UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE · É cada vez maior o uso de produtos naturais pela...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE
ESTUDO DE EFEITOS DE UM EXTRATO AQUOSO DE FARINHA DA CASCA
DE MARACUJÁ (Passiflora edulis f. flavicarpa) NA MARCAÇÃO DE
CONSTITUINTES SANGÜÍNEOS COM TECNÉCIO-99m, NA MORFOMETRIA
DAS HEMÁCIAS E NA BIODISPONIBILIDADE DO RADIOFÁRMACO
PETECNETATO DE SÓDIO EM RATOS WISTAR.
Bernardo Machado Rebello
Natal, RN
2008
Bernardo Machado Rebello
ESTUDO DE EFEITOS DE UM EXTRATO AQUOSO DE FARINHA DE CASCA DE
MARACUJÁ (Passiflora edulis f. flavicarpa) NA MARCAÇÃO DE CONSTITUINTES
SANGÜÍNEOS COM TECNÉCIO-99m, NA MORFOMETRIA DAS HEMÁCIAS E NA
BIODISPONIBLILIDADE DO RADIOFÁRMACO PERTECNETATODE SÓDIO EM
RATOS WISTAR.
Dissertação apresentada à Universidade Federal do Rio
Grande do Norte, como requisito para a obtenção do
título de Mestre em Ciências da Saúde pelo Programa
de Pós-Graduação em Ciências da Saúde.
Orientador: Prof. Dr. Aldo da Cunha Medeiros
Co-orientador: Prof. Dr. Mario Bernardo Filho
Natal, RN
2008
iii
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE
Prof.Dr. Aldo da Cunha Medeiros
Coordenador do Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde
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ESTUDO DE EFEITOS DE UM EXTRATO AQUOSO DE FARINHA DA CASCA DE
MARACUJÁ (Passiflora edulis f. flavicarpa) NA MARCAÇÃO DE CONSTITUINTES
SANGÜÍNEOS COM TECNÉCIO-99m, NA MORFOMETRIA DAS HEMÁCIAS E NA
BIODISPONIBILIDADE DO RADIOFÁRMACO PERTECNETATO DE SÓDIO EM
RATOS WISTAR.
PRESIDENTE DA BANCA: Prof. Dr. Aldo da Cunha Medeiros (UFRN)
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Aldo da Cunha Medeiros (UFRN)
Prof. Dr. Damaso de Araújo Chacon (UFRN)
Profa. Dra. Maria Teresa Jansen de Almeida Catanho (UFPE)
2008
v
DEDICATÓRIA
Aos meus pais amados, Renato de Mello Rebello e Maria de Fátima Machado Rebello,
os seus exemplos de amor, generosidade e respeito ao próximo me ensinaram a ser
um homem de bem.
Ao meu irmão e melhor amigo, Rodrigo Machado Rebello, obrigado pelo apoio,
compreensão e carinho. Todo o meu amor.
A minha esposa, Elisabeth da Silva Fernandes, por seu amor, carinho e compreensão
nos melhores e piores momentos de minha vida.
vi
AGRADECIMENTOS
Ao Professor Doutor Aldo da Cunha Medeiros, que mesmo estando longe, esteve
sempre por perto, muito obrigado por todo o seu carinho e sua ajuda.
Ao Professor Doutor Mario Bernardo Filho, que sempre soube indicar o caminho menos
tortuoso, meu carinho, respeito e admiração.
Ao Professor Doutor Adenilson de Souza da Fonseca, pela ajuda e compreensão nos
momentos decisivos.
Ao Professor Doutor Sebastião David Santos-Filho pela ajuda e companheirismo.
À Professora Doutora Silvana Ramos Faria Moreno, pelo auxílio e incentivo para a
realização deste trabalho.
Aos amigos Rosane de Figueiredo Neves, Camila Godinho Ribeiro, Mônica de Oliveira
Benarroz, Jacques Natan Frydman, Maria Regina Macedo Costa.
Ao serviço de Medicina Nuclear e ao Laboratório de Endocrinologia do Hospital
Universitário Pedro Ernesto pelo suporte aos resultados obtidos.
Ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde pela confiança em meu
trabalho.
vii
LISTA DE ABREVIAÇÕES, SIGLAS E SÍMBOLOS
ANOVA análise de variância
Bq Bequerel (unidade de atividade de amostra radioativa no Sistema
Internacional, sendo que 1 Bq equivale a uma desintegração por segundo)
BC células sanguíneas
Ca++ íon cálcio
CL- íon cloreto
CNEN Comissão Nacional de Energia Nuclear
CO2 dióxido de carbono
CS célula sangüínea
FI-CS fração insolúvel da célula sangüínea
FS-CS fração solúvel da célula sangüínea
FI-P fração insolúvel do plasma
FS-P fração solúvel do plasma
g grama
H+ íon hidrogênio
Hb hemoglobina
HCO3- íon bicarbonato
IF fração insolúvel
IPEN Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares
Kev quiloeletrovolt
MBq megabequerel
mg/ml miligrama por mililitro
mL mililitro
l microlitro
g micrograma
Mo molibdênio
nm nanômetro
NaCl cloreto de sódio
viii
Na99mTcO4 pertecnetato de sódio
P plasma
% ATI porcentagem de radioatividade
RBC Red blood cell (hemácia)
rpm rotações por minuto
Sn+2 íon estanoso
SF fração solúvel
SnCl2 cloreto estanoso
SPECT Single photon emission computed tomography
99mTc tecnécio-99m 99mTcO4 íon pertecnetato
99Mo/99mTc molibidênio99 - tecnécio99m
TCA ácido tricloroacético
TcO4- íon pertecnetato
x
SUMÁRIO
Dedicatória v
Agradecimento vi
Lista de abreviações……………………………………….....……………..........................vii
Resumo……………………………………………………………….....................................xii
1 Introdução.....................................................................................................................1
2 Revisão de literatura.....................................................................................................3
3 Manuscrito anexado.....................................................................................................8
4 Comentários, críticas e sugestões.............................................................................. 15
5 Anexos........................................................................................................................ 19
6 Apêndice..................................................................................................................... 20
6.1 Efeito in vivo de um extrato de farinha da casca de maracujá na distribuição da
radioatividade entre a célula e plasma de sangue de ratos Wistar............................... 20
6.2 Efeito in vivo de um extrato de farinha da casca de maracujá na fixação da
radioatividade nas FI-P e FS-P do plasma de sangue de ratos Wistar.........................21
6.3 Efeito in vivo de um extrato de farinha da casca de maracujá na fixação da
radioatividade nas FI-CS e FS-CS da célula de sangue de ratos Wistar......................22
