ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ФЛАВОНОИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ЛЕКАРСТВЕННОМ РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ СИНАНТРОПНОЙ ФЛОРЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

Полный текст

Введение Ежегодно возрастающая популярность на российском фармацевтическом рынке лекарственных растительных препаратов обусловлена их эффективностью и относительной безопасностью [3, 8]. Расширения городских агломераций и производственных мощностей, увеличение автотранспорта, освоение новых ядохимикатов в растениеводстве, природные и техногенные катастрофы приводят к тому, что безопасность фитотерапии оказывается под вопросом [4, 5, 11]. Значительный вклад в защитную реакцию на антропогенные и абиотические стрессы вносят флавоноиды (ФЛ), выполняющие протекторные и антиоксидантные функции. У высших растений преобладает шикиматный путь биосинтеза ФЛ, активизирующийся с дезаминирования фенилаланина фенилаланинаммиаклиазой. Индукция экспрессии кодирующих генов фенилаланинаммиаклиазы происходит в стрессовых для растения условиях, например, под влиянием экотоксикантов [1, 15, 16, 21]. Это отмечено в публикациях ряда отечественных авторов. В работах Ю.В. Загурской, И.И. Баяндиной, А.И. Сысо, Т.И. Сиромля, О.В. Коцупий, В.Г. Васильева, Г.И. Высочиной, А.Л. Богатырева, М.А. Мяделец [1, 10, 18, 22] показана стимуляция биосинтеза ФЛ в растениях урбоценозов Западной Сибири на примере зверобоя продырявленного травы, горца птичьего травы, пустырника травы, тысячелистника обыкновенного травы, эхиноцеи пурпурной листьев, осины обыкновенной листьев, черемухи обыкновенной листьев и других видов. В работах О.Н. Немерешиной, Г.В. Петровой, Н.Ф. Гусева, Н.В. Чукловой, Г.В. Петровой, А.А. Шайхутдиновой, А.В. Филипповой [9, 18] также была показана индукция синтеза ФЛ как механизм экологической устойчивости растений (на примере горца птичьего, льнянки обыкновенной, подорожника большого, лабазника вязолистного, тясячелистника благородного, земляники зеленой и др.) урбоценозов Оренбургской области с повышенным содержанием тяжелых металлов в почве и самом растении. Влияние экотоксикантов и экстремальных условий произрастания на биосинтез полифенольных биологически активных веществ (БАВ) в растениях отражен и различных зарубежных исследованиях. Так, на примере ряски горбатой показана стимуляция биосинтеза ФЛ под воздействием высоких концентраций солей меди коротковолнового ультрафиолета [13]. Известно об индукции синтеза ФЛ фасоли огненно-красной под влиянием соединений кадмия и меди [19]. В женьшеня обыкновенного корнях при обработке избытком соединений меди содержание ФЛ увеличивается более, чем на 20%, преимущественно за счет ФЛ - их концентрация возрастает более, чем на 80% [20]. В физалисе солнечнолистном соединения кадмия в высоких концентрациях стимулируют увеличение содержания ФЛ [12]. Однако известно и об угнетающем влиянии тяжелых металлов на биосинтез ФЛ в растениях. Избыток кадмия повышает содержание гликозидированных фенолов, а избыток селена - стимулирует биосинтез свободных фенолов в листьях кресс-салата. Совместное присутствие высоких концентраций этих элементов подавляет биосинтез ФЛ в растении [14]. Зверобоя продырявленного трава теряет способность к биосинтезу гиперфорина и снижает на два порядка способность к накоплению гиперицина и псевдогиперицина при избытке никеля в почве [17]. Цель исследования - провести изучение особенностей накопления ФЛ в дикорастущем ЛРС Воронежской области. Методика Объектами исследования было выбрано сырье от характерных представителей синантропной флоры Воронежской области, содержащих ФЛ в качестве одной из основных групп действующих веществ: горца