МАКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ДИКОРАСТУЩИХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭКОТОПОВ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Полный текст

Введение В состав лекарственных растительных препаратов (ЛРП) входит целый комплекс различных веществ, оказывающих то или иное фармакологическое действие [4, 6]. Среди этих веществ выделяют действующие вещества органического происхождения, а также минеральные вещества, которые обычно делят на три подгруппы: ультрамикро-, микро- и макроэлементы [5, 7]. Особый интерес представляют макроэлементы, составляющие основу тел живых организмов. Их содержание в теле человека превышает 0,1 % [8, 9]. Лекарственное растительное сырье (ЛРС) и ЛРП могут служить важными источниками таких макроэлементов, как кальций, фосфор, калий, натрий, магний [4, 7, 10]. Изучая ЛРС как натуральные источники минеральных комплексов, необходимо учитывать, что элементы находятся в них в органически связанной, то есть в более биодоступной форме [11, 12]. При этом в ЛРС и ЛРП сбалансированность и количественное содержание минеральных веществ зачастую превышает эти показатели в продуктах питания [9, 13]. Макроэлементы играют определённую роль в жизнедеятельности растений, поэтому и присутствуют в них в различных количествах. Недостаток или избыток макроэлементов приводит к нарушению обмена веществ и физиологических процессов как растительного, так и человеческого организма. Макроэлементы имеют выраженную фармакологическую активность и способны оказывать влияние на фармакологическое действие органических биологически активных веществ: повышать или понижать всасываемость, быть синергистами или антагонистами, а также уменьшать или усиливать токсическое действие [1, 8, 9]. Известно значение натрия для дыхания растений. Катион натрия - основной ион, участвующий в поддержании кислотно-основного равновесия и осмотического давления внеклеточных жидкостей. В организме человека натрий обеспечивает поддержании водного баланса, участвует в транспорте глюкозы, аминокислот, различных неорганических и органических анионов через мембраны клеток, формирует потенциал действия посредством обмена с ионами калия, регулирует объём циркулирующей крови, является катализатором ряда пищеварительных ферментов [1, 8]. Калий - важнейший катион, участвующий в поддержании кислотно-основного равновесия и осмотического давления внутриклеточных жидкостей. В организме человека регулирует водно-солевой баланс, кислотно-щелочное равновесие крови, осмотическое давление, участвует в передаче нервных импульсов, необходим для сокращения гладкой и скелетной мускулатуры, а также сердечной мышцы. Активизирует работу ряда ферментов, необходим для биосинтеза белка, преобразования глюкозы в гликоген [1, 9]. Кальций в растительных клетках выполняет ряд значимых функций - обеспечивает функционирование корневой системы, входит в состав клеточных мембран, регулирует процесс фотосинтеза, передачу сигналов в цитозоле. В организме человека кальций участвует в процессах передачи нервных импульсов, обеспечивает сокращение скелетной и сердечной мышц, функционирование клеточных мембран, способствует стабилизации тучных клеток и тормозит высвобождение гистамина, является фактором свёртываемости крови [1, 8, 9]. Магний в растительных клетках обеспечивает функционирование ферментов (АТФазы, РНК-полимеразы, глутатион-синтазы, фосфатазы, протеинкиназы, карбоксилазы и др.), необходим в процессе фотосинтеза, присутствует в виде центрального атома тетрапиррольного кольца хлорофилла, в структуре рибосом и ферментов. В организме человека магний участвует в энергетическом обмене, проведении нервных импульсов, сокращении мышечных волокон, создании костного каркаса и производстве нуклеиновых кислот. Магний регулирует работу пищеварительной системы, участвует в расщеплении и усвоении белков, стимулирует иммунитет, участвует в биосинтезе эндорфинов [1, 8]. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, участвует в процессах дыхания растений и синтеза углеводов. Фосфор входит в состав растительных гормонов, ферментов, витаминов. Фосфор - один из основных макроэлементов организма человека, соединения которого присутствуют в каждой клетке человеческого тела и обеспечивают протекание всех физиологических процессов жизнедеятельности. Почти все важнейшие физиологические процессы, происходящие в нашем организме, связаны с превращениями фосфорорганических веществ. Он участвует в большинстве обменных процессов и необходим для образования тканей (особенно нервной и костной) [1, 9]. Макроэлементы, участвующие в жизни растений, накапливаются во всех частях растений. Основными факторами, определяющими содержание какого-либо химического элемента в растениях, являются: содержание элемента и его химическая форма в почве; вид растения; распределение элемента по тканям и органам [2, 10]. Цель исследования - изучение особенностей макроэлементного состава различных видов дикорастущего лекарственного растительного сырья естественных экотопов Воронежской области. Методика В качестве объектов исследования использовали фармакопейные виды ЛРС: горца птичьего (Polygonum aviculare L.) траву, крапивы двудомной (Urtica dioica L.) листья, липы сердцевидной (Tilia cordata Mill.) цветки, лопуха обыкновенного (Arctium lappa L.) корни, одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale F.H.Wigg) корни, пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) цветки, подорожника большого (Plantago major L.) листья, полыни горькой (Artemisia absinthium L.) траву, пустырника пятилопастного (Leonurus quinquelobatus Gilib.) траву, тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.) траву [3]. Заготовку ЛРС осуществляли по фармакопейным правилам в естественных природных зарослях в Воронежском государственном биосферном заповеднике в Верхнехавском районе Воронежской области. Для изучения биологического поглощения жизненно необходимых микроэлементов дикорастущим ЛРС осуществляли отбор пробы верхних слоев почв (0-10 см от поверхности). Из измельченного сырья отбирались образцы для анализа, которые подвергались кислотному разложению смесью плавиковой и азотной кислот с использованием систем микроволновой пробоподготовки. Растворенную пробу количественно переносили в пробирку, трижды смывая ее водой деионированной, доводили объем до метки 10 мл, перемешивали. Автоматическим дозатором отбирали аликвоту 1 мл, доводили ее до 10 мл 0,5%-ной кислотой азотной. Элементный состав проб определяли методом масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой на приборе «ELAN-DRC» в соответствии с МУК 4.1.1483-03. Правильность определения контролировали методом добавок. Пользовались классификацией биологически значимых элементов по А.П. Авцыну [9]. Коэффициенты биологического поглощения рассчитывали по А.И. Перельману [2]. Результаты исследования и их обсуждение Все изучаемые виды ЛРС в наибольшей степени (более 84%) содержат макроэлементы, что объяснимо высокой биологической потребностью в них растений для обеспечения собственных метаболических процессов, при этом их содержание в почве места заготовки сырья составляло лишь 8,8% (табл. 1, 2). Наиболее высокие концентрации калия (более 30 мг/г) отмечены в лопуха обыкновенного корнях и пустырника пятилопастного траве (рис. 1). Лидерами по содержанию кальция (более 20 мг/г) среди изучаемых видов дикорастущего ЛРС являются крапивы двудомной листья и подорожника большого листья. Резко выделяющейся на общем фоне высокой концентрацией натрия (более 3 мг/г) обладают лопуха обыкновенного корни, для остальных видов ЛРС содержание натрия не превышало 1 мг/г, а для исследуемых цветков и большинства трав - менее 0,1 мг/г. Крапивы двудомной листья резко выделяется высоким содержанием магния (более 9 мг/г), для остальных видов ЛРС концентрация данного макроэлемента не превышало 4 мг/г. Наиболее высокое содержание фосфора (более 4 мг/г) отмечено для крапивы двудомной листьев, пустырника пятилопастного травы, полыни горькой травы. Таблица 1. Макроэлементный состав дикорастущих видов ЛРС, мкг/г Элемент Калий (К) Кальций (Са) Натрий (Na) Магний (Мg) Фосфор (Р) Всего макро-элементов Всего определено элементов Почва 1,97×104 3,30×103 4,40×103 730 3,86×104 4,39×105 1,97×104 Лопуха обыкновенного корни 3,20×104 6,61×103 3,04×103 1,90×103 1,98×103 4,55×104 4,81×104 Одуванчика лекарственного корни 9,2×103 2,42×103 9,11×102 1,11×103 2,48×103 1,61×104 1,91×104 Крапивы двудомной листья 2,66×104 2,61×104 1,06×102 9,23×103 4,69×103 6,67×104 7,68×104 Подорожника большого листья 2,67×104 2,41×104 2,61×102 3,62×103 3,42×103 5,81×104 6,15×104 Пижмы обыкновенной цветки 2,95×104 5,43×103 3,9×101 2,63×103 3,82×103 4,14×104 4,23×104 Липы сердцевидной цветки 1,65×104 1,42×104 3,8×101 2,81×103 3,52×103 3,71×104 3,85×104 Тысячелистника обыкновенного трава 1,45×104 1,09×104 3,9×101 2,41×103 2,81×103 3,07×104 3,28×104 Пустырника пятилопастного трава 3,06×104 1,69×104 5,6×101 4,02×103 4,33×103 5,59×104 5,81×104 Полыни горькой трава 2,59×104 1,00×104 4,1×101 1,98×103 4,27×103 4,22×104 4,40×104 Горца птичьего трава 2,15×104 7,03×103 6,83×102 3,24×103 1,78×103 3,42×104 3,70×104 При анализе долевого содержания