6.4 Efeito in vivo de uma solução salina (NaCl 0,9%) na morfologia de hemácias de
ratos Wistar....................................................................................................................23
6.5 Efeito in vivo de um extrato de farinha da casca de maracujá na morfologia de
hemácias de ratos Wistar..............................................................................................24
6.6- Efeito in vivo de um extrato de farinha da casca de maracujá na biodisponibilidade
da radiobiocomplexo pertecnetato de sódio em ratos Wistar........................................25
xi
7 Referências...............................................................................................................26
Abstract........................................................................................................................29
xii
RESUMO
Constituintes sangüíneos marcados com tecnécio-99m (99mTc) têm sido utilizadas
com radiobiocomplexos em procedimentos da Medicina Nuclear. Determinadas
drogas naturais ou sintéticas são capazes de interferir na marcação de estruturas
sangüíneas com 99mTc, na morfometria de hemácias e na biodisponibilidade de
radiobiocomplexos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de um extrato de farinha
da casca do maracujá (Passiflora edulis f. flavicarpa) na marcação de constituintes
sanguíneos com 99mTc, na morfologia de hemácias marcadas com 99mTc e na
biodisponibilidade do radiobiocomplexo pertecnetato de sódio. Nos estudos in vitro, o
extrato foi capaz de diminuir significativamente (p<0,05) a fixação do 99mTc nas
proteínas plasmáticas e também alterar a forma e a relação perímetro/área de
hemácias. Nos estudos in vivo, o extrato de farinha da casca de maracujá não alterou
a marcação dos constituintes sanguíneos com 99mTc, assim como a forma de
hemácias marcadas com 99mTc. No estudo da biodisponibilidade do radiobiocomplexo
pertecnetato de sódio (Na99mTcO4), o extrato estudado aumentou significativamente
(p<0,05) a captação no duodeno e baço, e diminuiu a captação do Na99mTcO4 no
pâncreas, estômago e sangue. Os efeitos apresentados por este extrato podem ser
derivados de substâncias presentes no extrato, que poderiam alterar a ligação do
99mTc às proteínas plasmáticas, induzir alterações morfológicas nas hemácias e/ou a
biodisponibilidade do radiobiocomplexo pertecnetato de sódio.. Este trabalho foi
desenvolvido em diferentes Departamentos e Serviços da área biomédica do Hospital
Universitário Pedro Ernesto, UERJ, atestando o caráter multidisciplinar da pesquisa.
Palavras-chave: hemácias; plasma; proteínas; tecnécio-99m; radiobiocomplexo; ratos;
maracujá.
1
1. INTRODUÇÃO
É cada vez maior o uso de produtos naturais pela população em
geral. Apesar de diversos estudos, muitos produtos ainda possuem seu uso e suas
possíveis indicações terapêuticas baseados no conhecimento popular (1). No entanto,
para a utilização mais segura dos mesmos, como medicamento ou complemento
alimentar, é necessário conhecer mais profundamente seus efeitos biológicos,
propriedades físico-químicas, contra-indicações e possíveis interações
medicamentosas (2,3).
A farinha da casca de maracujá é um produto consumido no Brasil e
muitos de seus efeitos são atribuídos a conhecimentos empíricos. Tem sido utilizada
para tratar casos de constipação, obesidade e diabetes. Foi relatado que a farinha da
casca de maracujá pode apresentar efeito redutor dos níveis de glicose e colesterol em
ratos Wistar (4).
A Medicina Nuclear utiliza radiobiocomplexos para diagnóstico e
tratamento de diversas doenças (5). Tem sido descrito na literatura que drogas naturais
têm a capacidade de alterar: (i) a marcação de constituintes sanguíneos com 99mTc (6-
9), (ii) a morfometria de hemácias marcadas com 99mTc (10) e (iii) a biodisponiblidade
do radiobiocomplexo pertecnetato de sódio (6,11). Tais processos são importantes para a
realização de vários procedimentos incluídos na prática clínica.
Considerando o fato que a toxicidade, efeitos colaterais e possíveis
interações medicamentosas da farinha da casca de maracujá não são totalmente
conhecidos, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito de um extrato aquoso de
farinha da casca de maracujá na marcação de constituintes sanguíneos com 99mTc,
2
na morfometria de hemácias e na biodisponibilidade do radiobiocomplexo pertecnetato
de sódio em ratos Wistar.
3
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Radionuclídeos e Medicina Nuclear
Os radiofármacos (radiobiocomplexos) marcados com tecnécio-99m
são utilizados em diferentes procedimentos de medicina nuclear. Dentre os
radionuclídeos, o 99mTc é usado para obtenção de imagens cintilográficas do tipo
SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) e possui vantagens em
relação aos demais, tais como: (i) meia vida de 6 horas, (ii) emissão de radiação gama
de 140 keV, (iii) baixo custo, (iv) baixo impacto ambiental e (v) baixa dose de radiação
para o paciente e para os profissionais envolvidos nos exames (5,12).
O 99mTc é um elemento artificial obtido a partir do decaimento
radioativo do molibidênio em geradores 99Mo/99mTc na forma de pertecnetato de
sódio (Na99mTcO4) (5). Ao ser eluído do gerador Mo99/99mTc, o tecnécio possui número
de oxidação +7, sendo mais estável, porém pouco reativo (13). Este número de oxidação
deve ser reduzido por um agente redutor para estados de oxidação mais baixos (+1, +3
e +5), permitindo maior reatividade e possível complexação com estruturas químicas
(12,13). A redução do íon pertecnetato (99mTcO4) pode ser obtida através de diferentes
agentes químicos, sendo que o cloreto estanoso (SnCl2) é o agente redutor mais
utilizado para esta finalidade, pois possui uma eficiência de redução do íon
pertecnetato superior à de outros agentes (5,12).
