Pesquisa de opinião 62

6- DISCUSSÃO 63

6.1- Análise dos dados

6.2- Bancos de dados da literatura

7- CONCLUSÃO 69

8- PROPOSTAS FUTURAS

9- RERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 71

I. Anexo 102

Manuscrito intitulado Functional foods database on bioactive

compounds in plant foods, em fase final de preparação, a ser

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submetido para revista Journal of Food Composition and Analysis.

II. Anexo 123

Manuscrito intitulado Base de dados de Alimentos Funcionais e

Compostos Bioativos, em fase final de preparação, a ser submetido

para revista Química Nova.

Introdução

1 | P á g i n a

1- INTRODUÇÃO

1.1- Alimentos funcionais

É relativamente antigo o reconhecimento popular de que alguns alimentos,

particularmente as frutas e hortaliças promovam a saúde e evitam ou retardam o

aparecimento de doenças crônicas não transmissíveis. Os alimentos funcionais são

definidos como alimentos que apresentam propriedades ou funções além daquelas

referentes aos nutrientes. É preciso considerar, contudo, definições mais técnicas,

que incluem desde aquelas de cunho mais normativo, regional (como, no Brasil, a da

Agência Nacional de Vigilância Sanitária - ANVISA) ou internacional, até aquelas de

natureza mais científica ou mesmo comercial.

A resolução Nº 18 da ANVISA define alimentos funcionais como “O alimento ou

ingrediente que alegar propriedades funcionais ou de saúde e que pode, além de

exercer funções nutricionais básicas, quando se tratar de nutriente, produzir efeitos

metabólicos e ou fisiológicos e ou efeitos benéficos à saúde, devendo ser seguro

para consumo sem supervisão médica”.

A American Dietetic Association (ADA) (2004), aborda do ponto de vista

científico os alimentos funcionais, incluindo todos os alimentos e aqueles fortificados,

enriquecidos ou acrescentados, que possuem potenciais efeitos benéficos para a

saúde quando consumidos como parte de uma dieta variada.

Outras organizações internacionais apresentam a definição de alimentos

funcionais. The Internacional Food Information Council (IFIC) apresenta uma

definição simples para o termo: “Alimentos que promovem benefícios à saúde, além

da nutrição básica”. Essa definição é similar ao do International Life Science Institute

Introdução

2 | P á g i n a

of North America (ILSI): “Alimentos, que em virtude da presença de compostos

ativos fisiologicamente, promovem benefícios à saúde, além da nutrição básica”.

Contudo, outra organização, a Health Canada amplia essa definição: “Similar

em aparência com um alimento convencional e consumido como parte de uma dieta

usual, que demonstra benefícios fisiológicos, e/ou reduz o risco de doenças crônicas

além das funções nutricionais básicas, em virtude da presença de compostos

bioativos”.

É importante esclarecer a diferença, ressaltada pela Health Canada, entre

alimento funcional e composto bioativo, antes considerado nutracêutico, uma vez,

que o primeiro refere-se a alimentos convencionais, sendo parte de uma dieta usual,

já o segundo não corresponde a alimentos e sim a “um produto isolado ou

purificado, derivado de alimentos e comercializado em diversas formas medicinais,

não usualmente associado com alimento”. O composto bioativo apresenta efeitos

benéficos ou promove proteção contra as doenças crônicas (Health Canada, 1998).

De acordo com essas definições, um conjunto de alimentos não modificados

por processos tecnológicos, como as frutas e as hortaliças, representa a mais

simples forma de se consumir alimentos funcionais. Por exemplo, a laranja, a

cenoura ou o tomate podem ser considerados alimentos funcionais devido à

presença de compostos bioativos como a quercetina, o beta-caroteno e o licopeno

(JONES & JEW, 2007).

Alimentos modificados, incluindo aqueles que foram fortificados com nutrientes

ou acrescidos com compostos fitoquímicos (bioativos) também podem ser

considerados alimentos funcionais. Entretanto, agrega-se um custo elevado a esses

alimentos, sendo, muitas vezes, inviável seu consumo para a população de baixa

renda e países subdesenvolvidos, como o Brasil.

Introdução

3 | P á g i n a

As substâncias químicas responsáveis pelas propriedades funcionais desses

alimentos são chamadas “compostos bioativos”, as quais apresentam atividades

biológicas diversas importantes à saúde humana. Essas substâncias recebem

também a denominação de metabólitos secundários, uma vez que são produzidas

pelos vegetais ou alguns animais de acordo com determinadas situações de

estresse biótico ou abiótico. Contudo, esses metabólitos não são essenciais à vida

dos organismos que o produzem, podendo conferir maior longevidade e melhor

propagação da espécie.

Desse modo, pode-se citar como exemplo de alimentos funcionais as

leguminosas, como a soja, que contêm quantidades importantes de substâncias

fenólicas fisiologicamente ativas (McCUE & SHETTY, 2004). Destacam-se as

isoflavonas com ação fitoestrogênica (genisteína, daidzeína, coumestrol e a

gliciteína). Estas substâncias têm despertado muito interesse pelas suas ações

estrogênica, antiestrogênica, anticarcinogênica, antiviral, antifúngica e antioxidante

(McCUE & SHETTY, 2004; HOLZER et al., 2007; HWANG et al.2006; CABRAL &

FERNANDES, 2007).

Frutas e hortaliças naturais têm sido altamente recomendadas (LAKO et al.,

2007; RAMASSAMY, 2006) pela riqueza em substâncias fenólicas, substâncias

sulfuradas, glicosídios indólicos, fruto-oligossacarídios, dentre muitos outros

compostos, principalmente pela ação antioxidante e seqüestrante de radicais livres,

carcinógenos e de seus metabólitos, os quais exercem ação protetora contra a

evolução de processos degenerativos que conduzem às doenças e ao

envelhecimento precoce. Atualmente recomenda-se a participação de frutas e

hortaliças na dieta, em quantidades significativas, como cinco porções ao dia

(MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2005). Da mesma forma, sucos e néctares de frutas

Introdução

4 | P á g i n a

naturais são altamente recomendados, como parte da dieta diária, pela presença

das substâncias fisiologicamente ativas, já mencionadas (KRIS-ETHERTON et al.,

2002).

O chá (chá verde e preto) e o vinho tinto têm sido reconhecidos como benéficos

à saúde, em quantidades moderadas, por conterem substâncias fenólicas, como a

catequina, a quercetina, a rutina e o resveratrol, com propriedades antioxidantes,

antiaterogênicas e anticancerígenas (YAO et al., 2006; YAMADA & WATANABE,

2007; KATIYAR et al., 2007; NIKFARJAM et al., 2006).

Algumas substâncias químicas, como resveratrol, antocianinas e quercetina,

encontradas na casca de uva e no vinho tinto, vem sendo relacionadas à baixa

mortalidade por doenças cardiovasculares, em certas regiões da França. Apesar

dessas populações ingerirem elevadas quantidades de gordura saturada e

apresentarem altos níveis de colesterol sangüíneo, semelhante à dos Estados

Unidos da América, a incidência e a morte por doenças cardíacas são muito

menores. Estudos de análise multivariada conduziram à conclusão de que a variável

dietética capaz de explicar essa diferença é a maior ingestão de vinho tinto pelos

franceses, o que define o paradoxo francês (de LANGE, 2007).

Peixes e outros produtos do mar são altamente recomendados pela

predominância dos ácidos graxos poliinsaturados da família ω-3 e pela qualidade

nutritiva e funcional de suas proteínas (SHAHIDI, 2003).

A seguir está explicitado como essas substâncias de notável potencial benéfico

são formadas através do metabolismo secundário peculiar de alguns seres vivos.

Introdução

5 | P á g i n a

1.2- Metabólitos primários e secundários

Todos os organismos realizam reações básicas para a sobrevivência,

crescimento e reprodução, utilizando uma imensa variedade de compostos

orgânicos. Forma-se, então, uma rede enzimática integrada, denominada

metabolismo intermediário, e as vias envolvidas são conhecidas como vias

metabólicas.

Algumas das moléculas mais importantes à vida de todos os organismos são os

carboidratos, proteínas, gorduras e ácidos nucléicos e as vias responsáveis pelo

metabolismo destes participam do metabolismo primário, sendo que os compostos

envolvidos nela são metabólitos primários (DEWICK, 2002).

As moléculas cuja presença na natureza está mais limitada e apenas alguns

organismos as sintetizam são os metabólitos secundários, que necessitam de

determinadas condições para serem formados e seus benefícios para a natureza

não estão, muitas vezes, bem esclarecidos. Alguns são produzidos, por exemplo,

como substâncias tóxicas com função de defesa contra os predadores ou como um

agente colorido como a antocianina para a atração entre espécies (TORSSEL,

1983).

Os metabólitos secundários são biossintetizados por três vias básicas, sendo

estas: as vias do acetato, do chiquimato e do mevalonato;

A via do acetato corresponde à biossíntese de ácidos graxos e policetídeos, a

via do chiquimato está relacionada aos aminoácidos aromáticos e aos

fenilpropanóides (cumarinas, flavonóides, quinonas) e a via do mevalonato refere-se

aos terpenóides e aos esteróides (DEWICK, 2002).

Alguns autores (DEWICK, 2002; TORSSEL, 1983) acrescentam mais uma via

biossintética, a via dos alcalóides, constituída por bases nitrogenadas derivadas

Introdução

6 | P á g i n a

principalmente de plantas. Contudo, sabe-se que os alcalóides possuem diversas

rotas biossintéticas que estão relacionadas com as vias descritas anteriormente, e,

portanto, não possuem uma única via definida.

1.2.1- A via do acetato

O ácido acético ou seu equivalente biossintético, a acetil coenzima A (acetil

CoA), ocupa uma posição central na síntese de compostos naturais. As reações de

condensação linear de Claisen originam

β-ceto ésteres, que por redução e uma nova

condensação produzem ácidos graxos ou por uma outra condensação direta

produzem policetídeos (TORSSELL, 1983).

Estes compostos podem se ciclizar em uma variedade de compostos

aromáticos. A acetil CoA corresponde também ao ponto de partida para a síntese de

terpenóides. Em uma condensação ramificada, do grupamento ceto da acetoacetil

CoA, reagem com outra molécula de acetil CoA, formando o β–hidroxi–β–

metilglutarilCoA que é transformado em unidades “ativas” de isopreno e finalmente

nos terpenóides (TORSSELL, 1983).

Os compostos inclusos na via do acetato são os ácidos graxos e as

prostaglandinas e muitos compostos aromáticos como as antraquinonas e as

tetraciclinas (DEWICK, 2002). Tais compostos podem ser visualizados na figura 1.

Introdução

7 | P á g i n a

Figura 1: Exemplos de metabólitos provenientes da via do acetato.

1.2.2- A via do chiquimato

Uma variedade de compostos exibe a característica estrutural da cadeia C

aromático-C

, como alguns aminoácidos, os ácidos cinâmicos, as cumarinas, os

flavonóides, as ligninas, dentre outros (figura 2). Logo, se tornou evidente que estas

substâncias possuem a mesma origem (TORSSEL, 1983).

Protaglandina.

Antraquinona.

Ácido oléico

Tetraciclina

Introdução

8 | P á g i n a

Figura 2: Exemplos de metabólitos povenientes da via do chiquimato.

Muitos dos intermediários metabólicos dessa via foram identificados através de

estudos com uma série de mutantes da Escherichia coli preparados por irradiação

UV. Assim, seus requerimentos nutricionais para o crescimento e todos os seus

produtos formados foram caracterizados (DEWICK, 2002).

Esta via corresponde ao metabolismo de plantas e microrganismos e não de

animais; portanto as substâncias formadas só poderão ser adquiridas pelos seres

humanos através da dieta.

1.2.3- A via do mevalonato

Os compostos formados na via do mevalonato são principalmente os

terpenóides e os esteróides.

Cumarina

Tirosina

Fenilanina

Introdução

9 | P á g i n a

Os terpenos são originados a partir de unidades C

denominadas unidades de

isopentenil ou isopreno (C

Os terpenos podem ser classificados de acordo com o número de unidade C

monoterpenos, C

; sesquiterpenos, C

; diterpenos, C

; sesterpenos, C

;

triterpenos, C

; e tetraterpenos, C

. Essa classificação está disposta na figura 3.

Figura 3: Classificação de terpenos segundo o número de carbonos.

Introdução

10 | P á g i n a

O sub-grupo tetraterpeno representa o grupo com maior prevalência de

metabólitos secundários estudados em alimentos, citando, como exemplo, os

carotenóides (o licopeno – figura 4, a luteína, o

β-caroteno e etc). Cabe ressaltar que

os carotenóides são tetraterpenos, pois possuem 40 carbonos, porém nem todos os

tetraterpenos são carotenóides: por exemplo, o diplopterol, relatado na literatura

como auxiliador dos processos oxidativos em plantas (figura 4) (HANISCH et al.,

2003). Contudo pouco está descrito na literatura a respeito de tetraterpenos outros

que não os carotenóides apresentando atividade biológica em alimentos.

Figura 4: Exemplos de metabólitos provenientes da via do mevalonato.

Dentre a variedade de utilidades desses compostos, pode-se destacar o uso de

óleos essenciais para a indústria de perfumes e cosméticos.

Os esteróides são derivados de triterpenóides contendo um sistema de anel

tetracíclico de lanosterol, mas com a ausência de três grupamentos metila no C-4 e

C-14.

O colesterol é a estrutura fundamental, onde algumas modificações permitem a

formação de uma grande variedade de produtos naturais de importância biológica:

por exemplo, esteróis, saponinas esteroidais, glicosídeos, ácidos biliares,

corticosteróides e hormônios sexuais (DEWICK, 2002).

Licopeno Diplopterol

Introdução

11 | P á g i n a

Figura 5: Colesterol.

1.2.4- Metabólitos secundários de biossíntese mista

As vias metabólicas descritas anteriormente originam um grande número de

metabólicos secundários. Contudo, cabe ressaltar que muitos deles possuem

biossíntese mista, ou seja, a sua síntese depende de mais de uma via metabólica.

Pode-se citar como exemplo a família dos flavonóides que apresenta a sua rota

biossintética derivada da via do acetato e da via do chiquimato (figura 6).

Introdução

12 | P á g i n a

Figura 6: Biossíntese mista.

Introdução

13 | P á g i n a

1.3- Metabólitos secundários de importância fisiológica.

A seguir serão descritos alguns metabólitos secundários de importância

significativa à saúde humana de acordo com estudos relatados na literatura.

1.3.1- Terpenos

Os mecanismos biossintéticos dos terpenos foram explicitados anteriormente

no item 1.2.4, que corresponde à via do mevalonato.

Os terpenos apresentam uma importante função ecológica atuando como um

mensageiro interno e externo, funcionando como agentes alelopáticos, repelente

contra insetos ou atrativos para os insetos polinizarem as plantas (HARREWIJAN et

al, 2001). Uma outra função é vista na defesa e na região da ferida na espécie da

árvore do pinho onde uma indução coordenada da biossíntese dos terpenóides e

dos ácidos de resina é observada (KREUZWIESER et al, 1999).

