Atividade antimicrobiana in vitro de extratos de plantas do bioma caatinga em isolados de Escherichia coli de suínos

Antimicrobial activity in vitro extracts from caatinga plants in isolated Escherichia coli from pigs.

RESUMO

A suinocultura é uma atividade pecuária bem consolidada no Brasil. Por outro lado a colibacilose neonatal, cujo patógeno é Escherichia coli, pode diminuir a produtividade nas granjas e causar prejuízos aos produtores. O tratamento baseia-se na utilização de drogas antimicrobianas. Todavia, o uso indiscriminado dessas substâncias tem levado a seleção de cepas resistentes. Diante disso, a busca por alternativas terapêuticas, como as plantas medicinais, tem se tornado cada vez mais comum. Dessa maneira, objetivou-se determinar a atividade antimicrobiana de cinco extratos etanólicos de plantas do bioma caatinga: Amburana cearensis (Fr. Allem) A.C. Smith, Encholirium spectabile Mart., Hymenaea courbaril L, Neoglaziovia variegata Mez e Selaginella convoluta Spring frente a 43 isolados de Eschericha coli coletados de suínos. Para o teste de sensibilidade in vitro foi realizada a técnica da Concentração Bactericida Mínima (CBM) pelo método da microdiluição em microplaca. Os extratos apresentaram atividade antimicrobiana nas seguintes médias 138,75 175,28, 128,36, 127,71 e 129,33 μg/mL, respectivamente. Essa atividade antibacteriana pode estar relacionada a ação de metabólitos secundários presentes nos extratos dessas plantas. Dessa forma, nosso estudo pode contribuir para o desenvolvimento de alternativas terapêuticas no tratamento de infecções, como a colibacilose neonatal em suíno, bem como para o conhecimento acerca das plantas medicinais da Caatinga.

Palavras Chave
Suinocultura; Plantas Medicinais; Metabólitos secundários

ABSTRACT

Swine production is a well-established livestock activity in Brazil. On the other hand, the Neonatal Colibacillosis, whose pathogen is Escherichia coli, can decrease the productivity on farms and cause losses to producers. The treatment of the disease is based on the use of antimicrobial drugs. However, the free use of these substances has led to the selection of resistant strains. Thus, the search for alternative therapies such as medicinal plants has become becoming increasingly common. In this context, we aimed to determine the antimicrobial activity of ethanol extracts of five plants from the caatinga biome: A. cearensis (Fr. Allem) AC Smith, Encholirium spectabile Mart, Hymenaea courbaril L, Neoglaziovia variegata Mez and Selaginella convoluta Spring in face of isolates of Eschericha coli collected from pigs. For the in vitro susceptibility testing, the method of Minimum Bactericidal Concentration (MBC) was chosen The extracts showed antimicrobial activity in the following averages 138.75 175.28, 128.36, 127.71 and 129.33 mg / mL, respectively. This antibacterial activity could be related to the action of secondary metabolites in the extracts of these plants. Thus, the current study can contribute to the development of alternative therapies for the treatment of infections such as swine Colibacillosis Neonatal, as well as to the knowledge of Caatinga medicinal plants

Keywords
Swine production; Medicinal; plant secondary metabolites

INTRODUÇÃO

A suinocultura é uma atividade pecuária bem consolidada no Brasil, com um mercado interno em crescimento (ABCS, 2011). O país conta com tecnologia disponível em todas as áreas de produção de suínos: genética, nutrição, sanidade, manejo, instalações e equipamentos (Kunz et al., 2005).

Por outro lado, existem alguns problemas de ordem sanitária que são relevantes na suinocultura brasileira. A colibacilose neonatal, cujo agente etiológico é Escherichia coli (E. coli), é uma delas e está envolvida em quadros patológicos como: diarréia neonatal, diarréia pós desmame, disenteria e doença do edema (Menin et al. 2008).

A infecção intestinal de leitões no período neonatal com cepas patogênicas de E. coli provocam um quadro severo de diarréia de consistência líquida e coloração não hemorrágica, com curso quase sempre fatal (Grendene & Rossato, 2011).

Os principais fatores pré-disponentes para enfermidade são: falta de higiene e/ou deficiente desinfecção da cela parideira; má drenagem da urina e das fezes da matriz; atendimento ao parto com as mãos sujas; deficiente higienização da matriz por ocasião do parto; condições de temperatura baixas ou flutuantes; alojamento dos leitões em pisos frios; deficiências no acesso dos leitões a uma fonte de água potável; restrições ou dificuldades para que os leitões mamem o colostro e deficiência imunitária da matriz (Sobestiansky et al. 1998; Campos et al., 2008).