Estruturas moleculares e celulares (albumina, anticorpos,
leucócitos, hemácias), marcadas 99mTc, têm sido usadas como radiobiocomplexos para
diversos fins, entre eles: verificar perfusão pulmonar (embolia pulmonar), cardíaca
4
(isquemia/infarto) e cerebral; detectar hemorragias gastrintestinais, detectar tumor ou
metástases em estruturas ósseas (12).
2.2 Hemácias marcadas com 99mTc
Hemácias marcadas com 99mTc são usadas na rotina clínica diária
da medicina nuclear para: detecção de sangramentos gastrintestinais, estudos de
volemia cardíaca, entre outros (13).
As etapas que compõem o processo de marcação intra-celular da
hemácia são: (i) transporte transmembrana do agente redutor (Sn+2) e do íon
pertecnetato (99mTcO4) para o compartimento interno da hemácia; (ii); redução do 99mTc
(99mTcO4) pelo Sn+2; (iii) ligação do 99mTc reduzido na hemoglobina14. Os canais de
cálcio (Ca++) e o sistema de transporte de íons da proteína banda-3 podem estar
envolvidos nesse processo (15,16).
A proteína banda-3 é muito abundante, constituindo cerca de 25%
das proteínas da hemácia. Trata-se de uma glicoproteína, constituída de duas cadeias
polipeptídicas idênticas, que apresentam um domínio extracelular, um intracelular e um
transmembrana (17). Além de desempenhar um papel estrutural na fixação do
citoesqueleto à membrana, a banda-3 constitui a principal proteína no transporte de
ânions das hemácias, estando envolvida na difusão facilitada de íons cloreto (15,17).
Outro estudo demonstra que, na marcação de hemácias com 99mTc, o 99mTcO4-
atravessa a membrana plasmática através de sistema de troca de íons com cloreto
e/ou bicarbonato (15). Estes fatos indicam que o processo de marcação ocorre em nível
intracelular, e o agente redutor, SnCl2, também parece ser transportado para o interior
da hemácia por um sistema de transporte específico, o canal de Ca++ (16).
5
Alguns estudos têm relatado que drogas naturais e sintéticas podem
alterar a marcação dos constituintes sanguíneos com 99mTc. Fonseca e colaboradores
verificaram que drogas antipiréticas não foram capazes de alterar a radiomarcação dos
constituintes sangüíneos (18), e em outro estudo, Fonseca e colaboradores verificaram
que o ácido acetilsalicílico, ao ser incubado com sangue, alterou a radiomarcação dos
constituintes sangüíneos (19). Existem relatos de que Fucus vesiculosus (20), Hiperycum
perforatum (6), Psydium guajava (7) também alteraram a marcação dos constituintes
sangüíneos com 99mTc.
2.3. Análise morfológica de hemácias
As hemácias ao apresentarem modificações em sua forma, podem
refletir estados de anormalidade do organismo (21). A análise morfométrica (relação
perímetro/área) da hemácia tem sido usada por outros autores (10,22) visando avaliar
possíveis alterações produzidas por drogas naturais ou sintéticas na membrana
eritrocitária.
Investigações mostram que produtos naturais também podem alterar
a forma das hemácias de ratos Wistar marcadas com 99mTc. Em um estudo in vitro com
extrato de Fucus vesiculosus foi mostrada modificação qualitativa na forma de
hemácias (20). Moreno e colaboradores observaram que um extrato de Ginkgo biloba
também promoveu alterações morfológicas em hemácias, que foram confirmadas pela
análise morfométrica (10).
6
2.4. Biodisponibilidade do radiobiocomplexo pertecnetato de sódio
Quando um radiobiocomplexo é administrado a um paciente,
ocorrem os processos de: (i) absorção, (ii) distribuição, (iii) metabolismo e (iv) excreção
da substância. A biodisponibilidade de radiorbiocomplexos pode ser alterada por
doenças, drogas (sintéticas ou naturais) administradas aos pacientes, estado
nutricional e/ou procedimentos cirúrgicos (13,23).
A interação medicamentosa com radiobiocomplexo pode ser devida
à possibilidade do medicamento: (i) mudar a natureza química do radiobiocomplexo, (ii)
alterar o meio bioquímico do alvo ou do não alvo no qual o radiobiocomplexo pode se
concentrar, (iii) favorecer ou dificultar a ligação do radiobiocomplexo aos constituintes
sangüíneos e (v) em excesso pode, ainda, exercer efeito terapêutico mimetizando
sintomas (23,24).
Bernardo e colaboradores avaliaram a influência da rutina
(flavonóide) na biodisponibilidade do radiobiocomplexo pertecnetato de sódio. Os
resultados mostraram que a rutina interfere na fixação do pertecnetato de sódio no
fígado (25). Valença e colaboradores verificaram diminuição da captação do mesmo
radiobiocomplexo no sangue, rim, estômago, testículo e baço de ratos Wistar que
foram expostos à fumaça de cigarro (26). Em outro estudo, Moreno et al. verificaram que
um extrato de Uncaria tomentosa promoveu uma redução da captação do
radiobiocomplexo pertecnetato de sódio no coração e um aumento da fixação do
mesmo radiobiocomplexo no músculo e no pâncreas (11).
7
2.5. Passiflora edulis f. flavicarpa (maracujá)
2.5.1. A polpa do maracujá
Passiflora edulis f. flavicarpa é um fruto altamente consumido no
Brasil, comumente chamado de maracujá. A polpa desta fruta é consumida na forma de
sucos e popularmente é conhecida como tendo efeitos calmante e sedativo (27). Têm
sido sugeridos alguns efeitos biológicos associados com extratos desse produto
natural, tais como propriedades calmantes e antioxidantes (27). Gomes e colaboradores
verificaram que um extrato de Passiflora edulis f. flavicarpa foi capaz de acelerar o
processo de cicatrização da parede abdominal em ratos, diminuindo o tempo da
cicatrização (1). Silva e colaboradores verificaram que a Passiflora edulis f. flavicarpa
favorece a cicatrização de suturas gástricas, aumentando a deposição de fibras
colágenas (28).