As plantas em locais extremos freqüentemente têm que tolerar temperaturas

elevadas. A correlação direta entre a concentração do isopreno e a tolerância

térmica conduziu a uma especulação que estes compostos aumentam a tolerância

térmica, interagindo com as membranas das plantas (SHARKEY & SINGSAAS,

1995; SINGSAAS et al, 1997). Tal interação da membrana é suposta também para

funções fisiológicas e farmacológicas no homem.

Poucas evidências científicas apontam para a ação antioxidante em plantas,

mas alguns deles ou seus precursores agem como um sistema de eliminação para

moléculas agressivas externas na fase gasosa, tal como a emissão de isopreno que

evita os danos do ozônio (LORETO et al, 2001). Os terpenóides representam a

base das numerosas drogas sintetizadas a partir de plantas usadas no tratamento

Introdução

14 | P á g i n a

da dor, do frio, da bronquite e das doenças gastrointestinais (KOHLER et al, 2000),

nas quais as espécies reativas de oxigênio (ROS) possivelmente estão envolvidas.

Os terpenos apresentam características lipofílicas e possuem uma importante

atividade antioxidante em sistemas lipofílicos, podendo atuar, inclusive, na inibição

da oxidação da LDL, evitando o desenvolvimento da aterosclerose (GRABMANN et

al., 2001, 2005).

Dentre os terpenóides estudados merece destaque o sub-grupo dos

tetraterpenos, que inclui substâncias como a luteína, o licopeno, a zeaxantina, a

β-

criptoxantina e o α-caroteno (figura 7). Estas substâncias correspondem aos

carotenóides de maior concentração no plasma humano e são as mais relatadas na

literatura devido aos seus significativos efeitos biológicos à saúde humana. Três

desses carotenóides, o β-caroteno, o α-caroteno e a β-criptoxantina possuem função

de pró-vitamina A e podem ser convertidas em retinol (KILDAHL-ANDERSEN et al.,

2007).

Introdução

15 | P á g i n a

Luteína

Zeaxantina

α-caroteno

Criptoxantina

Introdução

16 | P á g i n a

β-caroteno

Figura 7: Exemplos de carotenóides.

Antigamente, a importância funcional desses terpenos estava atrelada apenas

à função de pró-vitamina A, contudo as pesquisas recentes vêm relacionando-os

com outras funções biológicas de grande importância à saúde humana.

Alguns estudos têm demonstrado que o elevado consumo de tomate está

relacionado com a redução do risco de alguns tipos de câncer (FRANCESCHI et al.,

1994) e, também, pode contribuir com uma menor incidência de doença isquêmica

coronariana (GERSTER, 1997). Essas propriedades benéficas do tomate são

atribuídas ao conteúdo de tetraterpenos presente, particularmente licopeno e β-

caroteno, os quais acumulam no plasma e tecidos de acordo com a ingestão

(OSHIMA et al., 1996).

A luteína pertence ao grupo de pigmentos de plantas denominados xantofilas

(carotenóides contendo oxigênio). Ela está presente em muitas frutas, vegetais,

particularmente nos vegetais verde-escuros como o espinafre e a couve (WANG et

al., 2006) e corresponde a um dos tetraterpenos mais prevalentes no soro humano

(KHACHIK et al., 1997c). Uma dieta rica em luteína está associada com redução do

risco de doenças oculares como a degeneração macular, a principal causa de

cegueira entre a população idosa (SNODDERLY, 1995; CHEW et al., 1996).

Apresenta também um potencial antioxidante (ZHANG et al., 1991; WANG et al.,

Introdução

17 | P á g i n a

2006) e foi demonstrado que aumenta a função imune, suprime o crescimento de

tumor mamário e eleva a proliferação de linfócitos (CHEW et al., 1996; HADDEN et

al., 1999), protege a pele dos danos causados pela luz ultravioleta e previne

doenças cardiovasculares e câncer (MICHAUD et al., 2000; SLATTERY et al., 2000).

O licopeno, assim como a luteína, é um dos carotenóides mais prevalentes no

soro humano. Na dieta está presente principalmente em frutas e vegetais vermelhos

escuros, como o tomate (HOLDEN et al., 1999) e o seu consumo e níveis séricos

estão relacionados à redução do risco de desenvolvimentos de doenças

cardiovasculares (ARAB & STECK, 2000; WILLCOX

et al., 2003) e câncer de

próstata (CHAN et al., 2005; GIOVANNUCCI, 2005). Dados referentes a um estudo

de intervenção placebo controlado sugerem que o consumo de licopeno (tanto na

forma de suplemento como na forma de tomates processados) pode reduzir o dano

ao DNA (ASTLEY et al., 2004; ZHAO et al., 2006) e pode promover efeitos benéficos

no câncer de próstata (KUCUK et al., 2004; KUCUK et al., 2002; ANSARI & GUPTA,

2003; van BREEMEN, 2005) e de pulmão (LIU et al., 2003; WANG, 2005).

O β-caroteno também se apresenta em elevada concentração no sangue e

tecidos humanos, além de estar presente de forma significante na dieta,

principalmente em vegetais folhosos verde-escuros e frutas e hortaliças alaranjadas

(SCHMITZ et al., 1991). Este composto está sendo mais estudado com relação aos

seus efeitos protetores contra o desenvolvimento de câncer, como o de mama (CHO

et al., 2003) e pulmão (van POPPEL, 1993).

Em um estudo clínico (Physicians Health Study) prospectivo e caso-controle

entre esportistas do sexo masculino sem diagnóstico de doença cardiovascular

durante 13 anos, observou-se que concentrações plasmáticas basais de β-caroteno,

α-caroteno e licopeno foram inversamente relacionadas com o infarto isquêmico

Introdução

18 | P á g i n a

(HAK

et al., 2004). Entretanto, esses investigadores também demonstraram

nenhuma evidência de efeitos protetores de concentrações elevadas de

carotenóides no plasma contra o infarto do miocárdio (HAK et al., 2003).

A zeaxantina está presente em maior concentração no espinafre e couve,

possuindo conteúdo significativo nos brócolis, ervilha e gema de ovo (HANDELMAN

et al., 1999; SURAI et al., 2000). Este carotenóide, associado com a luteína, está em

altas concentrações na retina e nas lentes, o que confere a ambos uma proteção à

saúde ocular (BERNSTEIN et al., 2001).

A β-criptoxantina possui como fontes dietéticas importantes a manga, o

pêssego, o mamão papaia, a laranja e a tangerina (WINGERATH et al., 1995). Este

carotenóide apresenta funções na formação óssea (YAMAGUCHI & UCHIYAMA,

2003) e inibição de câncer de pulmão (KOHNO et al., 2001).

1.3.2-Polifenóis

Os compostos fenólicos constituem um grupo diverso de compostos químicos,

apresentando mais de 8000 compostos identificados até o momento, que possuem

uma característica em comum: a presença de ao menos em um grupamento arila

com pelo menos um grupamento hidroxila ligado (O’CONNELL & FOX, 2001), como

mostrado na figura 8.

Os compostos fenólicos são amplamente distribuídos na natureza e

demonstram um comportamento não-uniforme durante o desenvolvimento da

hortaliça ou da fruta em resposta aos fatores externos. A síntese desses compostos,

além do componente genético e do estágio de desenvolvimento, é influenciada por

diversos fatores ambientais como a disponibilidade de nutrientes, a temperatura e,

em particular, a luz (O’CONNELL & FOX, 2001).

Introdução

19 | P á g i n a

Muitas das enzimas envolvidas na síntese de polifenóis são induzidas pela luz

(TREUTTER, 2001) e a concentração total desses fenóis é maior na casca das

frutas, pois é esta parte que ficam em maior contato com radiação solar (AWAD et

al, 2001).

Figura 8: Esqueletos básicos de compostos fenólicos.

Os polifenóis presentes na casca são eficientes protetores do dano induzido

pelos raios UV-B (SOLOVCHENKO & SCHMITZ-EIBERGER, 2003) e estão também

Introdução

20 | P á g i n a

envolvidos na defesa em situações de estresse, como o ataque de patógenos

(TREUTER, 2001). Pode-se citar como exemplo de polifenóis os estilbenos, as

cumarinas, as antraquinonas, os flavonóides e os taninos. Essas substâncias

apresentam uma série de funções biológicas importantes à saúde, como descrito

nos sub-itens a seguir.

1.3.2.1- Cumarinas

As cumarinas (1,2-benzopironas; 2H-1-benzopina-2-onas; lactonas do ácido

cis-o-cumarínico; anidridos cumarínicos; ou cânforas de cumaru) são compostos que

contêm um anel aromático unido com um anel lactona (figura 9). São solúveis em

etanol, clorofórmio, éter dietil e óleos e é pouco solúvel em água. (COHEN, 1979).

Figura 9: Estrutura básica das cumarinas.

A hidroxilação na posição orto à cadeia lateral do ácido cinâmico é um passo

crucial na formação das cumarinas (TORSSEL, 1983) e, portanto, os organismos

que possuem um sistema enzimático capaz de o-hidroxilar o cinamato podem

biossintetizá-las. Desse modo, as cumarinas estão amplamente distribuídas entre as

plantas, particularmente nas famílias Umbelliferae (temperos verdes) e Rutaceae

(limoeiro).

Introdução

21 | P á g i n a

Devido às suas propriedades biológicas, as cumarinas podem apresentar usos

medicinais. Por exemplo, a habilidade das cumarinas em ativar macrófagos propicia

o seu uso para o tratamento de edema e as suas propriedades imunomoduladoras

podem ser benéficas ao tratamento de brucelose (EGAN et al., 1990).

As cumarinas estão sendo utilizadas, freqüentemente, em ensaios clínicos para

o tratamento de linfoedema, câncer de mama e pulmão e carcinoma renal. Seu uso,

tanto na forma isolada (THORNES et al., 1989) quanto na combinada com

cimetidina, mostra-se um tratamento antineoplásico eficiente (COX et al., 1989;

DEXEUS et al., 1990; et al., MARSHALL et al., 1987a; MASHALL et al., 1989).

As cumarinas vêm sendo atualmente estudadas devido às suas propriedades

de fluorescência e atividades fisiológicas, como anti-coagulante (dicoumarol), foto-

sensibilizante na derme (furocumarinas - constituente de plantas que pode ser

utilizada para o tratamento de vitiligo e lesões na pele), diurética, hepatotóxica,

estimulante respiratório, vasodilatadora e antibacteriana (SMYTH et al., 2006).

As fontes alimentares das cumarinas incluem as frutas, como o mirtilo

(Vaccinium myrtillus) e amora-branca-silvestre (Rubus chamaemorus), chá verde

(Camellia sinensis L.) e chicória (Chicorium indivia, L.) (SMYTH et al., 2006).

Baseado nos dados de ingestão sobre alimentos, bebidas, caramelos

confeccionados, goma de mascar, bebidas alcoólicas, o máximo de ingestão diária

pode ser calculado por 4,085 mg/dia ou 0,07 mg/kg/dia de cumarinas para

consumidores de 60 kg (LAKE, 1999).

Introdução

22 | P á g i n a

1.3.2.1.1- Isocumarinas

A bergenina, uma isocumarina, pode se destacar como um representante

biologicamente ativo das isocumarinas, cujas propriedades englobam as funções

hepatoprotetoras (LIM et al, 2000), antifúngicas (PRITHIVIRAI et al., 1997) e anti-

HIV (PIACENTE et al., 1996). Um estudo conduzido para avaliar as propriedades

anti-HIV das frutas vermelhas (Ardisia japonica), determinou uma série de

compostos isolados no extrato da planta; contudo apenas a bergenina e a

norbergenina (figura 10) foram realmente efetivas atuando na inibição da replicação

viral (PIACENTE et al., 1996). Outro estudo demonstrou que a desmetoxibergenina,

um derivado da bergenina, pode ser efetivo contra o desenvolvimento de células

envolvidas no câncer de mama. (SUMINO et al., 2002).

Figura 10: Estrutura da bergenina e seus análogos.

Norbergenina H H H

Bergenina H CH

Tri-O-metil-

norbegenina

Introdução

23 | P á g i n a

1.3.2.2- Quinonas

Quinonas correspondem a qualquer membro da classe de compostos orgânicos

contendo dois grupos carbonilas adjacentes ou separados por um grupamento

vinileno (CH=CH) em um anel insaturado de 6 membros.

Um estudo verificou que a preincubação de galato de (-)-epigalocatequina

(EGCG) e ardisina em hepatócitos resulta em um aumento significativo nos níveis de

glutationa peroxidase, com conseqüente elevação da atividade da mesma, e na

formação de malondialdeído (RAMÍREZ-MARES & GONZALES DE MEJÍA, 2003).

Entre as quinonas pode-se destacar a embelina (figura 11), uma benzoquinona,

originalmente isolada de frutas vermelhas de Embelia ribes Burm. F. (Myrsinaceae),

que exibe uma variedade de atividades, como analgésica (ATAL et al., 1984),

antibacteriana (CHITRA et al., 2003), anti-helmíntica (BOGH et al, 1996) e

anticarcinogênica (CHITRA et al, 1994).

Figura 11: Estrutura da embelina.

(CH

)

Introdução

24 | P á g i n a

1.3.2.3- Flavonóides

Os flavonóides são produtos da unidade iniciadora de cinamoil CoA que é

acrescida de três moléculas de malonil CoA. Os produtos iniciais desse processo, as

chalconas, agem como precursores de um grande e variado número de flavonóides,

a maioria contendo seis membros em um anel heterocíclico (TORSSEL, 1983).

São caracterizados estruturalmente pela presença de dois anéis aromáticos

hidroxilados, A e B, unidos por um fragmento de três carbonos. Um grupamento

hidroxila, normalmente, está ligado a uma molécula de açúcar. Até o momento foram

identificados cerca de 6000 tipos, contudo um grupo pequeno é considerado

importante do ponto de vista dietético (HARBONE & WILLIANS, 2000).

De acordo com as características químicas e biossintéticas, os flavonóides são

separados em diversas classes: chalconas, flavonóis, flavonas, dihidroflavonóides

(flavanonas e flavanonóis), antocianidinas, isoflavonóides, auronas, neoflavonóides,

biflavonóides, entre outros (figura 12) (SIMÕES, 2002).

Introdução

25 | P á g i n a

Figura 12: Flavonóides.

Introdução

26 | P á g i n a

Vários fatores ambientais influenciam a produção de flavonóides nas plantas,

como, por exemplo, infecção, temperatura, nutrição, injúria, metabolismo do açúcar

e do nitrogênio e qualidade de radiação. A radiação solar é um dos fatores que, via

de regra, está relacionada à variação quantitativa. Muitos trabalhos demonstraram

que há um aumento quantitativo de flavonóides em órgãos expostos à luz, em

comparação com aqueles que estão à sombra (HILLIS & SWAIN, 1959; BOHM,

1987; HOLST, 1977).

Adicionalmente, contribuem para a coloração das plantas, sendo: amarelo para

as chalconas; vermelho, azul e violeta para as antocianidinas. Esta propriedade

permite a absorção das cores pela radiação UV e subseqüente atração de insetos

que auxiliam na polinização (DEWICK, 2002).