O tratamento empregado tem como fundamento a utilização de antimicrobianos, Colistina, Enrofloxacina, Neomicina e Florfenicol. No entanto, o uso indiscriminado e constante destes tem levado ao aumento de resistência bacteriana (Baccaro et al., 2002). Diante disso a busca por alternativas de tratamento contra infecções de cepas resistentes tem se tornado cada vez mais comum.

A Organização Mundial de Saúde (OMS) vem estimulando o emprego de medicamentos fitoterápicos como novas alternativas terapêuticas no tratamento de determinadas enfermidades. O potencial terapêutico das plantas medicinais, a partir da utilização dos extratos ou dos óleos essenciais, está crescendo graças ao desenvolvimento de ensaios farmacológicos e aumento do interesse pela pesquisa de novos medicamentos com ação antimicrobiana (Leite, 2009a).

As substâncias responsáveis pelos efeitos terapêuticos das plantas medicinais são denominadas de metabólitos secundários, cuja produção é influenciada pelas condições edafoclimáticas, ou seja, fatores do meio tal como o clima, o relevo, a temperatura, a umidade, o tipo de solo, a precipitação pluvial, dentre outros. O conhecimento destes metabólitos bem como suas propriedades é de suma importância na pesquisa de plantas medicinais e na previsão dos efeitos terapêuticos que a planta possa apresentar (Leite, 2009b).

Dessa forma, objetivou-se determinar a atividade antimicrobiana de cinco extratos etanólicos de plantas do bioma caatinga: Amburana cearensis (Fr. Allem) A.C. Smith, Encholirium spectabile Mart., Hymenaea courbaril L, Neoglaziovia variegata Mez e Selaginella convoluta Spring frente a isolados de Eschericha coli coletados de suínos provenientes de granjas da região sul do Brasil. Além disso, fez-se uma pesquisa bibliográfica a respeito dos principais compostos bioativos presentes no extrato destas plantas.

MATERIAIS E MÉTODOS

Isolados de Escherichia coli

Foram utilizados 43 (quarenta e três) isolados de E. coli coletados de suínos em granjas do Estado de Santa Catarina/ Brasil e depositados na Bacterioteca do Laboratório de Microbiologia e Imunologia Animal da Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF. Estas cepas foram devidamente identificadas por métodos bioquímicos. Os isolados foram preservados por liofilização até a sua utilização, quando foi realizada a suspensão e semeadura em ágar MacConkey, onde se verificou a sua viabilidade e pureza (Costa et al., 2006).

Coleta do Material Vegetal

O material vegetal das espécies de Amburana cearensis (Família Fabaceae; botânico D.G. Oliveira; as cascas foram coletadas nas proximidades da Vila Produtiva Rural (VPR) Negreiros, Salgueiro, PE, com a numeração 21291), Encholirium spectabile (Família Bromeliaceae; botânico J.A. Siqueira Filho; Parte utilizada folhas foram coletadas na Ilha do Fogo, Petrolina-PE, com a numeração 146), Hymenaea courbaril (Família Fabecea; botânico L.P. Queiroz; as cascas foram coletadas Brejo Velho, Serra Jabitacá, Síto Bolandera, Propriedade do Sra Josefa Soares de Lima, Sertânia, Pernambuco, com a numeração 6555) Neoglaziovia variegata (Família Bromeliaceae; botânico G.S.G. Nascimento; as flores foram coletadas na cidade de Petrolina-PE, com a numeração 756) e Selaginella convoluta (Família Selaginellaceae; botânico M.M. Coelho; as folhas foram coletadas Fazenda Experimental - UNIVASF, parcela conservada, Petrolina-PE, com a numeração 2321). As exsicatas das espécies foram codificadas e depositadas no Herbário da Universidade Federal do Vale do São Francisco (HVASF) localizado na UNIVASF, Campus Ciências Agrárias, CRAD, Petrolina/PE Rodovia BR 407, Km 12, Lote 543, Projeto de Irrigação - Nilo Coelho - S/N. CEP 56.300-990.