2.5.2. A casca de maracujá
Somente 30% do maracujá são aproveitados na forma de polpa ou
suco integral, sendo que a casca do maracujá é considerada um resíduo e é
desprezada pela indústria. A casca do maracujá corresponde a 60% do total do fruto e
tem sido descrita como uma fonte alternativa de pectina (4,29). Existem ainda outros
componentes da casca do maracujá tais como: aminoácidos sulfurados, triptofano e
ácidos graxos4. Além disso, a casca apresenta alto teor de fósforo, cálcio e ferro (30).
A farinha da casca de maracujá é descrita como um subproduto do
maracujá rico em pectina, sendo indicada como complemento alimentar para indivíduos
diabéticos, devido ao seu efeito na diminuição dos níveis de glicose sanguínea (4).
8
3. MANUSCRITO ANEXADO
3.1 Manuscrito no prelo
Aceito para publicação em 11 de Setembro 2007, no periódico “Brazilian Archives of
Biology and Technology”, Qualis B Internacional.
Effect of a peel passion fruit flour (Passiflora edulis f. flavicarpa) extract on the labeling of blood constituents with technetium-99m and on the morphology of red blood cells. Bernardo Machado Rebello1,2*, Silvana Ramos Farias Moreno2,3, Camila RibeiroGodinho1,2, Rosane de Figueiredo Neves1,2, Adenilson de Souza da Fonseca, Luis Querinode Araújo Caldas3, Mario Bernardo-Filho1,2 and Aldo da Cunha Medeiros1.1- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande noNorte, Rio Grande do Norte, RN, Brasil. [email protected]. 2- Laboratório de Radiofármacia Experimental, Departamento de Biofísica e Biometria, Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. 3- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil.
ABSTRACT
Passiflora edulis f. flavicarpa (maracuja) is a fruit consumed in Brazil and worldwide. Blood constituents labeled with technetium-99m (99mTc) are used in nuclear medicine. The effect of P. flavicarpa extract on the radiolabeling of blood constituents and on red blood cells morphology was evaluated.Blood samples from Wistar rats were incubated with P. flavicarpa extract. After that, the labeling of blood constituents with 99mTc was carried out. Samples of plasma and blood cells were precipitated with trichloroacetic acid to isolate the soluble and insoluble fractions of plasma and blood cells. The radioactivity in each fraction was counted and the percentage of radioactivity was determined. Blood smears were also prepared to morphological evaluation and perimeter/area ratio determination. P.flavicarpa extract altered (p<0.05) the fixation of 99mTc on plasma proteins and the perimeter/area ratioof red blood cells. Substances present in P. flavicarpa extract could affect the labeling of blood constituents with 99mTc acting in specific targets as membrane of red blood cells.
Keywords: Labeling, Blood, Passiflora edulis f. flavicarpa, Radiobiocomplexes, technetium-99m
INTRODUCTION
Passion fruit, Passiflora edulis f.flavicarpa (P. flavicarpa) is a fruit widelyconsumed worldwide and in Brazil is commonlyknown as “maracujá”. The pulp of this fruitcontains ascorbic acid and carotenoids (Talcoot
et al., 2003). The passion fruit peel corresponds to 60% of the fruit and it contains pectin(21.5%), tryptophan, grax acid and sulphuredaminoacids (Guertzenstein, 1998). It has beenreported some benefic effects of the P. flavicarpaflour in Wistar diabetic rats, such as cholesterol level reduction, increased glucose tolerance,
*corresponding author: [email protected]
9
prolonging gastric-emptying half-time, (Guertzenstein, 1998) increased proteinmetabolism (Pirman et al., 2007).
There are also studies in humansuggesting an effect of pectin in reduction of cholesterol (Guertzenstein, 1998; Schwiezer etal., 1991), glucose blood levels (Schwartz et al.,1988) and glucose absorption in human intestine (Fuse et al., 1989).
Technetium-99m (99mTc) is the mostutilized radionuclide in nuclear medicine to obtain single photon emission computedtomography (SPECT). Its wide use in nuclear medicine is due to its optimal characteristics(half-life of 6h, gamma ray energy of 140 keV, easily obtained from a 99Mo/99mTc generator, minimal dose to the patient and negligibleenvironmental impact) (Hladik III et al,. 1987).The chemical form of the 99mTc obtained fromthe generator is sodium pertechnetate (Na99mTcO4). This ion has an oxidation number+7, which is practilly nonreactive and can not label any compound (Saha, 2004). The labeling of some biocomplexes (Bernardo-Filho et al.,2005; Moreno et al., 2004) needs a reducingagent and stannous chloride (SnCl2) is the mostutilized with this purpose (Saha, 2004).
Red blood cells (RBC) labeled with 99mTc are used in research (Bernardo-Filho et al.,2005; Moreno et al., 2004, ; Santos-Filho et al.,2005, Freitas et al., 2007) and in manyprocedures of nuclear medicine, includingstudies for spleen localization, gastrointestinal bleeding sites, blood cells mass localization, cardiovascular system studies, placental studies(Saha, 2004).
Plasma proteins (macroaggregatedalbumin) can be labeled with 99mTc and it canbe used for lung perfusion imaging (Saha, 2004).
Sequential steps of the intracellular labeling process of the RBC include: (i) transmembrane transport of stannous and pertechnetate ions into internal compartment ofRBC; (ii) reduction of 99mTc (99mTcO4) by theSnCl2 and (iv) binding of the reduced 99mTc tohemoglobin (Callahan e Rabito, 1990).
Due the importance of the labeled blood constituents in nuclear medicine, the aim of thisstudy was to evaluate the effect of a P. flavicarpaextract on the labeling of blood constituents with99mTc and on the morphology of red blood cells using an in vitro experimental model.
MATERIALS AND METHODS
Wistar male rats (250-300g, 3-4 months)were obtained from the Laboratório de Radiofarmácia Experimental (Departamento deBiofísica e Biometria, Universidade do Estadodo Rio de Janeiro, RJ, Brazil). They were maintained under controlled room conditions(22 5o C, 12 h of light/dark cycle), water and normal diet (ad libitum). Experiments were conducted in accordance with the DepartmentCommittee of Animal Care of this University (Protocol number CEA/133/2006).