птичьего (спорыша) траву (Polygoni avicularis herba), пустырника пятилопастного траву (Leonuri herba). Образцы ЛРС заготавливали в сухую погоду в начале цветения изучаемых видов. Заготовку ЛРС проводили в естественных зарослях изучаемых растений на следующих учетных площадках (табл. 1): заповедные (контрольные) площадки (1-3); агроценозы с традиционным применением высокого уровня химизации (4-17); урбоценозы с различным характером и интернсивностью хозяйственной деятельности (18-49). Определение содержания суммы ФЛ в ЛРС вели по фармакопейным методикам [2] в пересчете на наиболее характерные для изучаемых растений соединения (авикулярина - для спорыша травы, рутина - для пустырника травы) на спектрофотометре СФ-2000. Изучение влияния экотоксикантов на накопление ФЛ в изучаемых образцах ЛРС вели методом параметрической статистики по коэффициентам корреляции (КК) по Пирсону. При расшифровке значений КК использовали шкалу по Чеддоку [6, 7]. Результаты исследования и их обсуждение Все исследуемое сырье спорыша и пустырника соответствовало требованиям ГФ XIV по содержанию ФЛ (табл. 1). Таблица 1. Содержание ФЛ в ЛРС синантропной флоры Воронежской области № п/п Учётная площадка Содержание суммы ФЛ в пересчете на авикулярин в спорыша траве, % Содержание суммы ФЛ в пересчете на рутин в пустырника траве, % Контрольные площадки 1. Воронежский государственный заповедник (Верхнехавский р-н) 1,61±0,03 0,35±0,02 2. Теллермановский лес (Борисоглебский р-н) 1,48±0,03 0,48±0,05 3. Хоперский государственный заповедник (Новохоперский р-н) 1,02±0,02 0,37±0,03 Агроценозы 4. Агроценоз 1 (Верхнехавский р-н) 0,98±0,03 0,74±0,02 5. Агроценоз 2 (Воробьевский р-н) 1,38±0,02 0,42±0,05 6. Агроценоз 3 (Грибановский р-н) 1,02±0,01 0,65±0,05 7. Агроценоз 4 (Лискинский р-н) 1,03±0,01 0,44±0,06 8. Агроценоз 5 (Нижнедевицкий р-н) 1,45±0,04 0,89±0,04 9. Агроценоз 6 (Новохоперский р-н) 1,41±0,04 0,77±0,03 10. Агроценоз 7 (Ольховатский р-н) 1,26±0,02 0,98±0,04 11. Агроценоз 8 (Панинский р-н) 1,04±0,01 0,68±0,04 12. Агроценоз 9 (Петропавловский р-н) 1,34±0,02 0,53±0,04 13. Агроценоз 10 (Подгоренский р-н) 1,05±0,04 0,42±0,06 14. Агроценоз 11 (Репьевский р-н) 1,28±0,02 0,44±0,03 15. Агроценоз 12 (Россошанский р-н) 1,65±0,02 0,51±0,04 16. Агроценоз 13 (Хохольский р-н) 0,95±0,02 0,50±0,06 17. Агроценоз 14 (Эртильский р-н) 1,68±0,03 0,55±0,06 Урбоценозы 18. Вблизи аэропорта Воронеж 1,92±0,01 0,67±0,02 19. Вблизи ОАО «Воронежсинтезкаучук» (г. Воронеж) 0,95±0,01 0,93±0,06 20. Вблизи ОАО «Минудобрения» (Россошанский р-н) 2,01±0,02 1,11±0,03 21. Вблизи ООО «Бормаш» (Поворинский р-н) 1,90±0,04 0,30±0,03 22. Вблизи ТЭЦ-1 «ВОГРЭС» (г. Воронеж) 0,97±0,02 0,75±0,02 23. Низовье Воронежского водохранилища (г. Воронеж) 1,23±0,01 0,67±0,05 24. Улица г. Борисоглебск 1,66±0,02 0,90±0,04 25. Улица г. Воронеж 1,04±0,02 1,04±0,03 26. Улица г. Калач 2,07±0,01 1,08±0,05 27. Улица г. Нововоронеж 1,02±0,02 0,85±0,05 Окончание таблицы 1 № п/п Учётная площадка Содержание суммы ФЛ в пересчете на авикулярин в спорыша траве, % Содержание суммы ФЛ в пересчете на рутин в пустырника траве, % 28. Улица г. Острогожск 1,05±0,02 0,95±0,05 28. Улица г. Семилуки 1,57±0,01 0,78±0,03 29. 0 м от автотрассы и А144 (Аннинский р-н) 0,65±0,02 0,38±0,03 30. 100 м от автотрассы А144 (Аннинский р-н) 0,93±0,04 0,64±0,04 31. 200 м от автотрассы А144 (Аннинский р-н) 1,10±0,03 0,67±0,05 32. 300 м от автотрассы А144 (Аннинский р-н) 1,23±0,02 0,80±0,03 33. 0 м от автотрассы М4 «Дон» (Павловский р-н) 0,72±0,01 0,28±0,02 34. 100 м от автотрассы М4 «Дон» (Павловский р-н) 0,85±0,02 0,51±0,04 35. 200 м от автотрассы М4 «Дон» (Павловский р-н) 0,93±0,01 0,76±0,02 36. 300 м от автотрассы М4 «Дон» (Павловский р-н) 0,89±0,02 0,84±0,04 37. 