Essas substâncias apresentam inúmeras atividades biológicas como a

atividade antioxidante, proteção contra doenças cardiovasculares e certas formas de

câncer, dentre outras (SIMÕES, 2002). A sua natureza polifenólica auxilia na

eliminação dos danos causados por radicais livres como os radicais superóxido e

hidroxila. Cabe destaque à quercetina (figura 13) que está quase sempre presente

em quantidades significativas nos tecidos das plantas (DEWICK, 2002; HAYEK et al,

1997; CHOPRA et al, 2000). As atividades características dessa substância são a

sua atividade antioxidante (HAYEK et al, 1997; CHOPRA et al, 2000), anti-

agregatória (PIGNATELLI et al, 2000) e vasodilatadora (PEREZ-VIZCAINO et al,

2002). Os mecanismos ainda são desconhecidos, mas é possível que diversos tipos

de eventos bioquímicos os precedam. A atividade antioxidante, por exemplo, pode

ser o resultado de uma quelação com um metal (FERRALI et al, 1997; SESTILI et al,

1998), eliminação de radicais (HUK et al, 1998; AHERNE et al, 2000), inibição

enzimática (DA SILVA et al, 1998; NAGAO et al, 1999), e/ou indução da expressão e

Introdução

27 | P á g i n a

modulação de enzimas antioxidantes, como a glutationa peroxidade e superóxido

desmutase (MYHRSTAD at al, 2002). A anticarcinogênese, por sua vez, pode ser o

resultado da inibição enzimática (AGULLO et al, 1997; HUANG et al, 1997), ou

efeitos antioxidantes e na expressão de genes, como o CDKN1A, o TP53I11 e o

CDC14 (ISE et al., 2005; HANSEN et al, 1997; PIANTELLI et al, 2000; XING et al,

2001).

Figura 13: Quercetina.

Os flavonóis (figura 14) no vinho tinto (campferol, quercetina e antocianidina) e

os flavanóis no chá (catequina e epigalocatequina) também têm demonstrado seu

potencial efeito antioxidante (PEREZ-VIZCAINO et al, 2002).

Introdução

28 | P á g i n a

Figura 14: Exemplos de flavonóis e flavanóis.

Correlações positivas existem entre o consumo de alimentos ricos em

flavonóides e doenças cardíacas

(HERTOG et al, 1993; LESLIE et al,1989;

MELNICK et al, 1993; SAMMAN et al,1998; SLLUITER at al, 1993; VECKNESTEDT

& PUSZTAI, 1981). Há investigações empregando extratos de plantas contendo

flavonóides e utilizando modelos em animais em que foram induzidas doenças

vasculares

(RAJENDRAN et al,1997).

A apigenina (figura 15) e outros flavonóides têm atividade antiviral e esta ação

é importante nas miocardites. Este é um processo de infiltração inflamatória do

miocárdio na qual ocorre degeneração e necrose dos miócitos. Este processo está

associado a viroses, e os vírus influenza e picornavírus são possíveis causadores

dessas inflamações. Após a invasão dos miócitos, os vírus replicam e causam a sua

Introdução

29 | P á g i n a

morte e a lise das células, liberando miosina que ativa e atrai os leucócitos. Em

seguida, ocorre adesão de leucócitos, diapedese e liberação de fatores

inflamatórios. Os flavonóides impedem tais processos, atuando como substâncias

antivirais, inibindo também a atividade da tirosina quinase, uma enzima chave em

mecanismo de sinalização celular de miocardite mediada por vírus (LESLIE et

al,1989; MELNICK et al, 1993; SAMMAN et al,1998; SLLUITER at al, 1993;

VECKNESTEDT & PUSZTAI, 1981).

Figura 15: Apigenina.

Estudos realizados por Kellis e Vickery (KELLIS E VICKERY, 1984) mostraram

o efeito de flavonóides também sobre a enzima estrogênio sintetase citocromo P-

450, que catalisa a conversão de androgênios em estrogênios (formados a partir do

colesterol). Os flavonóides têm ação inibidora sobre a transformação da

androstenodiona para estrona e de testosterona para estradiol. Segundo estes

pesquisadores, os flavonóides podem competir com os esteróides, e a interação dos

flavonóides com certas monoxigenases alteram a sua atividade e conseqüentemente

o metabolismo dos hormônios esteroidais. Esta ação é relevante, tendo em vista que

os glicocorticóides aumentam a taxa de mobilização de gordura pelo aumento da

Introdução

30 | P á g i n a

permeabilidade da membrana celular e diminuem a entrada de lipídeos para o

interior das células.

A pesquisa dos efeitos de flavonóides como estrogênicos é um mecanismo de

ação importante para explicar os seus efeitos no metabolismo lipídico e na

prevenção da aterosclerose. Em coelhos, ratos e aves, verificou-se que a

administração de estrógenos previne a aterosclerose (NATAN &CHAHURI, 1997).

Para uma completa compreensão dos efeitos vasoprotetores dos hormônios

estrogênicos é importante verificar os seus diversos mecanismos de ação. Eles

podem agir diminuindo a síntese da apolipoproteína A, prevenindo a oxidação

lipídica, aumentando a concentração da lipoproteína HDL, inibindo a proliferação de

células do músculo liso, inibindo a síntese do colágeno e prevenindo, assim, a

agregação plaquetária e promovendo ainda a dilatação dos vasos sangüíneos. Os

flavonóides como quercetina, genisteína, isoliquirritigenina e apigenina podem, por

estas ações, se ligar a receptores de estrogênios do tipo II (MIKSICEK, 1993;

SCAMBIA, 1990).

1.3.2.4- Taninos

Os taninos podem ser classificados como hidrolisáveis e não hidrolisáveis

(proantocianidinas) (SINGLETON & KRATZER, 1973). Os taninos hidrolisáveis por

meio da hidrólise ácida liberam ácidos fenólicos: gálico, caféico, elágico e glicose

(SGARBIERI, 1996). O ácido tânico (figura 16) é um típico tanino hidrolisável, o qual

pode ser degradado por enzimas ou de forma espontânea (SINGLETON &

KRATZER, 1973).

Introdução

31 | P á g i n a

Figura 16: Ácido Tânico.

Os taninos não hidrolisáveis ou condensados (flavolanos) são polímeros dos

flavonóides (SGARBIERI, 1996), formados predominantemente por unidades de

flavan-3-ols (catequinas) e flavan-3,4-diols (leucoanto-cianidinas), presentes em

maior quantidade nos alimentos normalmente consumidos, como a cereja, o

chocolate e o feijão (SINGLETON & KRATZER, 1973; SALUNKE et al., 1982;

DESPHANDE et al., 1986; SALUNKE et al., 1990).

Na forma não oxidada, os taninos reagem com as proteínas através de pontes

de hidrogênio e/ou ligações hidrofóbicas. Quando oxidados os taninos se

transformam em quinonas, as quais formam ligações covalentes com alguns grupos

funcionais das proteínas, principalmente os grupos sulfidrilas da cisteína e

ε-amino

da lisina (SGARBIERI, 1996).

Introdução

32 | P á g i n a

Os taninos são considerados como produto de excreção de muitas plantas,

porém estão, provavelmente, envolvidos em mecanismos de defesa contra parasitas

e predadores (TORSSEL, 1983).

Esses compostos são caracterizados pela sua capacidade de se combinar com

proteínas da pele animal (curtimento do couro) inibindo o processo de putrefação

(DESPHANDE et al., 1986). Também são considerados potentes inibidores de

enzimas, como a tripsina, a lipase e a

α-amilase, devido a sua complexação com

proteínas enzimáticas (NACZK et al., 1994). Apresentam habilidade para interagir e

precipitar proteínas como a gelatina, e parecem ser responsáveis pela adstringência

de muitas plantas (STRUMEYER & MALIN, 1975).

A dieta do ser humano, de uma maneira geral, possui vários alimentos

contendo considerável quantidade de taninos, tais como feijões secos, ervilhas,

cereais, folhas, vegetais verdes, café, chá, cidra e alguns tipos de vinhos (REDDY et

al., 1985). Os efeitos de taninos em seres humanos são desconhecidos (PRICE et

al., 1980; CHANG et al., 1994). Em poucos exemplos, os efeitos nocivos em seres

humanos parecem ser o resultado do consumo anormal de fenóis de plantas

(SINGLETON, 1981), embora, substâncias que formam complexos com compostos

nitrogenados provavelmente devem influenciar a digestão e a absorção de nutrientes

(CHANG et al., 1994).

Os taninos condensados estão presentes na fração fibra alimentar de diferentes

alimentos e podem ser considerados indigeríveis ou pouco digeríveis (BARTOLOMÉ

et al., 1995). Em leguminosas e cereais, os taninos têm recebido considerável

atenção, devido aos seus efeitos adversos na cor, sabor e qualidade nutricional

(SALUNKE et al., 1982).

Introdução

33 | P á g i n a

Apesar da ação negativa do tanino no valor nutritivo de certos vegetais, em

particular a redução de digestibilidade protéica, a inibição da ação de enzimas

digestivas e de interferência na absorção de ferro, os efeitos do tanino na saúde

humana ainda são questionáveis devido à limitação de estudos nesta área. É

interessante considerar que o tanino também apresenta uma forte ação antioxidante

que provavelmente poderá ser mais explorada em relação aos estudos na área de

conservação de alimentos e ação no organismo humano.

1.4- Atividades biológicas

1.4.1- Mecanismos de ação

Os metabólitos secundários podem atuar de diversas formas na prevenção de

doenças crônicas não transmissíveis. Dois são os principais mecanismos

responsáveis pela atuação dessas substâncias: a atividade antioxidante e a inibição

da mutação no DNA.

1.4.1.1- Atividade antioxidante

As moléculas orgânicas e inorgânicas e os átomos que contêm um ou mais

elétrons não pareados, com existência independente, podem ser classificados como

radicais livres (FRANÇA et al., 2007). Essa configuração faz dos radicais livres

moléculas altamente instáveis, com meia-vida curtíssima e quimicamente muito

reativas. A presença dos radicais é crítica para a manutenção de muitas funções

fisiológicas normais (VALKO et al., 2006).

Introdução

34 | P á g i n a

A geração de radicais livres se faz em vários compartimentos celulares. Na

mitocôndria eles são gerados pela liberação de elétrons da cadeia respiratória com

redução das moléculas de oxigênio para radical superóxido. O superóxido é

transformado em peróxido de hidrogênio pela superóxido desmutase (SOD Mn e a

SOD CuZn). O peróxido de hidrogênio é menos reativo que o radical superóxido,

porém quando ele reage com metais de transição como o ferro e o cobre, forma-se o

radical hidroxila, o mais reativo de todos os radicais livres (reação de Fenton). Outro

local de geração de radicais livres é o retículo endoplasmático, via citocromo P-450,

onde são produzidos radicais superóxidos para metabolizar substâncias hidrofóbicas

para se proceder a desintoxicação de tais elementos. Outro importante local de

produção das espécies reativas de oxigênio (ERO) são os macrófagos e outros

fagócitos, os quais geram radical superóxido, peróxido de hidrogênio e radical

hidroxila para matar microrganismos e células cancerosas (LYKKESFELDT &

SVENDSEN, 2007).

A produção contínua de radicais livres durante os processos metabólicos levou

ao desenvolvimento de muitos mecanismos de defesa antioxidante para limitar os

níveis intracelulares e impedir a indução de danos (VALKO et al., 2006). Os

antioxidantes são agentes responsáveis pela inibição e redução das lesões

causadas pelos radicais livres nas células.

Uma ampla definição de antioxidante é "qualquer substância que, presente em

baixas concentrações quando comparada a do substrato oxidável, atrasa ou inibe a

oxidação deste substrato de maneira eficaz" (BUONOCORE & GROENENDAAL,

2007).

Os antioxidantes são classificados como endógenos ou exógenos dependendo

da origem das substâncias precursoras. Como exemplo de defesa endógena, têm-se

Introdução

35 | P á g i n a

as enzimas glutationa peroxidase e superóxido desmutase sintetizadas no

organismo de acordo com a presença de um estresse oxidativo. A defesa exógena

depende da ingestão dietética de substâncias como as próprias vitaminas (ácido

ascórbico, vitamina E) e minerais (selênio, zinco, cobre), além dos metabólitos

secundários como os flavonóides e os terpenóides presentes em diversos alimentos,

como frutas e hortaliças (SIDDHURAJU, 2007).

1.4.1.2- Mutação no DNA

O termo agente “antimutagênico” foi usado originalmente por Novick e Szilard

em 1952 para descrever os agentes que reduzem a freqüência de mutação

espontânea ou induzida, independentemente do mecanismo envolvido (THÉRIAULT

et al., 2006; GEETHA et al., 2004).

Os estudos com os agentes antimutagênicos foram iniciados nos anos

cinqüenta, porém recentemente diversos grupos de pesquisa, distribuídos por todo o

mundo, tem se interessado na identificação de agentes antimutagênicos,

principalmente os de origem natural. A identificação de agentes antimutagênicos

e/ou anticarcinogênicos em alimentos é indispensável e extremamente importante

na busca de estratégias para a prevenção do câncer, por meio de modificações do

hábito alimentar (WARGOVICH, 1997).

Os mecanismos de ação dos agentes antimutagênicos foram classificados em

dois processos maiores, denominados desmutagênese e bioantimutagênese. Na

desmutagênese, os agentes protetores, ou antimutagênicos, atuam diretamente

sobre os compostos que induzem mutações no DNA, inativando-os química ou

enzimaticamente, inibindo a ativação metabólica de pró-mutagênicos ou

seqüestrando moléculas reativas. Na bio-antimutagênese, os antimutagênicos atuam

Introdução

36 | P á g i n a

sobre o processo que leva a indução de mutações, ou no reparo das lesões

causadas no DNA (KADA et al., 1978).

Muitos compostos antimutagênicos encontrados nos alimentos são agentes

antioxidantes e atuam seqüestrando os radicais livres de oxigênio, como por

exemplo os flavonóis e os isoflavonóides (KURODA et al., 2002; MANACH et al.,

2004; McCULLOUGH & GIOVANNUCCI, 2004; FERGUSON et al., 2004; CABRAL &

FERNANDES, 2007).

1.4.2- Prevenção de doenças

1.4.2.1- Doenças cardiovasculares

As enfermidades cardiovasculares incluem o infarto e a aterosclerose, que

podem causar problemas vasculares, como o derrame cerebral. A causa principal

destas enfermidades é a obstrução do fluxo de sangue nos vasos sangüíneos em

virtude da formação de placas gordurosas que, à medida que aumentam de

tamanho, reduzem o fluxo até que, em caso extremo, chegam a obstruí-lo por

completo (GRUNDY, 2003).

Um dos principais fatores que levam à ocorrência destas enfermidades é o

nível elevado de colesterol no sangue. A ocorrência de um perfil lipídico onde a LDL

(Lipoproteína de Baixa Densidade) encontra-se elevada e a HDL (Lipoproteína de

Alta Densidade) reduzida corresponde a um dos fatores precursores do

desenvolvimento de aterosclerose, uma vez que a LDL é altamente suscetível ao

estresse oxidativo que leva ao acúmulo de células fagocitárias e fatores de

coagulação no endotélio, originando, assim, a placa de ateroma (GRUNDY, 2003).