A commercial of Peel Passion FruitFlour was obtained from A.S.S. Neto´sAlimentos LTDA., Rio de Janeiro, Brazil, (Lot 0001415).
In the preparation of the extract, 0.5g of the flour was diluted to 10ml in saline solution(0.9% NaCl) and shacked (2 minutes). The preparation was centrifuged (clinical centrifuge,5 minutes, 1500 rpm). The supernatant solutionwas retired and considered 100% (50mg/ml)solution. The concentrations 25mg/ml,12.5mg/ml, 6.25mg/ml and 3.12mg/ml were alsoobtained with successive dilutions in salinesolution.
A spectrophotometric analysis (Analyser,800M, São Paulo, Brazil) of P. flavicarpa extractwas carried out. The absorbance at 480 nm wasconsidered the marker of the quality control ofthis extract. All the prepared extracts to be used in the experiments must have the optical density close to 0.18 (Figure 1) to be used in the experiments.
Blood samples (0.5mL) were incubated with 100µL of different concentrations of P.flavicarpa extract for 60 minutes at roomtemperature. As control, samples of heparinizedwhole blood were incubated with 0.9% NaCl solution. After this period of time, 0.5mL of stannous chloride (Sigma Chemical Co., USA) (1.2µg/mL) solution (freshly prepared) wereadded and incubated for more 60 minutes. Then, 0.1mL (3.7MBq) of 99mTc, as sodiumpertechnetate, (Instituto de PesquisasEnergéticas e Nucleares, Comissão Nacional deEnergia Nuclear, São Paulo, Brazil) was addedand the incubation continued for more 10minutes. These samples were centrifuged and plasma (P) and cells (BC) were separated. Samples (20µL) of P and BC were alsoprecipitated with 1ml of 5% trichloracetic acid(TCA) and insoluble (IF) and soluble fractions (SF) isolated. The radioactivity of the sampleswas determined in a well counter (AutomaticGamma Counter, C5002, Packard, USA). After
10
that, the percentage of radioactivity (%ATI) wascalculated as described elsewhere (Bernardo-Filho et al. 1983).
The morphometry study of the red blood cells was also performed with the samples ofblood incubated with P. flavicarpa extract (allconcentrations). One drop of each sample wassmeared in glass slides (5 slides for each sample)and the May-Grünwald-Giemsa method was performed (Junqueira e Carneiro, 2004). Thesmears were evaluated under a light microscope of clear field (Eclipse E 400TM), in the immersionobjective (100x), with photographer ocular. Quantification of the data was done by Softwareimage pro plus (media Cyberbetics)
Statistical analysis (Kruskal-Wallis withpost-test Dunns, p<0.05) was used to comparethe experimental data with the controls.
RESULTS
The figure 1 shows the absorbancespectrum of a Passiflora edulis f. flavicarpaextract. The data in this figure indicate that themain absorbance peak (0.18) of this P. flavicarpaextract occurs at 480 nm.
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
400 440 480 520 560 600 640 680
Wavelenght (nm)
Abs
orba
nce
Figure 1: The absorption spectrum of a P flavicarpa extract.
Table 1 shows the effect of the P.flavicarpa extract on the distribution of the radioactivity in plasma and cellular compartments. The results indicate no significant (p>0.05) alteration of the distribution of 99mTcbetween plasma and cellular compartments.
Table 1: Effect of P. flavicarpa extract on the distribution of radioactivity between plasma andcellular compartments of the whole blood.
P. flavicarpa(mg/ml)
ATI% Plasma Blood Cells
Control 4.48 1.79 95.52 1.79 3.12 3.19 2.30 96.81 2.30 6.25 2.02 0.48 97.98 0.48 12.5 2.84 ± 1.68 97.16 ± 1.68 25 2.61 ± 2.95 97.39 ± 2.95 50 4.17 3.28 95.83 3.28
Blood samples were incubated with P. flavicarpaextract for 60 minutes and the radiolabeling procedurewas carried out. The radioactivity of plasma (P) andcells (BC) was determined and the percentage ofradioactivity (%ATI) was calculated.
Table 2 shows the fixation of theradioactivity on the plasma proteins. The resultsindicate that there is a significant decrease(p<0.05) of the fixation of 99mTc on the insolublefraction of plasma at the highest concentrations.
Table 3 shows the fixation of theradioactivity on blood cell proteins. The results indicates no significant (p>0.05) alteration on thefixation of 99mTc on soluble and insolublefractions of the blood cells.
The qualitative analysis of the shape ofred blood cells from blood samples treated withP. flavicarpa extract has shown importantmorphological alterations in the red blood cells. Some blood cells have presented spikes on the membrane (Figure 3).These alterations were notfound when blood samples were incubated with0.9% NaCl solution, which presented cells with anormal and characteristic shape (Figure 2).Table 2: Effect of P. flavicarpa extract treatmenton the fixation of radioactivity on the plasma proteins.
P. flavicarpa(mg/ml)
ATI%Insoluble Soluble Fraction Fraction
Control 72.77 3.40 27.23 3.40 3.12 72.37 1.59 27.63 1.59 6.25 67.36 5.61 32.64 5.61 12.5 67.93 ± 1.79 32.07 ± 1.79 25 *64.06 ± 3.14 35.94 ± 3.14 50 *53.98 6.78 46.02 6.78
Blood samples were incubated for 60 minutes with P.flavicarpa extract and the radiolabeling procedure wascarried out. Aliquots of plasma were precipitated with
11
TCA to isolate the soluble and insoluble fractions of plasma. The radioactivity in each fraction wasdetermined and the percentage of radioactivity(%ATI) was calculated. (*) p<0.05 when comparedwith control group.
Table 3: Effect of P. flavicarpa extract treatmenton the fixation of radioactivity on the blood cell proteins.