0 м от автотрассы М4 «Дон» (Рамонский р-н) 0,70±0,01 0,57±0,06 38. 100 м от автотрассы М4 «Дон» (Рамонский р-н) 0,67±0,01 0,66±0,05 39. 200 м от автотрассы М4 «Дон» (Рамонский р-н) 0,82±0,02 0,87±0,05 40. 300 м от автотрассы М4 «Дон» (Рамонский р-н) 1,19±0,01 1,17±0,02 41. 0 м от железнодорожных путей (Верхнехавский р-н) 0,84±0,03 1,28±0,02 42. 100 м от железнодорожных путей (Верхнехавский р-н) 0,93±0,03 0,83±0,05 43. 200 м от железнодорожных путей (Верхнехавский р-н) 1,02±0,02 0,82±0,03 44. 300 м от железнодорожных путей (Верхнехавский р-н) 1,01±0,02 0,64±0,04 45. 0 м от нескоростной автодороги (Богучарский р-н) 0,94±0,03 1,38±0,03 46. 100 м от нескоростной автодороги (Богучарский р-н) 1,13±0,04 0,83±0,02 47. 200 м от нескоростной автодороги (Богучарский р-н) 1,20±0,01 0,84±0,05 48. 300 м от нескоростной автодороги (Богучарский р-н) 1,31±0,02 0,57±0,04 Числовой показатель по ГФ XIV Не менее 0,5 Не менее 0,2 Известно, что экологические факторы при различных условиях и степени проявлении других факторов могут по-разному влиять на живые организмы. Поэтому при изучении влияния концентраций токсичных элементов [5, 7] на накопление ФЛ проводили как общие расчеты КК, так и для группируя образцы по условиям произрастания вида (агроценозы, урбоценозы), в тех случаях, где объем выборки позволял получить достоверные результаты (табл. 2). Таблица 2. КК между содержанием токсичных элементов и ФЛ в ЛРС синантропной флоры Воронежской области ЛРС КК Pb Hg Cd As Ni Cr Co Cu Zn Спорыша трава Общий -0,08 -0,04 -0,29 0,04 -0,08 -0,23 -0,08 -0,33 -0,27 Урбоценозы 0,12 0,04 -0,28 0,28 0,14 0,02 0,05 -0,31 -0,07 Агроценозы 0,08 0,17 0,07 -0,15 0,13 -0,13 -0,29 0,04 -0,22 Пустырника трава Общий 0,12 0,31 0,03 0,25 -0,02 0,25 -0,04 0,15 0,35 Урбоценозы -0,19 0,25 -0,24 0,07 -0,41 0,01 -0,27 -0,14 0,15 Агроценозы -0,18 -0,02 -0,22 0,39 0,16 0,37 -0,62 -0,16 0,16 КК показали отсутствие тесной связи между содержанием в спорыша траве токсичных элементов и ФЛ. Выявлено умеренное отрицательное влияние меди. Умеренное положительное влияние на накопление ФЛ в пустырника траве отмечено для ртути и цинка. Для ЛРС урбоценозов умеренное отрицательное влияние на накопление ФЛ оказывал никель. В агроценозах умеренное положительное влияние на накопление ФЛ отмечено для мышьяка и хрома, а заметное отрицательное - для кобальта. Заключение Таким образом, накопление ФЛ в образцах ЛРС спорыша и пустырника синантропной флоры Воронежской области отличалось значительной вариабельностью в зависимости от места заготовки. В образцах ЛРС, собранного в условиях ряда урбоценозов, отмечена индукция накопления ФЛ по сравнению с контрольными образцами, что можно объяснить активацией в условиях антропогенной нагрузки биосинтеза ФЛ, обладающих протекторными свойствами. Однако образцы учетных площадок со значительным антропогенным прессингом (вблизи крупных транспортных магистралей и промышленных предприятий) отличаются относительно сниженным содержанием ФЛ, что, вероятно, обусловлено чрезмерным загрязнением окружающей среды, которое выходит за пределы выносливости видов и вызывает угнетение в них ферментных систем. На основе корреляционного анализа подтверждено как индуцирующее влияние на накопление ФЛ тяжелых металлов, что характерно, преимущественно для их относительно низких концентраций, так и ингибирующее влияние высоких концентраций элементов.

Об авторах

Нина Алексеевна Дьякова

Воронежский государственный университет

Email: ninochka_v89@mail.ru
доктор фармацевтических наук, доцент, доцент кафедры фармацевтической химии и фармацевтической технологии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет» Россия, 394006, Воронеж, Университетская площадь, 1

Список литературы

Дополнительные файлы