Introdução

37 | P á g i n a

O consumo de soja tem sido associado à redução de doenças

cardiovasculares, especialmente da aterosclerose em modelos animais. Em adição,

evidências epidemiológicas sugerem que populações que consomem dietas ricas

em soja e seus produtos apresentam uma menor taxa de mortalidade por doenças

coronarianas (MARK & BRANIN, 2007; KONDO et al., 2002). Apesar de estudos em

animais sugerirem que a proteína de soja reduz o colesterol sanguíneo, estudos

similares em humanos têm apresentado resultados menos consistentes. Dentre as

isoflavonas, principalmente a genisteína e a daidzeína apresentaram um potencial

efeito hipocolesterolemiante em animais e humanos (PATEL et al., 2001).

Estudos com animais demonstram que as isoflavonas parecem ser essenciais

no efeito de redução do colesterol sanguíneo. Isolados protéicos de soja os quais

tiveram as isoflavonas removidas quando administrados, resultaram em animais de

laboratório normo ou hipercolesterolêmicos. As concentrações plasmáticas de LDL

foram significativamente menores em macacos Rhesus tratados com isoflavonas de

soja quando comparados com macacos tratados com formulados de soja sem

isoflavonas. Estudos adicionais têm demonstrado que as isoflavonas não só

desempenham um papel importante na regulação de lipoproteínas, reduzindo LDL e

aumentando HDL, mas também protegem contra o desenvolvimento de placas de

ateroma (ANTHONY et al., 1996).

YUGARANI (2002) realizou uma pesquisa com animais experimentais durante

4, 7, 10 semanas, com hiperlipidemia induzida por colesterol a 2,5% e toucinho a

16,0%, misturadas à dieta contendo outros flavonóides como a quercetina, morina

ou o ácido tânico e mostraram reduções nos lipídeos plasmáticos. Na sétima

semana do experimento observou-se que a morina reduziu as concentrações dos

triacilgliceróis plasmáticos em 65,0%, reduzindo também a gordura do fígado, mas

Introdução

38 | P á g i n a

aumentando as concentrações de HDL em 47,0% na quarta semana. A morina

também foi ativa na décima semana do experimento, reduzindo o colesterol total em

30,9% e o LDL em 29,3%. Já a quercetina provocou a elevação plasmática de HDL

em 28,6% na sétima semana do experimento .

A quercetina está presente nas frutas e hortaliças principalmente na sua forma

glicosídica, por exemplo, como quercitrina. Wagner et al (2006) avaliaram que

ocorreu atuação positiva da quercitrina na inibição da peroxidação lipídica in vitro e

na inibição da reação de Fenton.

Estudos em humanos avaliaram que o consumo moderado (20 – 30g de álcool

por dia) de bebidas alcoólicas como o vinho leva a proteção contra a morte por

doenças cardiovasculares e também, em uma pequena escala, contra o câncer.

Esse fato se deve à presença de compostos fenólicos como o resveratrol nessa

bebida (RENAUD et al., 1998; BIANCHINI & VAINIO, 2003; PEDERSEN et al., 2004;

PETRI et al., 2004).

Outro exemplo é o suco de romã, pois contém uma grande variedade de

polifenóis com atividades antioxidantes que apresentam funções benéficas ao

organismo, destacando-se a prevenção de doenças cardiovasculares. Um estudo

envolvendo as substâncias presentes no suco de romã (taninos e antocianinas) e no

vinho tinto (quercetina e resveratrol) verificou uma significante redução da oxidação

da LDL pelo íon cobre e a preservação da atividade da enzima paraoxonase 1

(PON1), relacionada com níveis elevados da lipoproteína de alta densidade (HDL).

Isto sugere que o aumento da ingestão dietética destes antioxidantes por indivíduos

deficientes de apolipoproteína E, reduz o estresse oxidativo e aumenta a atividade

da PON1 (KAPLAN et al., 2001). Outro estudo demonstrou que o consumo de suco

de romã durante 2 semanas por indivíduos saudáveis aumentou os níveis séricos de

Introdução

39 | P á g i n a

PON 1 e a resistência ao estresse oxidativo provocado pelo íon cobre na LDL e HDL

(AVIRAM et al., 2004).

Outro estudo avaliou o efeito de carotenóides como o

β-caroteno, a luteína e o

licopeno extraídos de fontes naturais (a alga Dunaliella salina para o β-caroteno, a

flor Tagetes erecta para a luteína e o tomate para o licopeno) na progressão das

doenças cardiovasculares. Como resultado, obteve a supressão do fator de

atividade tissular nas células endoteliais (p< 0.01) (LEE et al, 2006). Associado a

esse efeito positivo, outras pesquisas avaliaram que o licopeno apresenta eficiência

em suprimir a adesão celular pelos monócitos nas células endoteliais humanas

(MARTIN et al, 2000) e promove a inibição da oxidação de LDL (FUHRMAN et al,

2005), correspondendo a passos iniciais no desenvolvimento da aterosclerose e da

trombose.

1.4.2.2- Prevenção de doenças neurodegenerativas

O envelhecimento é caracterizado pela redução da função dos tecidos e pelo

acúmulo de mutações no DNA, particularmente no cérebro. Alguns pesquisadores

sugerem que o estresse oxidativo ocasionado por espécies reativas de oxigênio

(ERO) e pela inflamação esteja relacionado com o declínio da cognição e perda

neuronal em doenças neurodegenerativas como Alzheimer, Parkinson e Huntington

(MARKESBERY, 1997; JENNER, 1998).

O dano a proteínas causado pelo estresse oxidativo é considerado como um

dos maiores contribuintes do processo de envelhecimento e suas enfermidades.

Análises da patologia das doenças neurodegenerativas demonstram que há um

acúmulo de ferro nos sítios onde os neurônios morrem, assim, a construção de um

gradiente de ferro em conjunção com as EROs (superóxido, radical hidroxila e óxido

Introdução

40 | P á g i n a

nítrico) constitui o maior impulso para a toxicidade neural, comum em todas essas

doenças (MANDEL et al., 2005).

Os flavonóides estão sendo intensamente estudados devido ao seu papel na

proteção da neurodegeneração, pois possuem atividade antioxidante e anti-

inflamatória, além de funcionarem como quelantes de metais de transição (MANDEL

& YOUNDIM, 2004; JOSEPH et al., 2005; WEINREB et al.,2004).

Acredita-se que os flavanóides e terpenóides, além do ginkgolide B, um inibidor

da agregação plaquetária, presentes nos extratos de ginkgo biloba evidenciando as

propriedades antioxidantes e por conseqüência podem inibir a neurodegeneração

(BLUMENTHAL et al., 1998).

1.4.2.3- Neoplasias

O câncer é o crescimento incontrolado de células para formar um tumor que,

em alguns casos, pode invadir os tecidos adjacentes e se propagar, por processos

de metástases, formando tumores secundários em outras partes do organismo

(RAIMONDI et al, 2007).

O principal grupo de agentes inibidores da carcinogênese é representado por

antioxidantes, bloqueadores de radicais livres. Além destes, existem os indutores da

morte celular programada (apoptose), os inibidores das enzimas do citocromo P450

(responsável pelo metabolismo de drogas, cuja ativação leva à formação de radicais

livres carcinogênicos), outros inibidores enzimáticos, inibidores da angiogênese

(neoformação de vasos sanguíneos, necessária para a disseminação dos tumores

através das metástases), antagonistas de fatores de crescimento, hormônios e

agentes reparadores de lesões ao DNA (FERRARI & TORRES, 2002).

Introdução

41 | P á g i n a

As isoflavonas da soja, especificamente a genisteína e a daidzeína, e o

licopeno, dentre outros compostos bioativos, que apresentam efeito anti-

cancerígeno, atuando na indução da apoptose de células tumorais. Estudos

epidemiológicos demonstram que nas populações que consomem dietas ricas em

soja e seus produtos, a incidência de determinados tipos de câncer (cólon, mama e

próstata, principalmente) é menor quando comparada com a incidência em

populações que não consomem esse tipo de dieta. Em adição, acredita-se que a

suplementação da dieta com certos produtos da soja, os quais têm mostrado

suprimir a carcinogênese em animais, poderia reduzir as taxas de mortalidade por

câncer. Os mecanismos relacionando câncer e isoflavonas ainda são alusivos. Tem

sido demonstrado que a atividade de várias enzimas, principalmente a

topoisomerase II e as tirosinas quinases, são inibidas pela genisteína e, em alguns

casos, por outras isoflavonas. Adicionalmente, outros estudos têm demonstrado

propriedades anti-carcinogênicas, anti-oxidativas, efeitos anti-estrogênicos e anti-

proliferativos das isoflavonas. Então, pode-se inferir que estas moléculas podem agir

de maneiras diferentes, promovendo a inibição das diversas fases da carcinogênese

(ESTEVES & MONTEIRO, 2001).

Muitos estudos têm mostrado a relação entre o consumo de vinho tinto e a

redução de doenças crônicas como o câncer e doenças cardiovasculares. Esse

efeito benéfico se deve a presença de compostos fenólicos como o resveratrol, o

qual apresenta como função proteger o DNA da oxidação, e possíveis mutações

geradas a partir desse dano, levando ao desenvolvimento de neoplasias (KAUR et

al., 2007; FENECH et al., 2005). Além disso, é descrita a atuação do resveratrol na

indução da apoptose e na redução da proliferação de células cancerosas (FERRARI

& TORRES, 2002).

Introdução

42 | P á g i n a

1.4.2.4- Doenças oculares

A luteína e a zeaxantina, carotenóides pertencentes ao sub-grupo xantofila,

apresentam como peculiaridade a sua presença em tecidos oculares. Estas

substâncias estão concentradas em grande escala na mácula, uma pequena área da

retina responsável pela visão central e acuidade visual (LANDRUM & BONE, 2001;

YEUM et al., 1999,1995).

A mácula, um tecido intensamente vascularizado, possui uma grande

quantidade de ácidos graxos poliinsaturados suscetíveis à oxidação (BEATTY et al.,

2001). A presença de metabólitos oxidados sugere que a luteína pode também

oferecer proteção às suas células, agindo como antioxidante (KHACHIK et al.,

1997a, 2002). Desse modo, alguns estudos com cultura de células da retina in vitro

mostraram que o tratamento com antioxidantes, como a luteína e a zeaxantina,

diminui expressivamente o estresse oxidativo induzido pela peroxidação lipídica e

apoptose (CAI et al., 2000; SUNDELIN & NILSSON, 2001; WRONA et al., 2004).

A degeneração macular relacionada à idade (AMD) é uma degradação da

porção central da retina, incluindo a mácula, e corresponde à principal causa de

cegueira entre as pessoas com idade igual ou superior a 65 anos (NEWCOMB et al.,

1992). A AMD pode ser classificada em duas categorias: precoce (ou AMD seca) e

tardia (ou AMD úmida). A primeira é caracterizada pela acumulação leve de material

extracelular causado pela oxidação foto-induzida e despigmentação do epitélio da

retina, a outra é causada pela neovascularização da mácula e da retina e

acumulação de tecido cicatrizante (BEATTY et al., 2000). Os riscos que mais

influenciam na gênese da AMD, incluindo a idade são a exposição aos raios solares

seguida do fumo e de uma alimentação inadequada (CAI et al., 2000; CHRISTEN,

2004).

Introdução

43 | P á g i n a

Supõe-se que a luteína e a zeaxantina realizam as mesmas funções em

homens e em plantas, atuando como potentes antioxidantes e efetivos filtradores da

luz azul, a luz de maior energia entre as luzes visíveis que induz o dano foto-

oxidativo pela geração de espécies reativas de oxigênio (KRINSKY, 2002).

Sendo o segundo carotenóide de maior prevalência no soro humano, a luteína

(KHACHIK et al., 1997b) está presente em abundância em vegetais folhosos verde-

escuro, como o espinafre e a couve (KEUNEN et al., 2003). Sabendo da importância

deste composto para a saúde ocular, o seu consumo está inversamente relacionado

com problemas oculares como a degeneração macular (Eye Disease Case–Control

Study Group, 1993; MARES-PERLMAN et al., 2001; SEDDON et al., 1994) e

catarata (BROWN et al., 1999; CHASAN-TABER et al., 1999; GALE et al., 2001;

SERRACARBASSA, 2006).

1.4.2.5- Diabetes Mellitus

O diabetes mellitus é uma síndrome caracterizada por níveis elevados de

glicose sangüínea em situações de jejum, de forma crônica; além disso é

acompanhado por alterações no metabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas,

sendo essas alterações uma conseqüência do déficit da secreção ou da ação da

insulina (LEE, 2006). A sobrevida dos pacientes diabéticos é acompanhada de

numerosas complicações tanto metabólicas (hiperglicemia, hipoglicemia,

dislipidemia) quanto vasculares (nefropatias, retinopatias e neuropatias) (NESTEL,

2002). As formas clínicas consideradas clássicas do diabetes são: o diabetes

mellitus insulino dependente (DMID) e o diabetes mellitus não insulino dependente

(DMNID) que é a mais freqüente (LEE, 2006).

Introdução

44 | P á g i n a

A insulina é o principal hormônio que regula o metabolismo da glicose. Nas

células, a insulina ativa o transporte de glicose e aminoácidos, o metabolismo de

glicogênio e de lipídios, a síntese protéica e a transcrição de genes específicos

(NESTEL, 2002). As ações biológicas da insulina são iniciadas pela ligação deste

hormônio a receptores específicos localizados nas membranas plasmáticas das

células responsivas. O sinal inicial, promovido pela ligação da insulina ao receptor é

convertido aos efeitos finais deste hormônio no crescimento e metabolismo, como

esta sinalização é alterada em estados de resistência à insulina, tais como no

DMNID, acarreta alterações negativas em processos metabólicos importantes ao

organismo (LEE, 2006).

Devido a genisteína apresentar efeito inibitório como a proteína tirosina

quinase, e vem sendo estudada um composto regulador da secreção de insulina,

cuja liberação é controlada por mecanismos complexos de sinalização celular que

envolve a ação destes receptores (ANDERSON & GARNER, 1997). Os efeitos

benéficos que vêm sendo observados em estudos com animais e culturas de células

sugerem que a genisteína pode ser uma alternativa no tratamento do diabetes,

principalmente do tipo 2.