P. flavicarpa(mg/ml)
ATI%Insoluble Soluble Fraction Fraction
Control 92.82 1.98 7.18 1.983.12 93.29 1.46 6.71 1.466.25 93.46 0.87 6.54 0.8712.5 93.43 ± 1.30 6.57 ± 1.3025 92.99 ± 1.63 7.01 ± 1.6350 90.61 2.84 9.39 2.84
Blood samples were incubated with P. flavicarpaextract for 60 minutes and the radiolabeling procedurewas carried out. Aliquots of blood cells were precipitated with TCA to isolate the soluble andinsoluble fractions of blood cells. The radioactivity ineach fraction was determined and the percentage of radioactivity (%ATI) was calculated.
A morphometric parameter(perimeter/area ratio) of the red blood cells wasalso significantly altered (p<0.05) when bloodsamples were treated with P. flavicarpa extract (Table 4).
Figure 2: Photomicrography of blood smears fromblood samples treated with NaCl 0.9%. Bloodsamples incubated with saline solution for 60 minutes.After that, smears were prepared, dried, fixed andstaining. Morphology of red blood cells was evaluatedunder light microscopy (x1000).
Figure 3: Photomicrography of blood smears fromblood treated with P. flavicarpa extract. Bloodsamples were incubated with P. flavicarpa extract(50mg/ml) for 60 minutes. After that, smears wereprepared, dried, fixed and staining. Morphology ofred blood cells was evaluated under light microscopy(x1000).
Table 4: The perimeter/area ratio of RBC incubated with PPFF and labeled with 99mTc.
P. flavicarpa(mg/ml)
Perimeter/areaRatio (1/ m)
0.0 0.42 0.013.12 0.46 0.016.25 0.42 0.0112.5 0.44 0.0125 *0.65 0.04 50 *0.70 0.09
Blood samples were incubated with P. flavicarpaextract for 60 minutes. After that, smears wereprepared, dried, fixed and staining. Morphology ofred blood cells was evaluated under light microscopy.After image caption, measurement of perimeter and area was performed and the perimeter/area ratio was determined. (*) p<0.05 when compared with control group.
DISCUSSION
Although there is great variety ofmedicinal plants, there is not so much datarelating natural products correct identification of their chemical composition, collateral effects,therapeutic properties and some biologicalproperties (Messina, 2006). The radiolabeling ofblood constituents has a great importance innuclear medicine (Saha, 2004). Some authors have suggested that drugs could alter the radiolabeling of blood constituents (Moreno etal., 2002; Abreu et al., 2006; Silva et al., 2006),as well as, promote morphological alterations onthe erythrocyte membrane (Braga et al., 2000;
12
Oliveira et al., 2002; Oliveira et al., 2003;Santos-Filho et al., 2004; Moreno et al., 2004).Other studies report that some natural productscould not interfere on the radiolabeling of blood constituents (Diré et al., 2004; Fernandez et al.,2005) and could not modify the morphology ofthe red blood cells (Fernandez et al., 2005).
The analysis of our results indicates that P. flavicarpa extract decreased the fixation of 99mTc on plasma proteins and did not alter the labeling of blood cells with 99mTc. It should be possible that the chemical compounds in P.flavicarpa extract could compete with the 99mTc(pertechnetate) and/or stannous ions for the binding sites of the plasma proteins decreasingthe fixation of 99mTc on plasma proteins.
The morphological analysis showed an increase of the perimeter/area ratio of red blood cells from blood samples treated with P.flavicarpa extract (50mg/ml). Similar alterationswere obtained when blood samples were treatedwith 25 mg/ml (data not shown). It could be suggested that some substances present in the P.flavicarpa extract could promote morphologicalalterations on the membrane of red blood cells as shown in the Figure 3. Alterations on the erythrocyte membrane have also been reported toother extracts as Tobacco (Braga et al., 2000),Maytenus ilicifolia (Oliveira et al., 2000),Paulinia cupana (Oliveira et al., 2002), CoffeaArabica (Oliveira et al., 2003), Fucus vesiculosus (Oliveira et al., 2003) and Ginkgobiloba (Moreno et al., 2004). In these studieswhen the morphological alterations occurred, the red blood cells labeling with 99mTc was alsoaltered by the extracts. P. flavicarpa extract is capable to modify the erythrocyte membranemorphology, but is not capable to modify the labeling of blood cells. It may possible that the morphological alterations produced by chemicalcompounds in P. flavicarpa extract on the membrane red blood cells could not interfere on the ions transport mechanism into the cell. In consequence the labeling of the blood cells would be not altered.
ACKNOWLEDGEMENTS
We are grateful for the biologist Mario Pereira (UERJ) for his technical support and to Mr. Carlos Brown Scavarda (B. A., University ofMichigan) for the English language revision. Financial support: CNPq, CAPES and UERJ.
RESUMO
Passiflora edulis f. flavicarpa (maracujá) é um fruto consumido no Brasil e no mundo. O efeitode um extrato de farinha da casca de maracujána marcação dos constituintes sangüíneos com tecnécio-99m e na morfologia de hemácias foi avaliado. Amostras de sangue de ratos Wistar,foram incubadas com extrato de P. flavicarpa.Em seguida, o procedimento de marcação de constituintes sangüíneos com Tc-99m foi realizado. Amostras de plasma e células sangüíneas foram separadas e alíquotas destas frações foram precipitadas com ácido tricloroacético para isolamento das frações solúvel e insolúvel do plasma e das célulassangüíneas. A radiatividade em cada fração foi contada a porcentagem de radioatividade(%ATI) foi calculada. Distensões sangüíneasforam também preparadas para avaliaçãomorfológica e da relação perímetro/área de hemácias. O extrato de P. flavicarpa alterou a fixação do 99mTc nas proteínas plasmáticas e arelação perímetro/área das hemácias.Substâncias presentes no extrato de P. flavicarpa poderiam afetar a marcação de constituintes sangüíneos com 99mTc atuando em alvosespecíficos, como a membrana das hemácias.
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4. COMENTÁRIOS, CRÍTICAS E SUGESTÕES
O curso de Mestrado foi de grande importância para minha
formação de pesquisador, pois possibilitou meu aperfeiçoamento para um futuro
ingresso no meio acadêmico e me ajudou a adquirir um melhor entendimento
sobre ciência.