Preparo do Extrato Bruto

O material foi submetido à secagem em estufa com circulação forçada, à temperatura de 40ºC durante 72 horas e conservado ao abrigo de luz e umidade (Brasil 2010). Após este período, o material foi triturado em partículas finas e maceradas durante três dias, no percolador com etanol a 95%. O material foi submetido à filtração por sistema á vácuo, o extrato foi então concentrado em evaporador rotatório sob pressão reduzida (60 ºC) para aproximadamente 1/5 do volume original. Posterior, o extrato foi clarificado através de extrações em álcool por três dias, sendo o extrato final conservado em frasco tipo âmbar sobre refrigeração (Santurio et al., 2007).

Testes de sensibilidade in vitro

Foi pesado 0,01 g do extrato diluído em 10 ml de álcool etílico absoluto na proporção de 1:1. Esta solução de etanol a 50% foi utilizada como controle negativo do ensaio e fim de verificar a interferência do solvente na inibição do crescimento bacteriano. Uma solução estoque a 1.000 μg/mL do extrato foi preparada em seguida. A determinação da Concentração Bactericida Mínima (CBM) foi realizada com base no documento do Instituto Clínico e Laboratoriais de Padrões, M7-A7 (CLSI, 2012) e consistiu na distribuição de 200 μL de Caldo Muller-Hinton em poços de uma placa de microtitulação, com adição de 200 μL do extrato ao primeiro poço e, após a homogeneização, transferidas para o segundo e assim sucessivamente, obtendo-se concentrações de 500, 250, 125, 62,5, 31,25, 15,62, 7,81 e 3,90 μg/mL para os extratos de Amburana cearensis, Encholirium spectabile, Hymenaea courbaril, Neoglaziovia variegata e Selaginella convoluta respectivamente (Santurio et al., 2007).

O inóculo consistiu em preparar, a partir das colônias de E. coli em ágar-MacConkey, uma suspensão bacteriana com caldo Muller-Hinton, com turvação equivalente ao tubo 0,5 da Escala Mac Farland (1 x 10⁸ Unidade Formadora de Colônia-UFC/mL). A seguir, diluí-se esta suspensão para 1:100 com caldo Muller-Hinton, obtendo-se inóculo de 1 x 10⁶ UFC/mL. Desta suspensão, inoculou-se 10 μL (1 x 10⁴/UFC) em cada poço contendo os extratos. As microplacas de 96 poços foram incubadas a 37°C/24h, em condições de aerobiose. Todos os ensaios foram realizados em triplicata.

Para leitura da CBM, fez-se o cultivo, retirando uma alíquota do caldo e depositando na superfície do ágar Muller-Hinton. Após 24h de incubação a 37°C definiu-se a Concentração Bactericida Mínima (CBM) como a menor concentração do extrato capaz de causar a morte do inóculo. Os ensaios foram realizados em triplicata.

Análise Estatística

Foram utilizados cinco tratamentos, cada qual representado por um extrato etanólico, sendo eles: extrato etanólico de Encholirium spectabile, extrato etanólico de Neoglaziovia variegata, extrato etanólico de Amburana cearensis, extrato etanólico de Hymenaea courbaril e extrato etanólico de Selaginella convoluta. Considerou-se cada isolado bacteriano uma unidade, sendo os ensaios realizados em triplicata. A média da CBM obtida de cada isolado bacteriano foi considerada como sendo a variável resposta. Foram considerados estatisticamente diferentes os resultados de atividade antimicrobiana que apresentaram probabilidade de ocorrência da hipótese de nulidade menor que 5% (P < 0,05) aplicando-se ANOVA, seguida das comparações múltiplas das médias da CBM pelo teste de Tukey. Foi utilizado o procedimento General Linear Models (GLM) do Statistical Analysis Sistem (SAS, 2003).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os membros da família da Enterobactericeae são considerados como importantes patógenos em animais. A resistência deste grupo de microrganismos está muito associada à transferência horizontal de plasmídeos de resistência (Sherley et al., 2004). O tratamento destas doenças dá-se pela utilização de antimicrobianos. No entanto, seu uso indiscriminado está levando a seleção de cepas resistentes. Dessa forma, há a necessidade de estudos sobre novas alternativas terapêuticas para o tratamento de infecções. Diante disso, a busca por extratos de plantas com propriedades antimicrobianas está sento, cada vez mais, estimulado e intensificado (Sá et al., 2011).