Os mecanismos pelos quais as isoflavonas, especialmente a genisteína,

exercem este efeito ainda não estão bem elucidados. Sabe-se que a genisteína é

um potente inibidor das proteínas tirosina quinases (receptores para insulina) e sua

ligação a estes receptores promove aumento da secreção de insulina. As pesquisas

vêm demonstrando que, na presença da genisteína ligada ao receptor, ocorre

acúmulo de AMPc e cálcio intracelulares, podendo inferir que um possível

mecanismo de ação destes compostos seria via ativação das proteínas quinases (A

e C). As proteínas quinases A e C ativam cascatas de fosforilações de proteínas que

Introdução

45 | P á g i n a

culminam com a transcrição de genes para a insulina, o que aumenta a secreção

deste hormônio. Em contraste, estas proteínas quinases, via de regra, são ativadas

por receptores de membrana ligados à proteína G (outra classe de receptores de

membrana) e não por receptores tirosina quinases. De alguma maneira, a inativação

dos receptores tirosina quinases pela genisteína, promoveria a ativação das

proteínas quinases A e C, via mecanismos dependentes de cálcio e AMPc. Em

adição, tem sido observado que a daidzeína promove um aumento na secreção de

insulina proporcional ao da genisteína e que a daidzeína não é um inibidor de

tirosina quinase, sugerindo mais uma vez, que o mecanismo que leva ao aumento

da secreção da insulina envolve muito mais do que a inativação dos receptores de

tirosina quinases (ASHCROFT, 1994; JEONG et al., 2005).

1.5- Banco de dados

Um banco de dados é a união dos dados propriamente ditos e dos programas

que atuam sobre eles. Os Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados (SGDB) são

os programas de computador (softwares) que administram estes dados e, em

algumas versões, possuem a capacidade de ter procedimentos internos atuando

sobre estes dados, mantendo-os e assegurando-os sua integridade (HEUSER,

2004).

O principal objetivo dos SGDB é retirar da aplicação do cliente a

responsabilidade de gerenciar o acesso, manipulação e organização dos dados,

disponibilizando, assim, uma interface para que os seus clientes possam incluir,

alterar ou consultar dados. Em bancos de dados relacionais a interface é constituída

pelas APIs (application programming interface) ou drivers do SGBD, que executam

Introdução

46 | P á g i n a

comandos na linguagem SQL (Structured Query Language – Linguagem Estruturada

de Consulta) (HEUSER, 2004; MUTO, 2004).

Existem quatro modelos mais conhecidos de SGBD: o hierárquico, em rede,

relacional e orientado a objeto, sendo que o modelo utilizado neste projeto é o

relacional (HEUSER, 2004).

1.5.1- SQL (Structured Query Language)

Quando os bancos de dados relacionais estavam sendo desenvolvidos, foram

criadas linguagens destinadas à sua manipulação. Nos laboratórios de pesquisa da

IBM, na década de 70, foi desenvolvida a linguagem SQL (MUTO, 2004).

Em 1986, o America National Standard Institute (ANSI) publicou um padrão

SQL, tornando esta linguagem intensamente utilizada para bancos de dados

relacionais (MUTO, 2004; de OLIVEIRA, 2002).

A linguagem SQL corresponde a um conjunto de comandos de manipulação de

banco de dados utilizados para criar e manter a estrutura, além de incluir, excluir,

modificar e pesquisar informações nas tabelas dele. Esta linguagem não é

autônoma, pois depende de uma linguagem de programação tradicional (PHP, C,

Java, COBOL e etc.) para embutir comandos SQL para manipular os dados (MUTO,

2005).

Em um modelo relacional, como é o caso deste banco de dados, apenas um

tipo de estrutura existe: a tabela. Novas tabelas são criadas com a junção ou

combinação de outras tabelas. Desse modo, através da utilização dos comandos

SQL é possível manipulá-las conforme o desejado (de OLIVEIRA, 2002).

Introdução

47 | P á g i n a

1.5.1.1- MySQL

(My- Structured Query Language)

MySQL é um servidor de banco de dados multi-usuário e multi-threaded e

consiste em uma implementação clinte-servidor que corresponde a um servidor e

diferentes programas clientes e bibliotecas, utilizando o padrão SQL (MUTO, 2005).

O servidor MySQL é rápido e flexível o suficiente para permitir armazenar logs

e figuras nele. Suas principais vantagens são: velocidade, robustez, facilidade de

uso e é um servidor gratuito.

1.5.2- PHP (Hypertext Preprocessing)

A linguagem PHP foi desenvolvida por Rasmus Lerdorf em 1994, sendo que as

primeiras versões não foram disponibilizadas. A primeira versão utilizada por outras

pessoas ficou disponível em 1995, conhecida como “Personal Home Pages Tools”

(ferramentas para página pessoal). É composta por um sistema simples que

interpretava macros e alguns utilitários: um livro de visita e um contador

(NIEDERAUER, 2004).

Em meados de 1995, o interpretador foi reescrito e ganhou o nome de PHP/FI,

o “FI” veio de um outro pacote escrito por Rasmus que interpretava dados de

formulários HTML (HyperText Markup Language). Ele combinou os scripts do pacote

Personal Home Pages Tools com o FI e adicionou suporte no mSQL, originando

assim o PHP/FI, que foi disponibilizado na Internet, de modo que as pessoas

pudessem contribuir, aprimorando os códigos e compartilhando-os na rede

(NIEDERAUER, 2004).

O lançamento do PHP 4 ocorreu em 2000, trazendo novidades como: suporte a

sessões que auxilia a identificar o cliente que solicitou determinadas informações e

Introdução

48 | P á g i n a

um otimizador denominado Zend, que permitiu a execução de scripts de forma mais

rápida.

O PHP é uma linguagem que permite a criação de páginas na internet (Web

sites) dinâmicos, possibilitando a interação com o usuário através de formulários,

parâmetros da URL e links (direcionamento automático). Existem outras linguagens

de uso semelhante, como o JavaScript, porém a diferença é que o PHP é executado

no servidor, sendo enviado ao cliente apenas o código HTML puro. Assim, é

possível interagir com aplicações de bancos de dados existentes no servidor, com a

vantagem de não expor o código-fonte para o cliente, oferecendo maior segurança

(NIEDERAUER, 2004).

1.5.3- Histórico de banco de dados em alimentos

Existem na literatura alguns bancos de dados, sendo que alguns estão na

forma de artigos científicos publicados e outros estão disponíveis na Internet. Os

grupos de pesquisa que estão desenvolvendo esses bancos de dados possuem

características distintas, pois há estudos baseados na coleta de artigos científicos e

outros desenvolvem as suas próprias análises em determinados alimentos.

Quanto ao conteúdo de macronutrientes, a Universidade de São Paulo (USP)

desenvolveu uma tabela de composição de alimentos disponível na Internet

(www.fcf.usp.br/tabela

) através de análises desenvolvidas em alimentos brasileiros

na própria universidade e também através de pesquisa em artigos de revisão e de

análise e dissertações e teses (MENEZES et al., 2002). Este tipo de trabalho é

interessante, contudo os dados disponíveis são restritos à energia, proteínas,

lipídios, carboidratos, vitaminas A e fibra alimentar (GIUNTINI et al., 2003). Outros

trabalhos estão sendo realizados pela mesma instituição englobando metabólitos

Introdução

49 | P á g i n a

secundários (RABBI et al., 2004), embora ainda não tenham inseridos no seu banco

de dados.

Ainda há um outro banco de dados elaborado por países latino-americanos em

1994 nomeado SAMFOODS. Este aborda informações quantitativas a respeito de

proteína, carboidratos, lipídios, energia, fibras, vitaminas (carotenóides incluídos) e

minerais e esta disponível no sítio: http://www.rlc.fao.org/bases/alimento/

) (de Pablo,

2000).

Quanto aos compostos bioativos, Ridley e colaboradores (RIDLEY et al., 2004)

desenvolveram um banco de dados sobre os grãos de milho e soja para a

quantificação de aminoácidos, carboidratos, ácidos graxos, fibras, minerais,

vitaminas, substâncias bioativas (lectinas, ácido fítico, rafinose, estaquiose,

daidzeína, genisteína, gliciteína, total de isoflavonas e inibidores de tripsina) e outros

metabólitos (ácido ferúlico, furfural, inositol e ácido p-cumarínico). Esse banco de

dados está disponível no sítio: http://www.cropcomposition.org/.

O Instituto Nacional do Câncer e o Departamento de Agricultura dos Estados

Unidos (USDA) desenvolveram um banco de dados com 6 carotenóides a partir de

120 vegetais e frutas (USDA, 2001). A partir desses dados o USDA aprimorou o seu

banco de dados e o disponibiliza no sítio: http://www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/,

agregando aproximadamente 7146 alimentos, apresentando dados referentes a

energia, carboidratos, proteínas, lipídios, minerais, vitaminas e fitosteróis e cafeína,

teobromina, licopeno, luteína, zeaxantina e β-criptoxantina e α e β-caroteno (USDA,

2004).

Outro banco de dados foi desenvolvido pela USDA (USDA, 2003) englobando

apenas os flavonóides como os flavonóis, as flavonas, as flavononas, as catequinas,

as antocianidinas e as teaflavinas. Este projeto foi dividido em duas fases, onde a

Introdução

50 | P á g i n a

primeira consistia na pesquisa de artigos científicos e uma segunda fase

correspondeu à análise pelo próprio grupo de pesquisa de 60 frutas frescas, nozes e

vegetais.

Cabe ressaltar que todos esses bancos de dados relatados anteriormente não

costumam disponibilizar informações a respeito da atividade biológica referentes aos

metabólitos secundários, ou seja, eles priorizam informações quantitativas e não as

qualitativas. Desse modo, torna-se necessário a divulgação para a comunidade

científica e à população em geral de informações acerca da importância do consumo

de determinados alimentos, principalmente frutas e hortaliças, oferecendo benefícios

orgânicos visando a prevenção de doenças crônicas não transmissíveis.

2- JUSTIFICATIVA

Existe atualmente um grande conteúdo de informação disponível na mídia a

respeito de alimentos funcionais e seus constituintes químicos, muitas das quais

divergem em relação ao seu conteúdo tornando-se assim não confiáveis. A Internet,

por si só, veicula uma série de dados sobre alimentos e recomendações que, muitas

vezes, não são fidedignas, pois não informam as fontes primárias de informações,

mas que, de qualquer forma, atingem um grande número de usuários que têm

acesso à Grande Rede. Desse modo, a criação de um banco de dados disponível na

Internet objetiva organizar, atualizar e disponibilizar dados referentes aos alimentos

funcionais. Para o meio científico e para a população em geral, torna-se de grande

importância a oferta de informações baseadas em artigos científicos publicados em

periódicos de conteúdo sério e confiável, disponibilizando informações quanto à

prevenção de doenças crônicas não transmissíveis, proporcionando conhecimento a

respeito da promoção de saúde a população em geral.

Objetivos

51|

P á g i n a

3- OBJETIVOS

3.1- Objetivo Geral

Elaboração e manutenção de um banco de dados de acesso público e

gratuito na Internet, que permita, ao público em geral, a pesquisa sobre

alimentos funcionais, seus metabólitos secundários (através de nomes, classes

e sub-classes biossintético-estruturais e fórmulas moleculares e estruturais),

suas fontes alimentares (nome vulgar e nome botânico) e sobre suas

atividades biológicas “in vitro” e “in vivo”.

3.2- Objetivos Específicos

I. Elaborar e aprimorar a lógica de organização de dados nas tabelas,

para inclusão de novas informações;

II. Implementar interfaces (gráficas) de acesso ao conteúdo do banco

de dados que permitam a pesquisa com base em dados estruturais e

subestruturas, bem como a visualização de dados físico-químicos;

III. Manter e atualizar constantemente as informações das páginas Web

e do banco de dados para permitir sua fidedignidade e inovação;

IV. Inserir e ampliar dados, com inclusão de novos grupos de

metabólitos secundários, enfatizando o grupo dos flavonóides,

terpenos, cumarinas, quinonas e taninos, através de pesquisa crítica

da literatura;

V. Disponibilizar mecanismos de troca de informações com o usuário

para otimizar a atualização do mesmo.

Metodologia

52| P á g i n a

4- METODOLOGIA

4.1-Coleta de dados

A coleta de dados foi realizada utilizando-se os instrumentos de busca de

artigos científicos disponíveis na Web para o público em geral (Google Scholar

PubMed

) ou exclusivamente para as Instituições de Ensino e Pesquisa (Web of

Sciences

, SciFinder Scholar

e Periódicos Capes

). As buscas estão sendo

realizadas a partir de palavras-chaves isoladas em inglês, tais como “flavonoids”,

“quercetin”, “kaempferol”, “rutin”, “antocianidin”, “delfinidin”, “pelargonidine”,

“cianidin”, “petunidin”, “malvindin”, “luteolin”, “apigenin” “catechin”, “genistein”,

“daidzein”, “glycetein”, “terpenoids”, “lycopene”, “lutein”, “zeaxanthin”, “beta-

criptoxanthin”, “quinones”, “coumarins” e “tannins”, bem como contendo mais de

uma palavra-chave tais como as relativas às substâncias desejadas (“terpenoids”,

“flavonoids”, “quinones”, “coumarins” e “tannins”), à atividade antioxidante

(“antioxidant”) e à prevenção de doenças apropriadas (“cardiovascular diseases”,

“cancer”, “neurodegenerative disease”, “diabetes”, “eye disease”). Além disso,

pretende-se utilizar livros-texto que abordem o assunto. A pesquisa de dados foi

realizada a partir do ano de 1990, inclusive; tendo sido iniciada em janeiro de

2006 e concluída em dezembro de 2007.

http://scholar.google.com.br/.

http://www.pubmed.com.br/.

http://portal.isiknowledge.com/.

American Chemical Society; SciFinder Scholar; Chemical Abstracts Service, Estados Unidos, 2006.

http://www.periodicos.capes.gov.br/.

Metodologia

53| P á g i n a

4.2- Estrutura das Páginas Web

As páginas foram e continuarão a ser construídas utilizando-se as

metalinguagens HTML (Hypertext Markup Language), XML (eXtensible Markup

Language) e sua variante XHTML, e as linguagens de script PHP (MUTO, 2004;

MUTO, 2005; NIEDERAUER, 2004; WELLING e THOMSON, 2005) e JavaScript

(FLANAGAN, 2004) e formatadas com folhas de estilo CSS (Cascading Style

Sheets; CARVALHO, 2004). Dessa forma, objetiva-se a construção de páginas

dinâmicas e interativas que sejam compatíveis com os padrões estabelecidos pelo

Consórcio W3 (W3C)

4.3- Estrutura do banco de dados

A construção de um banco de dados que não apresente redundâncias nem

acúmulo de informações desnecessárias depende diretamente da elaboração de um

projeto inicial adequado, no qual deve-se analisar o que se pretende disponibilizar e

qual o perfil dos usuários.

No caso deste projeto, as seguintes informações foram levadas em

consideração para o planejamento:

 Alimento funcional: nome vulgar e nome botânico

 Compostos bioativos (metabólitos secundários)

 Atividade biológica

 Referências bibliográficas

Posteriormente, define-se as tabelas necessárias, construindo-as de forma

adequada, por meio do DE-R (Diagrama de Entidade-Relacionamento), que

www.w3schools.com/.

Metodologia

54| P á g i n a

corresponde à representação gráfica definida pelo Modelo Entidade –

Relacionamento (de OLIVEIRA, 2002).

O modelo Entidade–Relacionamento baseia-se na percepção do mundo real e

consiste em objetos, chamados de entidades e seus relacionamentos. Assim,

sempre que duas entidades apresentarem interdependência indica-se um

relacionamento entre elas (de OLIVEIRA, 2002; MUTO, 2004, 2005).

