POLISSACARÍDEOS DE ALGAS MARRONS

É justo dizer que os polissacarídeos de algas são os materiais, proveniente de alga, mais amplamente consumidos, muitas vezes inconscientemente. Isso porque

os polissacarídeos de algas são incorporados frequentemente em bebidas, carne e produtos lácteos (WELLS et al., 2017).

Existem diversos tipos de polissacarídeos de origem algal. Cada taxon de alga possui a característica de sintetizar alguns polissacarídeos específicos (MORYA, KIM & KIM, 2012). De acordo com Zvyagintseva et al. (2003) os principais polissacarídeos extraídos de algas marrons são os alginatos, heteroglucanas e β- glucanas (laminarinas). Chater et al. (2015) acrescentam que além dos polissacarídeos citados as algas marrons também sintetizam fucanas.

Dentre os polissacarídeos citados, as fucanas são os polissacarídeos com mais pesquisas referentes à atividades farmacológicas incluindo: antioxidante (DORE et

al., 2014; SELLIMI et al., 2014); antiproliferativa (NOBRE et al., 2013; ZEID et al.,

2014) antiinflamatória (HWANG et al., 2015; DORE, et al., 2014; ALBUQUERQUE et

al., 2013) anticoagulante (MAGALHAES et al., 2011; MELO et al., 2013) e antiviral

(HAYASHI, 2008; JIAO et al., 2011).

Essas atividades são em parte dependentes do sulfato, pois a região química a qual o grupo sulfato está localizado no polissacarídeo tem papel crucial no reconhecimento molecular deste polímero (ARAÚJO et al., 2013). Porém, a disponibilidade dos polissacarídeos sulfatados, assim como de fucanas, não é grande, tanto em quantidade quanto em número de organismos que são capazes de sintetizá-los (BEDINI, et al., 2017).

Por outro lado, polissacarídeos neutros são extremamente abundantes na natureza tanto em massa como em diversidade de organismos que os sintetizam (Novak, et al., 2009). Segundo Wells et al. (2017) o polissacarídeo neutro mais abundante de algas marrons são as glucanas e este autor ainda enfatiza que as glucanas são o segundo tipo de polissacarídeo mais abundante destas algas, ficando atrás somente dos alginatos (polissacarídeos carregados). Um tipo particular de glucana são as laminarinas, estas estão entre os três produtos funcionais mais bem consolidados na indústria de polissacarídeos de algas marrons (HAFTING et

al., 2012).

1.2.1. Fucanas

As fucanas são polissacarídeos que apresentam α-L-fucose sulfatada na sua composição. Alguns autores consideram que os polissacarídeos que possuem mais de 90% de fucose sulfatada na sua estrutura são chamados de fucanas e os outros

polissacarídeos que possuem menos fucose sulfatada são denominados de fucoidans (BERTEAU & MULLOY, 2003). Contudo, outros autores utilizam as denominações heterofucanas e homofucanas para polissacarídeos com fucose sulfatada que possuem ou não outros monossacarídeos, respectivamente, na sua composição (MAGALHAES et al., 2011; FERNANDES-NEGREIROS et al., 2018). Porém, a questão de nomenclatura das fucanas ainda não está totalmente definida. Um exemplo clássico é o de homofucanas extraídas da alga Fucus vesiculosus, que devido ao nome da alga são chamadas de fucoidans (JIAO et al., 2011).

As Fucanas encontram-se presentes em todas as algas marrons até agora estudadas (RAPOSO, MORAIS & MORAIS, 2015). Por outro lado, fucanas quase não são encontradas nos demais grupos de algas marinhas. Contudo, é possível que ocorra uma exceção. Da alga Gloiopeltis tenax foi extraído um polissacarídeo sulfatado, que foi purificado por cromatografia de troca iônica e gel filtração. Este polissacarídeo tem em sua composição fucose, manose e galactose (20.03%, 10.35%, e 10.57%, respectivamente), além de ácido uronico (9,9%,) cujo tipo não foi identificado, e sulfato (8,2%). Os autores afirmam que os grupos sulfato estão ligados na posição 2 de alguns resíduos de fucoses (LIM & RYU, 2009). Todavia, as técnicas utilizadas por esses autores para comprovarem a sulfatação da fucose, bem como, se realmente havia L-fucose não foram bem exploradas. O que sugere cautela ao se afirma de que G. tenax sintetiza uma heterofucana.

As fucanas apresentam diversas atividades descritas na literatura (NEGREIROS, 2015). As atividades farmacológicas das fucanas dependem de diversos fatores como rearranjos e exposição de determinados grupos moleculares (JIAO et

al.,2011), massa molecular (MORYA, KIM & KIM, 2012), a presença de grupos

substituintes (WANG et al., 2013), a presença de grupos carregados (XIE et al., 2015), a distribuição desses pela molécula, o local da ramificações ou não (LI, et al., 2008), a composição monossacarídica e os tipos de ligações inter e intra molecular que esses possuem (LI, et al., 2008). Além disso, Laurienzo et al. (2010) discorreram que modificações químicas em polissacarídeos, e consequente mudança da sua estrutura e atividades, tem despertado bastante interesse em pesquisas. Assim, modificações de moléculas que já contem atividades farmacológicas permite a possibilidade de potencializar ainda mais estas atividades de modo que mesmo em pequenas quantidades forneçam um maior efeito.