Em nosso estudo, foi observado que os extratos de E. spectabile, N. variegata, A. cearensis, H. courbaril e S. convoluta apresentaram atividade antimicrobiana, com as seguintes médias 138,75, 175,28, 128,36, 127,71 e 129,33 μg/mL e sensibilidade de 18,6, 16,3, 26,6, 16,3, 20,9%, respectivamente, como pode ser observado na Tabela 1. A solução de etanol a 50% não apresentou inibição do crescimento microbiano. Os resultados obtidos não apresentaram diferença estatística.

TABELA 1
Atividade antimicrobiana e concentração bactericida mínima dos extratos etanólicos de plantas da Caatinga frente a isolados de Escherichia coli.

Família/Espécie	Atividade observada (em porcentagem)	Concentração Bactericida Mínima (CBM)
		Faixa	Média (μg/mLN)	Desvio Padrão
Bromeliaceae
E. spectabile*	18,6 (8/43)	31,25-250	138,75	± 45,33
N. variegata*	16,3 (7/43)	62,5-250	175,28	± 58,87
Fabaceae
A. cearensis*	26,6 (11/43)	62,5-250	128,36	± 39,16
Caesalpinaceae H. courbaril* Selaginellaceae	16,3 (7/43)	62,5-125	127,71	± 30,31
S. convoluta*	20,9 (9/43)	62,5-125	129,33	± 30,74

• ^*
  Encholirium spectabile, Neoglaziovia variegata, Amburana cearensis, Hymenaea courbaril e Selaginella convoluta

O percentual de sensibilidade dos extratos frente aos isolados pode ser explicado pelo fato de bactérias Gram-negativas, como Escherichia coli, possuir uma parede celular constituída interna e externamente por membranas separadas por glicopeptídio (Hirsh et al. 2003). Essa composição celular com dupla proteção diminui a ação dos compostos antibacterianos. Deve se salientar que os patógenos deste estudo são da região sul do Brasil, onde as bactérias possuem um alto índice de resistência associado ao uso excessivo dos antimicrobianos (Costa et al., 2006).

Houve uma inativação do crescimento de Escherichia coli quando submetidas a concentrações do extrato das cascas de A. cearensis para 11 isolados de 43 (26,0 %), sendo esse percentual o maior em relação aos demais extratos avaliados, porém sem diferir estatisticamente. Amburana cearensis (Fabaceae) é conhecida popularmente como “umburana-de-cheiro” ou “cumaru”. É uma planta arbórea amplamente distribuída no Nordeste brasileiro, e possui apreciáveis propriedades terapêuticas na medicina popular, principalmente, no tratamento de doenças como dor de barriga, reumatismo, tosse, bronquite e asma (Almeida et al., 2010; Leal et al., 2006).

Vários compostos já foram isolados e identificados de A. cearensis, incluindo: ácido protocatecuico, cumarinas, flavonóides (isocampferídeo, campferol, afrormosina, 4’-metoxi-fisetina e quercetina) e glicosídeos fenólicos (amburosídeo A e B),entre outros (Bravo et al.,1999; Canuto et al., 2010). Os glicosídeos fenólicos encontrados em A. cearensis, como o amburosídeo mostrou atividade antimalárica, antiprotozoária, antifúngica e antibacteriana in vitro (Bravo et al.,1999). Apresenta, também, atividade antiinflamatória, analgésica, antiespasmódica e broncodilatadora (Almeida et al. 2010; Leal et al., 2006). Estudos também apontam que o Ambrosídeo A possui propriedades de neuroproteção (Leal et al. 2005).

Encholirium spectabile é da família Bromeliaceae popularmente conhecida na Caatinga brasileira como “macambira de flecha” e “macambira de Pedra”. Esta planta é usualmente utilizada na ornamentação e como forrageira. Em nosso estudo foi observado que o extrato das folhas de E. speccbile obteve 18,6% de atividade contra 8 dos 43 isolados. Santana et al., (2012) demonstraram em seus experimentos, envolvendo screening fitoquímico desta planta, que esta atividade antibacteriana pode está associada à presença de flavonóides no extrato.

Selaginella convoluta pertence à família Selaginellaceae. É uma planta medicinal encontrada no nordeste do Brasil conhecido como «jericó», «mão-de-sapo» e «mão-fechada». Essa planta é utilizada na medicina tradicional como um antidepressivo, diurético, afrodisíaco, no tratamento de tosse, amenorréia, sangramento, aumenta a fertilidade feminina, bem como analgésico e anti-inflamatório. Estas atividades farmacológicas podem ser decorrentes da presença de esteróides, biflavonóides, alcalóides, ligninas (Sá et al., 2012).