Este primeiro modelo permite uma menor organização dos dados para evitar

redundâncias de informações o que pode prejudicar o dinamismo do banco de

dados.

Entretanto, para uma melhor disposição das informações, agregando uma

forma mais “científica” de realizar o trabalho, deve-se utilizar o modelo de

normalização de dados, que consiste em 5 regras (de OLIVEIRA, 2002):

Primeira Forma Normal (1FN)

: Consiste em evitar a repetição de atributos, ou

seja, os atributos devem estar indivisíveis e possuírem apenas um valor por célula.

Segunda Forma Normal (2FN): Consiste em definir os atributos dependentes de

uma determinada chave, ou seja, agrupar informações semelhantes em uma tabela.

Terceira Forma Normal (3FN): Corresponde à organização de atributos não

chave para que dependam unicamente do atributo-chave, ou seja, a tabela deve ter

apenas uma chave e todos os seus atributos devem se relacionar exclusivamente

com ela, e nunca entre si.

Quarta Forma Normal (4FN): Denominada também de dependência

multivalorada (relacionada a vários atributos), tem como característica evitar a

repetição de atributos não chave para evitar redundância desnecessária ao modelo.

Metodologia

55| P á g i n a

Quinta Forma Normal (5FN)

: Consiste em definir se uma tabela na 4FN pode

ser subdividida em duas ou mais tabelas para evitar redundância.

Cabe ressaltar que após organizar as tabelas de acordo com os critérios

anteriores também se deve realizar uma nova análise, para avaliar se determinados

dados devem se repetir, para atingir o objetivo do banco de dados, aplicando assim

o método de “desnormalização” dos dados.

Propõem-se a seguinte estrutura de banco de dados:

* Alim- Alimento; Alim_vulgar- Nome vulgar do alimento; MS- Metabólito Secundário; AB- Atividade

Biológico; ref- referência; id-atributo de identificação chave

Figura 17: Estrutura do banco de dados.

Metodologia

56| P á g i n a

4.4- Pesquisa de Opinião e contador de acesso

A página Web relativa ao banco de dados apresenta um formulário de

pesquisa de opinião que objetiva obter informações a respeito do perfil do usuário

que o acessa a página. Além disso, é importante saber se o banco de dados atende

as expectativas do público em geral e também permitir que ele possa interagir com o

desenvolvimento do projeto através de críticas.

O contador de acesso também foi adicionado com o objetivo de analisar o

impacto do sítio na Internet.

Discussão

63 |

P á g i n a

6- DISCUSSÃO

6.1- Análise dos dados

As frutas e hortaliças possuem benefícios à saúde e são boas fontes de

compostos fenólicos como os flavonóides e os carotenóides (CIESLIK et al.,

2006; QIAN et al., 2004; SASS-KISS et al., 2005; TRAPPEY et al., 2005).

Presume-se que quanto mais coloridas forem, maior será o seu conteúdo de

fenóis, especialmente flavonóides. Entretanto, a quantidade de determinado

composto varia intensamente entre os alimentos e depende das técnicas de

cultivo, do solo, de variações climáticas, dentre outros fatores. Assim, os

estudos apresentam variações significantes ao avaliar o teor de determinado

composto bioativo em alimento (LIN & TANG, 2007).

Os alimentos encontrados na literatura contendo propriedades funcionais

incluíram um grupo variado de hortaliças e frutas, entretanto, algumas bebidas,

como o chá preto e verde e o vinho tinto também foram encontrados em uma

variedade de estudos. Essas bebidas apresentam um conteúdo elevado de

compostos bioativos, como a quercetina e o resveratrol, com funções

importantes na prevenção de doenças crônicas não transmissíveis (YAO et al.,

2006; YAMADA & WATANABE, 2007; KATIYAR et al., 2007; NIKFARJAM et

al., 2006).

Com relação às atividades biológicas, a atividade antioxidante é

intensamente abordada em trabalhos devido a sua importância na prevenção

inicial do desenvolvimento de uma série de patologias, como as neoplasias,

doenças cardiovasculares e neuropatias. (TANG et al., 2002; CUEVAS et al.,

1999; HANNUM, 2004 ).

Discussão

64 |

P á g i n a

Sabe-se que organismo está sujeito a reações de desequilíbrio que levam

a formação de radicais livres, que por sua vez podem provocar vários danos

celulares como a degeneração de membranas lipídicas (NEPOMUCENO et al.,

1999). Para impedir ou equilibrar esse tipo de dano celular, o organismo possui

um mecanismo de proteção via enzimas endógenas (como superóxido

desmutase, glutationa peroxidase, catalase, entre outras) capazes de catalisar

reações para inativação de radicais livres.

Muitas vezes ocorre grande desequilíbrio entre a produção e a inativação

de radicais livres, seja pela queda na capacidade do sistema enzimático ou

pelo excesso de produção de radicais. Nesses casos, o organismo encontra-se

em situação de estresse oxidativo (HALLIWELL, 2000). O estresse oxidativo

está envolvido na incidência de doenças como câncer, aterosclerose,

reumatismo, artrite, e de doenças degenerativas como Parkinson e Ahlzeimer

que surgem com a idade (ARUOMA, 1998).

Desse modo, as propriedades biológicas dos compostos bioativos muitas

vezes estão relacionadas com a atividade antioxidante que, por sua vez,

depende de sua estrutura química, podendo ser determinada pela ação da

molécula como agente redutor (velocidade de inativação do radical livre,

reatividade com outros antioxidantes e potencial de quelação de metais).

Os compostos bioativos mais estudados quanto à atividade antioxidante

são o grupo dos taninos, das cumarinas, das quinonas e dos flavonóides (KIM

et al., 2007; TULAYAKUL et al., 2007; RAMÍREZ-MARES & MEJÍA, 2003).

A prevenção de doenças oculares, como a degeneração macular e

catarata, está relacionada aos tetraterpenos luteína e zeaxantina, como

verificado em uma série de publicações. A presença marcante destes

Discussão

65 |

P á g i n a

tetraterpenos na mácula pode ser uma das explicações para esse fato.

Contudo, a atuação exata dessas substâncias ainda é especulada em estudos,

como por exemplo, naqueles que indicam que estes compostos são potentes

antioxidantes e efetivos filtradores da luz azul danosa à mácula (CAI et al.,

2000; SUNDELIN & NILSSON, 2001; WRONA et al., 2004).

Na prevenção de doenças cardiovasculares, a oxidação do LDL

corresponde a um evento precursor da aterosclerose. Entretanto, as partículas

de LDL contém antioxidantes como

α e γ-tocoferóis e β-caroteno que previnem

esta oxidação. Porém o aumento da ingestão dietética de compostos fenólicos

aumenta a capacidade de prevenção desta oxidação, uma vez que estes são

potentes antioxidantes (GAZIANO & HENNEKENS, 1993).

Alguns estudos reportaram a relação inversa entre a ingestão de

flavonóides oriunda dos alimentos e uma menor mortalidade por doenças

cardiovasculares. Isso se deve à capacidade dessas substâncias em inibir a

oxidação de LDL, atuando como antioxidantes (TANG et al., 2002; HERTOG et

al., 1993). Outra atuação dos flavonóides seria através da inibição da

agregação plaquetária, prevenindo a formação de trombos, pois atuam na

inibição das enzimas ciclooxigenase e lipooxigenase envolvidas no

metabolismo do ácido araquidônico, além disso antagonizam a formação de

tromboxano e de seus receptores. Um dos principais mecanismos pelo qual os

flavonóides reduzem a agregação plaquetária corresponde ao aumento de

AMPc pela estimulação de adenilato ciclase ou inibição da atividade de AMPc

fosfodiesterase (DUARTE et al., 1993; KUPPUSAMY & DAS, 1992).

Discussão

66 |

P á g i n a

6.2- Bancos de dados da literatura

As linguagens utilizadas para a elaboração de bancos de dados

disponíveis na Internet são variadas. A tabela de composição de alimentos da

USP utilizou a linguagem de programação PHP (Hypertext Preprocessor) e o

XML (eXtended Markup Language) (MENEZES et al., 2002). O International

Life Sciences Institute (ILSI)(RIDLEY et al., 2004) desenvolveu seu banco de

dados com Perl e CGI utilizando um servidor Oracle. O Departamento de

Agricultura dos Estados Unidos (USDA, 2001) utilizou ASP, XML e o programa

Access do pacote Office da Microsoft.

Entretanto, é importante salientar que as linguagens livres (XML, SQL,

PHP dentre outros) disponíveis oferecem, adequadamente, as ferramentas

necessárias ao desenvolvimento de bancos de dados. A introdução,

organização e atualização de informações podem ser perfeitamente realizadas

através da linguagem utilizada neste trabalho, SQL. A introdução de

mecanismos de buscas diversos, como a pesquisa através de fórmulas

moleculares e o desenvolvimento de contadores de acesso pôde ser

apropriadamente adicionado através da linguagem PHP.

A disponibilização de dados na Internet tem alguns enfoques específicos

de acordo com o banco de dados. Por exemplo, o Crop Composition Database

(ILSI) tem o objetivo de atender, principalmente, os agricultores e indústrias de

alimentos, uma vez que disponibiliza dados a respeito da colheita, meio

ambiente e características das sementes (RIDLEY et al., 2004). A USDA tem

como enfoque disponibilizar informações para a população e profissionais de

saúde a respeito de fontes alimentares de isoflavonas e carotenóides (USDA,

2001, 2003).

Discussão

67 |

P á g i n a

Cabe ressaltar que todos esses bancos de dados relatados anteriormente

não costumam disponibilizar informações a respeito da atividade biológica

referentes aos metabólitos secundários, ou seja, eles priorizam informações

quantitativas e não as qualitativas. Além disso, informações mais detalhadas a

respeito dos compostos bioativos, como a classificação química e a fórmula

molecular, não são abordadas nestes bancos de dados.

No presente trabalho, a introdução de mecanismos de busca baseado na

fórmula molecular confere maior abrangência de conteúdo, demonstrando a

preocupação com o caráter científico. Dentre as soluções encontradas para a

introdução da fórmula molecular de forma correta, isto é, com seus números na

forma subscrita

. Utilizou-se uma função PHP denominada Função mol(), a

qual divide os caracteres da fórmula molecular em um grupo (array) e analisa

cada um deles, inserindo a forma subscrita aos números.

A pesquisa através de fórmulas moleculares foi então, inserida nos

critérios de busca referentes aos metabólitos secundários. Além disso, em

qualquer opção de busca realizada pelo usuário, como por alimento ou

atividade biológica, o resultado reproduz as fórmulas moleculares das

substâncias.

Adicionalmente, torna-se necessário a divulgação para a comunidade

científica e à população em geral de informações acerca da importância do

consumo de determinados alimentos para a garantia de efeitos benéficos à

saúde.

Neste sentido, o conjunto de páginas associadas ao banco de dados

constitui um alicerce ao trabalho, uma vez que aprofundam as questões

http://www.listsearch.com/filemaker/message/index.lasso?122542 e

http://www.listsearch.com/filemaker/message/index.lasso?122539 acessadas em novembro de 2007;

Discussão

68 |

P á g i n a

abordadas no banco de dados. Disponibiliza-se, inclusive, dados atuais de

recomendações de consumo alimentar priorizando fontes naturais como as

frutas e hortaliças.

Resultados

57 |

P á g i n a

5- RESULTADOS

5.1- Coleta de dados

A tabela 1 apresenta a quantidade de referências coletadas para cada

substância incluída no banco de dados.

Os exemplos de fontes alimentares e atividades biológicas de cada

substância podem ser visualizados na tabela 2.

Tabela 1: Número de referências coletadas de cada grupo biossintético e suas

respectivas substâncias.

Grupo biossintético Substância Referências

antocianidina 5

apigenina 1

catequina 10

cianidina 2

campferol 10

daidzeína 13

delfinidina 2

Flavonóides genisteína 15

gliciteína 5

luteolina 5

malvindina 3

pelargonidina 3

petunidina 5

quercetina 20

rutina 5

Resultados

58 |

P á g i n a

Grupo biossintético Substância Referências

licopeno 20

luteína 8

zeaxantina 12

ß-criptoxantina 5

Terpenos

Taninos 35

Cumarina 3

Quinona 2

Algumas referências agregam mais de uma substância.

Resultados

59 |

P á g i n a

Tabela 2: Exemplo de fontes alimentares e atividades biológicas por substância

ou grupo biossintético.

Substância fontes alimentares atividades biológicas

antocianidina uva antioxidante

apigenina alface PN

catequina cebola, chá verde PC

cianidina batata-doce antiinflamatório

campferol morango, goiaba IPL

daidzeína soja PCV

delfinidina feijões antioxidante

genisteína soja PCM

gliciteína soja PCP

luteolina maçã, tomate inibe a oxidação de LDL

malvindina uva antioxidante

pelargonidina morango neuroprotetor

petunidina uva, feijões antioxidante

quercetina maçã, laranja, cebola antioxidante, IPL

rutina soja, feijões IPC

Licopeno tomate antioxidante

Luteína espinafre, couve-flor PDM

Zeaxantina Couve prevenção de catarata

ß-criptoxantina brócolis PDO

Taninos cacao, cereja antimicrobiano, PN

Cumarin chá verde anticoagulante

Resultados

60 |

P á g i n a

Substância fontes alimentares atividades biológicas

Quinona alface antioxidante, antibacteriano

IPL- Inibe a Peroxidação Lipídica; IPC- Inibe a Proliferação Celular; PC-Prevenção de

Cardiopatias; PCM- Prevenção de Câncer de Mama; PCV- Prevenção de Câncer de Cólon;

PCP- Prevenção de Câncer de Próstata; PDM- Prevenção da Degeneração Macular; PDO-

Prevenção de Doenças Oculares; PN-Prevenção de Neoplasias

5.2- Estrutura das Páginas Web

O conjunto de páginas associadas ao banco de dados podem ser

acessadas através do endereço eletrônico: http://acd.ufrj.br/~tbocl/tbocl-

alimentos.php.

Neste sítio, está disponível ao usuário um menu que leva a informações a

respeito dos compostos bioativos, como os flavonóides e os terpenos,

classificação química, atuação na prevenção de enfermidades, fontes

alimentares e referências bibliográficas.

Uma página está disponível para oferecer informações práticas a respeito

de recomendações e algumas divergências quanto à suplementação

desnecessária e sem comprovação científica dessas substâncias

(http://acd.ufrj.br/~tbocl/recomendacao.php). Todas as informações

apresentadas estão em lingua portuguesa.

5.3- Estrutura do Banco de Dados

O banco de dados pode ser acessado através do endereço eletrônico:

http://acd.ufrj.br/~tbocl/tbocl-bdalimento.php

. O usuário pode efetuar a pesquisa

Resultados

61 |

P á g i n a

através do alimento (nome vulgar ou científico), atividade biológica, composto

bioativo (substância e/ou sub-grupo e/ou grupo e/ou fórmula molecular) e

referências bibliográficas. O layout (apresentação) do banco de dados pode ser

visualizado na figura 18.