Através dos conhecimentos adquiridos, desenvolvi a visão
crítica tão necessária para se realizar um projeto de pesquisa, percebi a
importância da reprodutibilidade de todos os procedimentos experimentais e de
uma metodologia bem fundamentada. Sendo assim, procurei seguir com cuidado
as metodologias empregadas e ao mesmo tempo tentar descrevê-las de forma
simples, para que outros pesquisadores possam reproduzir e desenvolver novos
modelos experimentais que contribuam para a produção de novos conhecimentos.
Minha formação profissional como fisioterapeuta sempre foi
voltada para a parte clínica e minha atuação sempre se baseou nestes
ensinamentos desde minha graduação. O fisioterapeuta é um profissional de
saúde que visa a recuperação, a manutenção e implementação da capacidade
funcional de um indivíduo, e que pode solicitar exames complementares, como os
de imagens cintilográficas, quando necessário for. Através desta Pós-Graduação
pude compreender a importância da pesquisa básica, no sentido de criar
subsídios, para que a parte clínica evolua e tentar contribuir para uma melhor
compreensão de efeitos associados à interação de produtos naturais com
radiobiocomplexos.
16
Este trabalho foi desenvolvido em diferentes Departamentos e
Serviços da área biomédica do Hospital Universitário Pedro Ernesto, UERJ,
atestando o caráter multidisciplinar da pesquisa. Os procedimentos experimentais
foram possíveis através do convênio firmado entre a Universidade do Estado do
Rio de Janeiro e a Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Os recursos
necessários para a conclusão dessa pesquisa foram fornecidos pela Fundação
Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro
(FAPERJ), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
(CNPq) e Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, através do Laboratório
de Radiofarmácia experimental. Esse trabalho foi realizado sob a orientação do
Professor Doutor Aldo da Cunha Medeiros e do Professor Doutor Mário Bernardo-
Filho. O Setor de Medicina Nuclear do Hospital Universitário Pedro Ernesto nos
forneceu o material radioativo e realizou todo o processo de controle de qualidade
e o Laboratório de Endocrinologia do Hospital Universitário Pedro Ernesto nos
forneceu o equipamento onde foram contadas as amostras radioativas.
A motivação para realizar este estudo surgiu baseada no fato
de que existem poucas referências, em periódicos indexados, sobre a farinha da
casca de maracujá e os resultados obtidos neste estudo poderiam auxiliar na
produção de novos conhecimentos. Além disso, esse modelo experimental é
extremamente útil, pois apesar deste trabalho ter sido realizado com animais,
pode ajudar para que o procedimento seja realizado com mais segurança,
sabendo que a interação medicamentosa pode alterar o resultado de um exame,
levando a um diagnóstico incorreto. Isto, por sua vez, pode levar a um tratamento
17
impreciso, incorreto, ou até mesmo a repetição do exame, acarretando ao
paciente e aos profissionais envolvidos, uma maior dose de radiação.
Com os resultados obtidos com os estudos sobre a farinha da
casca de maracujá (Passiflora edulis f. flavicarpa) foi elaborado o artigo “Effect of a
peel passion fruit flour (Passiflora edulis f. flavicarpa) extract on the labeling of
blood constituents with technetium-99m and on the morphology of red blood cells”,
aceito para ser publicado no periódico “Brazilian Archives of Biology and
Technology”, indexado no Scielo, Qualis B Internacional.
Os resultados obtidos nesse estudo sugerem que os efeitos
observados foram produzidos por substâncias presentes no extrato. Os resultados
são totalmente reprodutíveis, e se baseiam também em estudos realizados por
outros pesquisadores que trabalham com plantas medicinais e radiobiocomplexos.
O presente trabalho mostra-se relevante no sentido que contribui para melhor
compreensão das possíveis interações entre compostos químicos presentes em
plantas medicinais e radiobiocomplexos.
Buscando o aprofundamento deste trabalho, pode-se realizar
estudos de toxicidade (utilizando concentrações maiores, por exemplo), estudos
comparativos com outras drogas naturais, estudos de biodistribuição utilizando
outros radiobiocomplexos e estudos morfológicos de órgãos que apresentaram
alterações de captação durante o estudo de biodistribuição. Pode-se ainda tentar
estudar o efeito da farinha da casca de maracujá em preparações de DNA
(plasmídios, por exemplo). Outro aspecto importante é tentar obter novas
informações sobre o extrato, buscando uma maior compreensão dos resultados
18
obtidos, assim como um melhor controle de qualidade da preparação do extrato.
Esses parâmetros poderiam ser viscosidade, refratometria e condutividade
elétrica. Além disso, pretendo continuar me esforçando para obter novas
publicações em periódicos indexados especializados.
19
5. ANEXOS
ANEXO 1
Carta de aceite do Manuscrito
Brazilian Archives of Biology and Technology
DECLARAÇÃO
Declaramos para os devidos fins que o artigo: “Effect of a peel passion fruit flour (Passiflora edulis f. flavicarpa) extract on the labeling of blood constituents with technetium-99m and on the morphology of red blood cells”, de autoria de Bernardo Machado
Rebello, Silvana Ramos Farias Moreno, Camila Ribeiro Godinho,
Rosane de Figueiredo Neves, Adenilson de Souza da Fonseca, Luis
Querino de Araújo Caldas, Mario Bernardo-Filho and Aldo da Cunha
Medeiros, foi aceito e será publicado no Brazilian Archives of Biology and Technology.
Curitiba, 11 de setembro de 2007
20
Prof. Dr. Carlos Ricardo Soccol Editor
6. APÊNDICE
6.1- Efeito in vivo de um extrato de Farinha da casca de maracujá na distribuiçãoda radioatividade entre os compartimentos plasmático e celular do sangue.
P. flavicarpa (mg/kg) ATI%
P CS
0,0 (controle) 4,19 1,85 95,81 1,85
50,0 3,58 0,72 96,42 0,72
Foram obtidas amostras de sangue de ratos Wistar tratados durante 7 dias por via
oral com solução salina (NaCl) 0,9%. A radiomarcação dos constituintes
sangüíneos foi realizada, as amostras foram centrifugadas e separadas em
plasma e célula. A radioatividade nos compartimentos plasmático e celular foi
contada e a porcentagem de radioatividade foi calculada (%ATI).