Os estudos sobre a atividade antimicrobiana de S. convoluta ainda são poucos. Silva et al. (2014) averiguaram que o extrato etanólico inibiu 20% (2/10) dos isolados de Klebisiella spp. Em nosso estudo houve uma inativação de 20,9% das cepas de E. coli, correspondendo a 9 dos 43 isolados. Diferentemente do trabalho de Silva et al. (2014) no qual os organismos do gênero Enterobacter spp e os isolados de E. coli não apresentaram sensibilidade ao extrato de S. convoluta.

Neoglaziovia variegata é uma Bromeliaceae popularmente conhecida no Brasil como “caroá”, Lima-Saraiva (2012) e Oliveira-Júnior et al. (2012) verificaram, na triagem fitoquímica do extrato das flores de N. variegata, que o mesmo apresentou as seguintes substâncias: antocianinas, taninos, flavonoides, antraquinonas e saponinas. Além disso, estudos tem demonstrado atividade anti-dermatogênica, anti-inflamatória, antialérgica, e antinoceptiva do extrato etanólico de N. variegata, contendo substâncias fenólicas e flavonoides (Lima-Saraiva, 2012).

Silva et al. (2014) constataram que o extrato etanólico de N. variegata apresentou atividade antibacteriana frente a isolados de Enterobacter spp. com um valor médio de 520,83 μg/mL. Em nosso trabalho a Neoglaziovia variegata apresentou uma atividade de 16,3% contra 8 dos 43 isolados, sendo a CBM média de 138,75 μg/mL. Isso pode ser resultado concentração de derivados de flavonoides nos extrato o que poderia justificar esta maior atividade bactericida (Lima-Saraiva, 2012).

Hymenaea courbaril é popularmente conhecida como jatobá e pertence a família Caesalpiniaceae. Seu principal uso popular consiste em afecções pulmonares, mas também possui efeito vermífugo, antifúngico, antioxidante. Gonçalves et al. (2005) em seus trabalhos verificaram que o extrato das cascas de H. courbaril apresentou atividade antimicrobiana contra isolados de Proteus mirabilis e Staphylococcus aureus.Garcia et al. 2011 encontraram que a CBM do extrato hidroetanólico de H. courbaril obteve 98,1% de inibição das cepas de Staphylococcus aureus.

Essa atividade pode está relacionada a presença de substâncias no extrato de H. courbaril como diterpenos provenientes da resina exsudada pelo tronco ou do extrato da casca de H. courbaril. Os terpenos apresentam várias atividades biológicas, como proteção contra infecções e ataques de insetos (Fernandes et al., 2005). Pereira et al. (2007) verificaram que a análise cromatográfica do óleo essencial revelou a composição química de outros constituintes como β-cariofileno, óxido cariofileno e α-humuleno que podem estar relacionados com essa atividade antimicrobiana e toxicidade do óleo essencial de H. courbaril.

Fernandes et al. (2005) avaliaram o extrato hidroalcóolico da H. courbaril, que apresentou atividade antimicrobiana para 63,3 % das 11 bactérias Gram-positivas analisadas, porém inibiu apenas a cepa de E. coli ATCC 11229 (25,0 %), num total de quatro bactérias gram negativas testadas. Por outro lado, em nosso estudo observou-se uma inibição de sete isolados em um total de 43 (16,3%), com uma concentração média de 127,71 μg/mL.

CONCLUSÕES

Verifica-se, portanto, que os extratos avaliados apresentaram um perfil de inativação do crescimento dos isolados de E. coli de suínos quanto comparado com os antimicrobianos. Além disso, pelas pesquisas feitas, observou-se que a atividade antibacteriana do extrato das plantas é proveniente de metabóltios secundários, como: alcaloides, antraquinonas, flavonóides, taninos. Diante disso, nossos estudos reforçam o os estudos envolvendo a busca por alternativas terapêuticas no tratamento de infecções, como a Colibacilose neonatal em suínos, e, com isso, evitando possíveis perdas na produtividade das granjas que comercializam a carne destes animais.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  2015

Histórico

• Recebido
  30 Nov 2014
• Aceito
  23 Jun 2015