Figura 18: Banco de dados.

A página que será apresentada:

Resultados

62 |

P á g i n a

5.4- Pesquisa de opinião

Esta pesquisa está acessível através do endereço:

http://acd.ufrj.br/~tbocl/tbocl-teste-enquete.php. O usuário ao acessar este site

é convidado a responder às seguintes questões, como apresentado na figura

19.

Continuação da barra de rolagem ...

Figura 19

: Pesquisa

de opinião.

Conclusão

69 |

P á g i n a

7- CONCLUSÃO

Os alimentos funcionais e seus compostos bioativos estudados devido a

suas propriedades benéficas à saúde humana foram organizados, neste

trabalho, de forma lógica e didática permitindo a sua apresentação adequada

na grande rede (internet).

As linguagens livres (freeware) como o SQL e o PHP apresentam um

suporte apropriado para a elaboração de um banco de dados disponível na

Internet, permitindo a criação de sítios dinâmicos e de fácil manipulação.

A lógica de utilização do modelo relacional utilizando o mecanismo de

organização através dos métodos Entidade-Relacionamento e normalização

permitiu evitar redundâncias e auxiliou na elaboração do projeto de banco de

dados. Além disso, todos os mecanismos de busca desejados foram realizados

com sucesso, inclusive a pesquisa através de fórmulas moleculares. Permitindo

que o público em geral acesse às informações pesquisadas, cria-se uma

relação de colaboração positiva para o desenvolvimento do projeto,

possibilitando atualizações constantes através da troca de informação e

auxiliando na construção de um sítio de fácil navegação.

8- PROPOSTAS FUTURAS

Como extensão desse projeto, pretende-se implementar as seguintes

propostas:

 Remodelagem da interface gráfica (página Web);

 Atualizar as informações no conjunto de páginas relacionados ao

banco de dados.

Conclusão

70 |

P á g i n a

 Permitir que o usuário obtenha as informações desejadas no

formato PDF.

 Adicionar mecanismo de busca de dados físico-químicos a partir de

fórmulas químicas estruturais e subestruturais.

 Introdução de dados obtidos a partir de análises efetuadas pelo

nosso grupo de pesquisa.

Functional foods database on bioactive compounds in plant foods

Ana Carla Moreira da Silva

a,b

, Eliane Fialho

, Mauro B. de Amorim

Instituto de Nutrição Josué de Castro, UFRJ, Av. Carlos Chagas Filho, 373. Edifício do

Centro de Ciências da Saúde -Bloco K- 1° andar, sala 38, Cidade Universitária, Ilha do

Fundão, 21.941-902, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Núcleo de Pesquisas de Produtos Naturais, UFRJ, Av. Carlos Chagas Filho, 373.

Edifício do Centro de Ciências da Saúde -Bloco H- 1º andar, Cidade Universitária, Ilha do

Fundão, 21.941-902, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Functional foods database on bioactive compounds in plant foods

Abstract

Is relatively old the knowledge that food plants, apart from their nutritional value, can

also play a role in the promotion of human health and in prevention of chronic and

degenerative diseases. Recently has been a growing interest in studying and characterizing

these foods, called functional foods, as well as the bioactive compounds that are responsible

for their biological properties. Hence, we report the elaboration of a free access Web

relational database of plant foods, which contains data related to functional foods, their

bioactive compounds and biological activities. This work is being accomplished through data

search in scientific literature and by use of free software and programming languages

(MySQL, PHPMyAdmin, PHP, JavaScript, HTML, XHTML, CSS and XML). This database

can be accessed at http://acd.ufrj.br/~tbocl/tbocl-bdalimento.php. There are bibliographycal

references corresponding to the year of 1990 up to 2007, referring to flavonoids, terpenes,

tannins, coumarins and quinones biosynthetic groups. The prominence of these plant foods

for the promotion of human health justifies our efforts to construct a database and make these

data free accessible to the public in general, including health’s professionals.

Keywords: database, functional foods, bioactive compounds, flavonoids, terpenes,

tannins, coumarins.

Introduction

Functional food can be defined as similar appearance to the conventional food,

consumed as part of a normal diet, capable to produce desirable metabolic or physiological

effect in the maintenance of the health. Additionally to its nutritionals functions as substratum

and energetic plant source to the cell formation and tissue, this food possess, in its

composition, one or more substances capable to act in the direction of modulating the

metabolic processes, improving the health conditions and preventing the precocious

appearance of degenerative illnesses, that lead to longevity reduction (American Dietetic

Association, 2004).

In view of the responsabilities for the functional properties of these foods are the calls

“bioactive compounds”, that consists of the chemical substances endowed with important

biological activities to the health human being. These substances also namely secondary

metabolites due vegetables or some animals production in accordance to determined

environment situations. In doing so, these metabolites are not essential to the life of the

organisms that produce it, however can confer greater longevity and better propagation of the

species (Kris-Etherton et al., 2002).

Fruits and vegetables have been highly recommended (de Lange, 2007; Ramassamy,

2006) due to their content of phenolic substances. These substances can major act as an

antioxidants, exerting protective action against the evolution of degenerative processes that

lead to illnesses and the precocious aging. Some examples of functional foods are soybean,

apple, wine and green and dark tea that are sources of isoflavones, quercetin, resveratrol and

catechin (McCue and Shetty, 2004; Holzer et al., 2007; Hwang et al.2006; Cabral and

Fernandes, 2007; Yao et al., 2006; Yamada and Watanabe, 2007; Katiyar et al., 2007;

Nikfarjam et al., 2006).

All these informations promotes a great interest on functional foods, so a lots of

websites approaches this subject, trying to attend public desires. However, most of them

aren´t based on trustworth sources and have comercial purposes.

Although some institutions and/or scientific research groups are developing databases in

internet aproaching functional foods, they are prioritizing quantitative data instead of

qualitative ones (Ridley et al., 2004; U.S.D.A., 2006).

This paper is aimed at constructing a free access relational database, available in the

internet, containing information of functional foods, its chemical constituents and associated

biological activities, as well as of a set of pages in the Web with additional information about

these functional foods.

2- Material and methods

2.1- Data search

Data enclosed in the database is being carried through using the instruments of available

scientific article search in the Web for the public in general (Google Scholar

and PubMed

)

or exclusively for the Institutions of Education and Research (Web of Sciences

, SciFinder

Scholar

and Periódicos Capes

). The keywords used were: “flavonoids” (“quercetin”,

“kaempferol”, “rutin”, “delfinidin”, “pelargonidine”, “cianidin”, “petunidin”, “malvidin”,

“luteolin”, “apigenin” “catechin”, “genistein”, “daidzein”, “glycitein”), “terpenoids”

(“lycopene”, “lutein”, “zeaxanthin”, “beta- cryptoxanthin”), “tannin”, “coumarin”, “quinone”

http://scholar.google.com.br/.

http://www.pubmed.com.br/.

http://portal.isiknowledge.com/.

American Chemical Society; SciFinder Scholar; Chemical Abstracts Service, Estados Unidos, 2006.

http://www.periodicos.capes.gov.br/.

and prevention of the following illnesses (“cardiovascular diseases”, “cancer”,

“neurodegenerative disease”, “diabetes”, “eye disease”). Reviews and research articles were

collected. Moreover, it is intended to use textbook that approaches this subject. The research

of data will be carried through from the year of 1990, also. This search is being effected since

January of 2006 and it will always be update to attend the purpose of a valid scientific

database.

2.2- Structure of the database

This database used the relational model (Heuser, 2004) and as a system of management

of database (SGBD) the MySQL package (de Oliveira, 2002; Rangel, 2004) linked to PHP

language (Muto, 2004 and 2005; Niederauer, 2004; Welling & Thomson, 2005). The

following information had been taken in consideration for the planning of the database:

1. Vulgar and scientific name of foods

2. Biological Activity

3. Bioactive compounds: the search can be done with the name of the substance

and/or sub-group structure and/or biosynthetic group and/or molecular formula.

In data modeling was used the ERD (Entity-Relationship Diagram), that corresponds to

the definite graphical representation for the Entity – Relationship Model. Beyond this model,

one also applied the criteria of data normalization (Muto, 2005; de Oliveira, 2002).

In accordance with the previous criteria, an another method called “desnormalization”

was applied. This method consist in evaluate if definitive data must be repeated to reach the

objective of the database.

The Figure 1 shows the database structure of this study, including 13 tables for data

insertion.

3- Results and discussion

3.1- Data stored

In this database the substances were divided in polyphenol and non-polyphenol

compounds. The first group are represented by flavonoid, tannin, coumarin and quinone

groups, and the second are represented by terpene group as can be seen in figure 2.

Until the moment, 180 bibliographycal references were collected corresponding to the

year of 1990 up to 2007, referring the flavonoids (95), terpenes (45), tannins (35), coumarins

(3) and quinones (2) biosynthetic group (table 1).

Table 2 shows intrinsic characteristics activities of bioactive compounds described in

most of the papers. Many studies investigated the relationship between a variety of substances

and antioxidant activities (Tang et al., 2002; Cuevas et al., 1999; Hannum, 2004). It is known

that body suffer imbalance reactions that lead to free radicals release, which may cause more

damage as the degeneration of cellular lipid membranes (Nepomuceno et al., 1999). To

prevent this kind of balance or cellular damage, the body has the protection of endogenous

enzymes (such as superoxide dismutase, glutathione peroxidase, catalase, among others) able

to catalyze reactions to free radicals inactivation.

Often, occurs an imbalance between free radicals production and inactivation, due botth

by a collapse in the ability of the enzyme system or by an over-production of radicals species.

In such cases, the body is in oxidative stress (Halliwell, 2000), and this process is involved in

the incidence of diseases such as cancer, atherosclerosis, rheumatism, arthritis, and

degenerative diseases such as Parkinson and Alzheimer that arise with age (Aruoma, 1998).

Thus, the antioxidant activity is the most studied biological property of bioactive

compounds. This activity depends on its chemical structure and can be determined by the

action of the molecule as a reducing agent, rate of free radicals inactivation, reactivity with

other antioxidants, and the metal chelation potential. Some substances, like quercetin, are

being intensely studied due to it´s antioxidant property (Heo et al., 2007).

The LDL oxidation is a precursor of atherosclerosis event, however the LDL particles

contains endogenous antioxidants such as α and γ - tocopherols and β - carotene to prevent

this oxidation. But the increase in the intake of dietary bioactive compounds enhances the

ability to prevent this oxidation, as they are potent antioxidants (Gaziano and Hennekens,

1993).

Flavonoids is being intensely studied in neurodegeneration, cardiovascular disease and

cancer prevention, therefore they possess antioxidant and anti-inflammatory activity (Mandel

and Youndim, 2004; Joseph et al., 2005; Weinreb et al., 2004).

In terpene group it was verified that its functional properties are being intensely studied

(table 2) in the tetraterpene sub-group, being more specifically in the group of carotenoids

that include β-carotene, lutein, zeaxanthin, cryptoxanthin and lycopene. Prevention of

macular degeneration by lutein and zeaxanthin was the major biological activity described in

the literature (Schalch et al., 2007; Landrum and Bone, 2001). Lycopene, lutein and ß-

carotene have been investigated due to their action on cardiovascular disease and cancer

prevention (Fuhrman et al., 2005; Lee et al., 2006).

Tannin, coumarins and quinones groups still present a scarce amount of information in

literature regarding its functional properties, although their great antioxidant potencial (Kim

et al., 2007; Tulayakul et al., 2007; Ramírez-Mares and Mejía, 2003).

The foods found in literature containing functional properties that included a variety

source of fruits and vegetables, however, some drinks, as the black and green tea and red

wine had been also found in a great variety of studies. In this database 86 foods and

beverages were added and most of natural sources have the bioactive compounds (table 2).

It is assumed that the more colorful food are the greater source of phenols, especially

flavonoids. Meanwhile, the quantity of a particular compound varies intensely between food

and depends on the techniques of cultivation, soil, climate variations and others situations.

Thus, the studies suffer significant variations to assess the content of a particular compound

in the food (Lin and Tang, 2007).

3.2- Data output

The database can be accessed through the website: http://acd.ufrj.br/~tbocl /tbocl -

bdalimento.php.

From the required information insertion, in all search modes, the page would release the

following related information:

1. Functional food (vulgar and scientific name)

2. Bioactive compounds (substance name, biosynthetic sub-groups, groups and

molecular formula)

3. Biological Activity

4. References

From data search the user can access the set of pages that supports database

(http://acd.ufrj.br/~tbocl/tbocl-alimentos.php). In this set of pages there are informations

about functional foods, polyphenols, non-polyphenols, food sources and recommendations.

Other databases are already available on internet, they display macro and micronutriens

datas (Menezes et al., 2002) and bioactive compounds datas (Ridley et al., 2004; U.S.D.A.,

2006). They used differents programation languages, but the freeware ones like SQL and

PHP, were perfectly adequate to a relational database.

4. Conclusions

Functional foods and their bioactive compounds studied due to it´s biological activities

in human health were organized, in this work, in logical and dynamic form, allowing an

adequate internet display.

The freeware languages used, such as SQL and PHP, are adequate for database building

and easy manipulation on internet and for webstite creation. The database structure based on a

relational model, using the Normalization and Entity – Relationship Models prevented

redundancy.

All the information release to public can clarify about functional foods and bioactive

compounds to healthier choices supported by literature.

This database is an initial project and has the proposal to built an quality structure data

insertion to, in the future, addict data from our research group to public access.

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Figure captions

Figure 1: Database structure

Figure 2. Polyphenol and non-polyphenol substances added on database.

BASE DE DADOS DE ALIMENTOS FUNCIONAIS E SEUS COMPOSTOS

BIOATIVOS

Ana Carla Moreira da Silva

a,b

, Eliane Fialho

, Mauro B. de Amorim

Instituto de Nutrição Josué de Castro, UFRJ, Av. Carlos Chagas Filho, 373.

Edifício do Centro de Ciências da Saúde -Bloco K- 1° andar, sala 38, Cidade

Universitária, Ilha do Fundão, 21.941-902, Rio de Janeiro, RJ, Brasil,

Núcleo de Pesquisas de Produtos Naturais, UFRJ, Av. Carlos Chagas Filho, 373.

Edifício do Centro de Ciências da Saúde -Bloco H- 1º andar, Cidade Universitária, Ilha

do Fundão, 21.941-902, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

DATABASE OF FUNCTIONAL FOODS AND BIOACTIVE COMPOUNDS

Abstract

There are a growing body of scientific evidence that some kind of foods, known as

functional foods, besides their basic nutritional functions, play an effective role in health

promotion and chronic disease prevention, due to the presence of bioactive compounds as

flavonoids and terpenes. Hence, in order to organize this growing body of information in a

proper way to permit general public access, we have accomplished a relational database on

functional foods, their secondary metabolites and related biological activities using free

software and programming languages (MySQL, PHPMyAdmin, PHP, JavaScript, XHTML,

CSS). It can be freely accessed at http://acd.ufrj.br/~tbocl/tbocl-bdalimento.php.

Keywords: database, functional foods, bioactive compounds.