1.2.2. Laminarinas (β-glucanas de algas)

Laminarina, laminaran ou leucosin são denominações dadas para uma classe específica de β-glucanas de algas. Estes polissacarídeos assim como todas as β- glucanas são formados de monômeros de glicose. Porém, de forma específica para as laminarinas Alderkamp et al. (2007) definiram estes polissacarídeos como homoglucanas que tem uma cadeia principal formada por ligações β-(13). Laminarinas comumente são descritas com massa molecular de aproximadamente 5 kDa porém, laminarinas de maior massa molecular também já foram relatadas como as de: 8 kDa (SPICER et al., 2017) e laminarinas de 19-27 kDa (Menshova et al., 2014), estes últimos indicaram que as algas marrons Eisenia bicyclis produzem diferentes tipos de laminaranas, dependendo do habitat e do tempo de colheita da alga. As laminarinas também podem ser ramificadas e de acordo com Chizhov et al. (1998) o espaçamento entre as ramificações β-(16), a posição e o tamanho destas ramificações são fatores que conferem a singularidade de cada laminarina. Outro fator igualmente importante para a diversidade de laminarinas inclui o tipo do último resíduo que fica localizado na extremidade redutora destes polissacarídeos que pode ser de dois tipos: o manitol e a glicose. No primeiro caso, as laminarinas são classificadas de laminarinas com cadeia tipo M e no segundo caso elas são classificadas de laminarinas com cadeia tipo G. Abaixo encontra-se a estrutura química das extremidades de cada tipo de laminarina (Figura 2). Wells et al. (2017) relata que o tipo de estrutura primária de laminarinas (M ou G) está relacionada com o tipo de atividade farmacológica.

Figura 2- Estruturas químicas das extremidades redutoras das laminarinas de

cadeia M e G de acordo com Kadam, Tiwari & O´Donnel, (2015). Em (A) a estrutura da laminarina com ligações β-(13) e extremidade redutora com monossacarídeo do tipo manitol (cadeia M), em (B) a estrutura da laminarina com ligações β-(13) e extremidade redutora com monossacarídeo do tipo glicose (cadeia G).

Fonte: Figura adaptada de Kadam, Tiwari & O´Donnel, (2015).

As laminarinas podem ser encontradas em diversas algas marrons (Tabela 1) e apresentam diferentes atividades farmacológicas, como antitumoral, anti- inflamatória, imunomodulatória, anticoagulante e também desempenha funções dietéticas (KADAM, TIWARI & DONNEL, 2014; MENSHOVA et al., 2014).

Mais recentemente as laminarinas têm sido apontadas como ótimo biomaterial de carreamento/ endereçamento de medicamentos. O endereçamento de moléculas bioativas tem se expandido para diversos ramos inclusive na otimização de antioxidantes em aditivos alimentares/ materiais biomédicos (YU et al., 2018; SANJEEWA et al., 2017).

Tabela 1- Algas conhecidas por sintetizarem laminarinas.

Algas Referência

Ascophyllum nodosum Kadam et al. (2015)/ MacArtain et al. (2007)

Eisenia bicyclis Ermakova et al. (2013)/ Choi, Kim & Lee (2011)

Laminaria japonica Zha et al. (2012)

Laminaria digitata Voronova et al. (1991) /MacArtain et al. (2007)/ Deville et al. (2004)

Laminaria saccharina Yvin et al., (1999)/ Devillé et al. (2004)

Laminaria hyperborea Kadam et al. (2015a)/ Kadam et al. (2015b)/ Holdt & Kraan (2011)

Sargassum fusiforme Jin et al. (2014)

Sargassum linifolium Abdel-Fattah & Hussein (1973)

Saccharina longicruris Saccharina latissima

Rioux et al. (2010) Haug & Jensen (1954)

Undaria pinnatifida Fucus vesiculosus Undaria pinnatifida Je et al. (2009) Rioux et al. (2007) Je et al. (2009) Fonte: Autoria própria.

Paiva (2016) extraiu polissacarídeos de L. variegata, fracionou com acetona (obtendo as frações F0,3; F0,5; F0,8; F1,0; F1,5 e F2,0), e identificou laminarinas contaminadas com fucanas na fração F1,0, então ele realizou mais um passo de purificação (centrifugação com uso de dispositivos de filtação com poros de diferentes tamanhos) e obteve laminarinas purificadas ao se coletar o material que passou pelo filtro com poro de 30 kDa e ficou retido no filtro de 10 kDa (tendo um tamanho médio de 20 kDa).

Por ser um polissacarídeo neutro laminarinas podem ser bastante úteis na compreensão de como alguns grupamentos funcionais (adicionados quimicamente) podem influenciar na estrutura e atividades farmacológicas destas moléculas. Assim, uma alternativa para obter-se polissacarídeos com atividades farmacológicas potencializadas pode ser por meio de modificações dos polissacarídeos nativos com a inserção de grupos químicos.