21
6.2- Efeito in vivo de um extrato de Farinha da casca de maracujá na fixação da radioatividade nas frações insolúvel (FI-P) e solúvel (FS-P) do plasma.
P. flavicarpa (mg/kg) ATI%
FI-P FS-P
0,0 (controle) 71,87 3,20 28,13 3,20
50,0 73,06 1,86 26,94 1,86
Foram obtidas amostras de sangue de ratos Wistar tratados durante 7 dias por via
oral com um extrato de Farinha da casca de maracujá (50mg/kg). A
radiomarcação dos constituintes sangüíneos foi realizada, as amostras foram
centrifugadas e separadas em plasma e célula. Alíquotas de plasma foram
precipitadas com ácido tricloroacético e as frações insolúvel e solúvel foram
separadas. A radioatividade nas frações insolúvel e solúvel do plasma foi contada
e a porcentagem de radioatividade foi calculada (%ATI).
22
6.3- Efeito in vivo de um extrato de Farinha de casca de maracujá na fixação da radioatividade nas frações insolúvel (FI-CS) e solúvel (FS-CS) da célula.
P. flavicarpa (mg/kg) ATI%
FI-CS FS-CS
0,0 (controle) 91,55 1,81 8,45 1,81
50,0 93,02 1,93 6,98 1,93
Foram obtidas amostras de sangue de ratos Wistar tratados durante 7 dias por via
oral com um extrato de Farinha da casca de maracujá (50mg/kg). A
radiomarcação dos constituintes sangüíneos foi realizada, as amostras foram
centrifugadas e separadas em plasma e célula. Alíquotas de plasma foram
precipitadas com ácido tricloroacético e as frações insolúvel e solúvel da célula
foram separadas. A radioatividade nas frações insolúvel e solúvel da célula foi
contada e a porcentagem de radioatividade foi calculada (%ATI).
23
6.4 Efeito in vivo de solução salina na morfologia de hemácias de ratos Wistar.
Fotomicrografia de uma distensão de sangue obtido de ratos Wistar tratados com
solução salina (NaCl 0.9%) durante 7 dias. As distensões sangüíneas foram
preparadas, secadas e coradas pelo método May-Grünwald-Giemsa. As lâminas
foram analisadas por microscopia óptica (aumento de 1000x) e as imagens
capturadas para análise.
24
6.5- Efeito in vivo de um extrato de farinha da casca de maracujá na morfologia de hemácias de ratos Wistar.
Fotomicrografia de uma distensão de sangue obtido de ratos Wistar tratados com
um extrato de Farinha da casca de maracujá (50mg/kg) durante 7 dias. As
distensões sangüíneas foram preparadas, secadas e coradas pelo método May-
Grünwald-Giemsa. As lâminas foram analisadas por microscopia óptica (aumento
de 1000x) e as imagens capturadas para análise.
25
6.6- Efeito in vivo de um extrato de farinha da casca de maracujá na biodisponibilidade da radiobiocomplexo pertecnetato de sódio em ratos Wistar.
Orgão %ATI/g
Controle P. flavicarpa
Cérebro 0,01 ± 0,01 0,01 ± 0,01
Fígado 2,06 ± 0,65 2,18 ± 0,46
Duodeno 0,81 ± 0,13 0,44 ± 0,13*
Coração 0,58 ± 0,17 0,57 ± 0,24
Rim 0,75 ± 0,10 0,90 ± 0,07
Baço 0,68 ± 0,10 0,47 ± 0,09*
Pulmão 1,09 ± 0,30 1,22 ± 0,03
Estômago 2,84 ± 0,18 4,92 ± 0,08*
Pâncreas 0,08 ± 0,01 0,05 ± 0,01*
Sangue 1,43 ± 0,07 1,07 ± 0,09*
Osso 0,30 ± 0,08 0,20 ± 0,02
Músculo 0,07 ± 0,01 0,10 ± 0,02
Tireóide 5,13 ± 0,67 4,30 ± 0,31
Testículo 0,27 ± 0,08 0,16 ± 0,05
Ratos Wistar tratados com um extrato de Farinha da casca de maracujá (50
mg/kg) durante 7 dias por via oral ou com solução salina 0,9% para o grupo
controle. Em seguida, Na99mTcO4 (0,3 mL) foi injetado no animal pelo plexo
ocular e os mesmos foram sacrificados após 10 minutos. Os órgãos foram
isolados, a radioatividade foi contada e a %ATI/g em cada órgão foi determinada.
(*) diferença significante (p<0,05) em relação ao controle.
26
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ABSTRACTBlood constituents labelled with technetium-99m (99mTc) has been used with
radiobiocomplexes in several procedures in nuclear medicine. Some natural and
sintetic drugs are capable to interfere on the labeling of blood constituents with
99mTc, on the morphology of red blood cells (RBC) and on the biodistribution of
radiobiocomplexes. The aim of this study was evaluate the effect of an extract of
Passiflora edulis f. flavicarpa on the labeling of blood constituints with 99mTc, on
the morphology of RBC and on the biodistribution of the radiopharmaceutical
sodium perthecnetate in Wistar rats. On the in vitro studies the Passiflora edulis f.
flavicarpa decreased significantly (p<0.05) the %ATI on plasma proteins and on
the in vitro morhology of RBC, the passion fruit peel flour altered the shape and
the perimeter/área ratio. On the in vivo estudies the extract did not altered the
%ATI in blood constituents, and did not altered the shape of RBC. Although, on
the biodistribution of the radiobiocomplex sodium perthecnetate (Na99mTcO4) this
extract decreased significantly (p<0.05) the uptake in duodenum, spleen, pâncreas
and blood, and increased the uptake in stomach. It can be suggested that the
effects presented by this extract could be a result of some substances contained in
this extract that could alter the binding of 99mTc to plasma proteins, the
morphology of RBC and the biodistribution of the radiobiocomplex sodium
perthecnetate. This study was multidisciplinary experimental research. It was
developed with the contribution of different Departments and Services of the
Hospital Universitário Pedro Ernesto of the Universidade Estadual do Rio de
Janeiro.
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Key words: red blood cells, plasma, proteins, 99mTc, radiobiocomplexes, Wistar
rats, Passiflora edulis f. flavicarpa.