INTRODUÇÃO

É relativamente antigo o reconhecimento do efeito de alimentos, principalmente, mas

não exclusivamente, os de origem vegetal, na promoção da saúde e na prevenção de

doenças crônicas e degenerativas.

Tais alimentos, ditos funcionais, que devem ser seguros

para consumo sem supervisão médica,

apresentam essas funções benéficas à saúde, além

da nutrição básica

em virtude da presença dos denominados compostos bioativos ou

metabólitos secundários.

Dentre os metabólitos secundários presentes em frutas e hortaliças comumente

consumidas pela população destacam-se, pelas propriedades biológicas e abundância na

dieta, o grupo dos flavonóides,

4-7

dos terpenos

8-10

dos taninos

e das isocumarinas

(figura

1).

Em virtude do grande número de informações presentes na literatura a respeito de

alimentos e sua composição, alguns grupos de pesquisa estão reunindo-as em forma de

bancos de dados visando sua organização e facilidade de consulta. Neste contexto, estão

disponíveis na Internet bancos de dados de composição de macro e micronutrientes

12-14

sendo que alguns acrescentam dados de metabólitos secundários.

15-17

Outros restringem a

sua base de dados apenas ao conteúdo de compostos bioativos, como os flavonóides

18,19

os fitoestrógenos.

Cabe ressaltar que todos esses bancos de dados relatados anteriormente não

disponibilizam informações a respeito da atividade biológica referentes aos metabólitos

secundários, priorizando os dados quantitativos sobre a composição desses alimentos. Além

disso, nenhum deles permite pesquisa baseada em fórmulas moleculares dos componentes

bioativos. Desse modo, nos parece ainda importante e apropriada uma divulgação mais

ampla e cientificamente confiável, que atinja também a população em geral, de informações

não só sobre a composição química quantitativas dos alimentos funcionais, mas também a

respeito da importância do seu consumo para a garantia de efeitos benéficos à saúde.

Neste contexto, o presente trabalho vem relatar a elaboração de um banco de dados

sobre a ocorrência de compostos bioativos em alimentos, bem como sobre as propriedades

terapêuticas a eles associadas, para divulgação e livre acesso na Internet

(http://acd.ufrj.br/~tbocl/tbocl-bdalimento.php), uma vez que ainda se encontra escasso um

conjunto isento e cientificamente confiável de informações a esse respeito disponível na

Web, particularmente em língua portuguesa.

METODOLOGIA

Coleta de dados

A coleta de informações a serem incluídas na base de dados está sendo realizada

utilizando-se os instrumentos de busca de artigos científicos disponíveis na Web para o

público em geral (Google Scholar

e PubMed

) ou exclusivamente para as Instituições de

Ensino e Pesquisa (Web of Sciences,

SciFinder Scholar

e Periódicos Capes

). As

buscas estão sendo realizadas a partir de palavras-chaves que englobam os grupos

biossintéticos: “flavonoids” “terpenoids”, “tannins”, “coumarin”, “quinone”. Um outro

mecanismo de busca foi o da pesquisa através de enfermidades (ex.: “cardiovascular

diseases”, “cancer”, “neurodegenerative disease”) relacionadas a esses metabólitos

secundários. A pesquisa de dados foi realizada a partir do ano de 1990, inclusive, e está

sendo efetuada desde janeiro de 2005.

Estrutura do banco de dados

Somente linguagens de programação e programas livres foram usados na construção

do banco de dados. O modelo de banco de dados escolhido foi o relacional

e, como

sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD), utilizou-se o pacote MySQL.

27-29

Como interface entre o banco de dados e a sua apresentação na internet, utilizou-se a

linguagem PHP.

30-32

Para o planejamento do banco de dados seguintes informações foram levadas em

consideração:

• Compostos bioativos (metabólitos secundários e suas fórmulas moleculares): a

pesquisa pode ser realizada através do nome (comum) da substância, do grupo ou

sub-grupo estrutural e da fórmula molecular.

• Alimento funcional: através do nome vulgar e nome científico

• Atividade biológica

• Referências bibliográficas

Desse modo, essas informações foram organizadas na forma de tabelas, construindo-

as de forma adequada, por meio do Diagrama de Entidade-Relacionamento (DE-R), que

corresponde à representação gráfica definida pelo Modelo Entidade – Relacionamento.

Além desse modelo, também foram aplicados os critérios de normalização de dados.

27,30

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Coleta de dados

Foram coletadas, até o momento, 180 referências bibliográficas, correspondendo ao

ano de 1990 até 2007, referentes aos flavonóides (52,7%), terpenos (25%), taninos (19,4%),

cumarinas (1,6 %) e quinonas (1,1%).

Verificou-se um número elevado de estudos sobre os flavonóides devido à grande

variedade de substâncias e atividades biológicas presentes. Destacam-se, entretanto, a

quercetina que apresenta o maior número de trabalhos (11,1%), com ênfase na sua

propriedade antioxidante,

a catequina (5,5%) na prevenção de doenças cardiovasculares,

a genisteína (8,33%) na prevenção de doenças cardiovasculares

e na ação hormonal.

No grupo dos terpenos, verifica-se que as propriedades funcionais mais relatadas

estão no sub-grupo dos tetraterpenos, mais especificamente no grupo dos carotenóides, que

incluem o licopeno (11,1%), a luteína (4,4%), a zeaxantina (6,6%) e a β-criptoxantina

(2,7%). A prevenção da degeneração macular, pela luteína e zeaxantina foi a atividade mais

descrita na literatura.

Os grupos dos taninos, das cumarinas (1,6%) e das quinonas (1,1%) apresentam uma

quantidade mais escassa de informações na literatura a respeito das suas propriedades

funcionais nos alimentos. Desse modo, ainda não há ainda uma clara definição das suas

propriedades mais características, o que deve exigir um maior número de estudos.

Entre os alimentos contendo propriedades funcionais, foi encontrado na literatura um

grupo variado de hortaliças e frutas (58%). Entretanto, além dos alimentos, também foram

muito relatadas algumas bebidas (30 %), como o chá preto e verde e o vinho tinto.

Estrutura do Banco de Dados

De acordo com a linguagem SQL, um banco de dados deve apresentar o mínimo de

repetições de suas informações. Para tanto, os mecanismos de Entidade-Relacionamento e

normalização devem ser adequadamente empregados.

27-29

Como podemos observar na Figura 2, os dados referentes a alimentos (nome botânico

e vulgar), metabólitos secundários (nome comum, do subgrupo e do grupo), atividades

biológicas e referências bibliográficas foram introduzidos separadamente em tabelas,

denominadas entidades (respectivamente, Alim, Alim_vulgar, MS, MS_sub_grupo, Grupo,

AB, referencia).

Para conferir lógica ao projeto, foram adicionadas entidades com função específica de

relacionar as informações. Neste sentido, a entidade MS_AB relaciona os metabólitos

secundários com as suas respectivas atividades biológicas, a entidade Alim_MS relaciona

os metabólitos secundários aos alimentos nos quais estão presentes, e assim

sucessivamente.

A repetição de atributos foi evitada em todo o projeto, podendo citar como exemplo o

desmembramento da classificação química dos metabólitos secundários em sub-grupo e

grupos biossintéticos em tabelas diversas denominadas MS, MS_sub_grupo e Grupo. Se os

dados de substâncias fossem introduzidos em uma mesma entidade haveria a repetição dos

mesmos, exemplificado pela tabela 1, o que renderia maior consumo de espaço armazenado

e retardamento do processamento do banco de dados em comparação ao modelo proposto

na figura 3.

Tabela 1: Exemplo da tabela substância com ausência da aplicação dos mecanismos

de relacionamento e normalização.

MS MS_sub_grupo Grupo

Quercetina flavonol flavonóide

Caempferol flavonol flavonóide

Catequina flavonol flavonóide

Cabe ressaltar que após organizar as tabelas de acordo com os critérios anteriores

também se deve realizar uma análise posterior, para avaliar se determinados dados devem

se repetir, para atingir o objetivo do banco de dados, aplicando assim o método de

“desnormalização” dos dados.

Desse modo, os atributos id_MS, id_sub_grupo e id_grupo

repetem-se em várias tabelas devido a necessidade de relacioná-los separadamente. Como

exemplo, tem-se a tabela MS_AB onde a atividade biológica pode se referir à substância,

ao sub_grupo ou ao grupo especificadamente. Na tabela MS_ref esses atributos repetem-se

também em virtude da existência de referências que relatem apenas as substâncias ou os

sub_grupos ou os grupos.

Inserção das fórmulas moleculares no banco de dados

Para a introdução das fórmulas moleculares foi necessário criar duas tabelas no banco

de dados: molecula e MS_molecula.

A tabela molecula (Tabela 2) apresenta todas as fórmulas moleculares das substâncias

e a tabela MS_molecula (Tabela 3) relaciona as fórmulas moleculares com as substâncias,

proporcionado uma lógica adequada de conexão das informações.

Tabela 2: molecula

Id molecula

1 C15H10O5

3 C15H10O7

4 C40H56

5 C15H10O6

Esta é um protótipo reduzido da tabela elementos que se encontra no banco de

dados.

Tabela 3: MS_molecula

id_molecula id_MS

Esta é um protótipo reduzido da tabela elementos que se encontra no

banco de dados;

referente à substância apigenina armazenada na chave 31

da tabela MS;

referente à substância campferol armazenada na chave 9 da

tabela MS;

referente à substância quercetina armazenada na chave 8 da

tabela MS;

referente à substância catequina armazenada na chave 1 da

tabela MS.

Contudo, ao introduzir a fórmula completa em uma linha da entidade, ela

apresentava-se com seus números na forma não subscrita, incorreta para os padrões

químicos. Algumas soluções possíveis foram encontradas, tais como utilização da

linguagem XML

ou a utilização de programas como o FileMaker Pro,

mas nenhuma se

mostrou adequada. Optamos, portanto, em formular uma nova função PHP, denominada de

Mol (Figura 4), como proposta de correção deste problema.

A pesquisa através de fórmulas moleculares foi, então, inserida nos critérios de busca

referentes aos metabólitos secundários. Além disso, em qualquer opção de busca realizada

pelo usuário, como por alimento ou atividade biológica, o resultado reproduz as fórmulas

moleculares das substâncias.

O banco de dados pode ser acessado através do endereço eletrônico.

http://acd.ufrj.br/~tbocl/tbocl-bdalimento.php.

CONCLUSÕES

Os alimentos funcionais e seus compostos bioativos estudados devido a suas

propriedades benéficas à saúde humana foram organizados, neste trabalho, de forma lógica

e didática permitindo a sua apresentação adequada na grande rede (internet).

A aplicação do modelo relacional utilizando o mecanismo de organização através dos

métodos Entidade-Relacionamento e normalização em um projeto de banco de dados evita

a presença de redundâncias desnecessárias e confere lógica ao mesmo, tornando o banco de

dados dinâmico e de fácil manipulação.

As linguagens livres (freeware), como o SQL e o PHP, apresentam um suporte

adequado para a elaboração de um banco de dados disponível na Internet, permitindo a

criação de sítios dinâmicos e de fácil manipulação. Adicionalmente, essas linguagens

oferecem, apropriadamente, uma base para a elaboração de funções dinâmicas, como a

citada “função Mol”, que permite a introdução de fórmulas moleculares nos mecanismo de

busca.

Ao permitir que o público em geral acesse as informações pesquisadas, cria-se uma

relação de colaboração positiva para o desenvolvimento do projeto, permitindo atualizações

constantes através da troca de informação e auxiliando na construção de um sítio de fácil

navegação.

Como extensão desse projeto, pretende-se adicionar informações sobre dados

espectrais e características físico-químicas (espectros UV, ressonância e etc) das

substâncias pesquisadas, objetivando adequar este trabalho às necessidades do público

científico.

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ZHANG, L.-X.; CONEY, R.V.; BERTRAM, J.S., 1991. Carotenoids enhance gap

junction communication and inhibit lipid peroxidation in C3H/10T/2 cells:

relationship to their cancer chemopreventive action. Carcinogenesis, 12 (1),

109–114;

Referências Bibliográficas

101 | P á g i n a

ZHAO, X.; ALDINI, G.; JOHNSON, E.J.; RASMUSSEN, H.; KRAEMER, K.;

WOOLF, H.; MUSAEUS, N.; KRINSKY, N.I.; RUSSEL, R.M.; YEUM, K.J ,

2006. Modification of lymphocyte DNA damage by carotenoid

supplementation in postmenopausal women. Am. J. Clin. Nutr. 83, 163–169;

Figura 1. Exemplos de compostos bioativos

Figura 2. Estrutura do banco de dados

* Alim- Alimento; Alim_vulgar- Nome vulgar do alimento; MS- Metabólito

Secundário; AB- Atividade Biológica; ref- referência

Figura 3. Exemplo da aplicação dos mecanismos de relacionamento e normalização.

Figura 4. Inserção dos números das fórmulas na forma subscrita através da função

Mol.

Table 1

Number of references of each biosynthetic group

Biosynthetic group Substance References

antocianidin 5

apigenin 1

catechin 10

cianidin 2

daidzein 13

delfinidin 2

genistein 15

glycitein 5

kaempferol 10

luteolin 5

malvindin 3

pelargonidine 3

petunidin 5

quercetin 20

rutin 5

Flavonoids

ß-cryptoxanthin 5

lutein 8

lycopene 20

zeaxanthin 12

Terpenes

Tannins 35

Coumarins 3

Quinones 2

Some references aggregates more than one substance.

Table 2

Food and biological activity examples for substances or biossynthetic group

Biosynthetic

group

Substance Food examples Biological activities

Flavonoids antocianidin grape antioxidant

apigenin lettuce cancer prevention

catechin onion, green tea CDP

cianidin sweet potato antinflammatory

daidzein soybean colon cancer prevention

delfinidin beans antioxidant

genistein soybean breast cancer prevention

glycitein soybean prostate cancer prevention

kaempferol strawberry guava IPA

luteolin apple, tomato ILP

malvindin grape antioxidant

pelargonidine strawberry neuroprotection

petunidin grape, beans antioxidant

quercetin apple, orange antioxidant, ILP

rutin soybean, beans ICP

Terpenes ß-cryptoxanthin cauliflower eye diseases prevention

lutein spinach, broccoli macular degeneration prevention

lycopene tomato antioxidant

zeaxanthin brussels sprouts catarat prevention

Tannins Cocoa, cherry antimicrobial, cancer prevention

Coumarin green tea anticoagulant

Quinone lettuce Antioxidant, antibacterial

ILP- Inhibit Lipid Peroxidation, IPA- Inhibit Platelet Aggregation, ICP- Inhibit Cell

Proliferation, CDP- Cardiovascular Disease Prevention

102

ANEXO I

Manuscrito intitulado Functional

foods database on bioactive

compounds in plant foods, em

fase final de preparação, a ser

submetido para revista Journal of

Food Composition and Analysis.

113

ANEXO II

Manuscrito intitulado Base de

dados de Alimentos Funcionais e

Compostos Bioativos, em fase

final de preparação, a ser submetido

para revista Química Nova.

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