макроэлементов в общем минеральном комплексе (табл. 2) выявлена несколько другая иерархическая картина. Так, наибольшая доля калия в общем минеральном комплексе относительно других изучаемых видов ЛРС отмечена для пижмы обыкновенной цветков и лопуха обыкновенного корней (более 60% от общего элементного комплекса ЛРС). Наибольшее относительное содержание кальция отмечено в подорожника большого листьях и липы сердцевидной цветках (более 35%). Лидерами по содержанию натрия в долевом соотношении являются лопуха обыкновенного корни и одуванчика лекарственного корни (более 4%). Наибольшая доля магния в общем минеральном комплекте изучаемых дикорастущих видов ЛРС выявлена для крапивы двудомной листьев (более 12%), а наибольшая доля фосфора отмечена для одуванчика лекарственного корней (13%). Для остальных видов ЛРС доли магния и фосфора в общем минеральном комплексе не превышали 10%. Рис. 1. Содержание макроэлементов в дикорастущих видах ЛРС, мкг/г Для анализа аккумуляции макроэлементов из почв изучаемыми видами дикорастущего ЛРС рассчитывались коэффициенты биологического поглощения, которые анализировали в соответствии с классификацией по А.И. Перельману (рис. 2). Таблица 2. Доля макроэлементов в общей сумме минерального комплекса дикорастущих видов ЛРС, % Элемент Калий (К) Кальций (Са) Натрий (Na) Магний (Мg) Фосфор (Р) Всего макро-элементов Почва 2,4 4,5 0,8 1,0 0,2 8,8 Лопуха обыкновенного корни 66,5 13,7 6,3 4,0 4,1 94,7 Одуванчика лекарственного корни 48,4 12,7 4,8 5,8 13,0 84,7 Крапивы двудомной листья 34,6 34,0 0,1 12,0 6,1 86,9 Подорожника большого листья 43,3 39,3 0,4 5,9 5,6 94,5 Пижмы обыкновенной цветки 69,8 12,9 0,1 6,2 9,1 98,0 Липы сердцевидной цветки 42,8 36,9 0,1 7,3 9,1 96,2 Тысячелистника обыкновенного трава 44,4 33,4 0,1 7,3 8,6 93,8 Пустырника пятилопастного трава 52,7 29,1 0,1 6,9 7,5 96,3 Полыни горькой трава 59,0 22,8 0,1 4,5 9,7 96,0 Горца птичьего трава 58,0 19,0 1,8 8,7 4,8 92,4 К сильно накапливаемым макроэлементам (табл. 3) всеми изучаемыми дикорастущими видами ЛРС отнесены калий и фосфор, что объясняется высокой биологической потребностью в них растительных организмов для обеспечения собственных метаболических процессов. Наиболее высокие аккумулирующие способности калия выявлены у лопуха обыкновенного корней, пустырника пятилопастного травы, пижмы обыкновенной цветков, подорожника большого листьев и крапивы двудомной листьев (коэффициент биологического поглощения составил не менее 2,5). Фосфора наиболее интенсивно накапливается в крапивы двудомной листьях, пустырника пятилопастного траве, полыни горькой траве, пижмы обыкновенной цветках (коэффициент биологического поглощения более 5,0). Относительно высокий уровень аккумуляции кальция (коэффициент биологического поглощения более 1,0) отмечен для подорожника большого листьев и крапивы двудомной листьев, а магния - для крапивы двудомной листьев (коэффициент биологического поглощения более 2,0). Рис. 2. Коэффициенты биологического поглощения макроэлементов дикорастущими видами ЛРС из почв Таблица 3. Биологическое поглощение макроэлементов из почв дикорастущими видами ЛРС согласно классификации по А.И. Перельману [2] Элементы Сильно накапливаемые элементы (n×100-n×101) Элементы среднего захвата (n×10-1-n×100) Элементы слабого захвата (n×10-1-n×10-2) Лопуха обыкновенного корни К, P Са, Mg, Nа - Одуванчика лекарственного корни К, P Са, Mg, Nа - Крапивы двудомной листья К, Са, Мg, P - Nа Подорожника большого листья К, Са, P, Mg Nа Пижмы обыкновенной цветки К, P Са, Mg Nа Липы сердцевидной цветки К, P Са, Mg, Nа Тысячелистника обыкновенного трава К, P Са, Mg Nа Пустырника пятилопастного трава К, P Са, Mg Nа Полыни горькой трава К, P Са, Mg Nа Горца птичьего трава К, P Са, Mg, Nа - Заключение Изучен макроэлементный состав дикорастущего лекарственного растительного сырья естественных экотопов Воронежской области. Результаты исследования показали богатый макроэлементный состав изучаемого ЛРС, что может быть использовано в медицинской и фармацевтической практике для коррекции физиологических норм содержания макроэлементов в организме человека. Макроэлементы составляют более 84% элементного комплекса ЛРС. К сильно накапливаемым макроэлементам всеми исследуемыми видами ЛРС относятся калий и фосфор. Наиболее высокие аккумулирующие способности в отношении калия выявлены у лопуха обыкновенного корней, пустырника пятилопастного травы, пижмы обыкновенной цветков, подорожника большого листьев и крапивы двудомной листьев, фосфора - у крапивы двудомной листьев, пустырника пятилопастного травы и полыни горькой трав, пижмы обыкновенной цветков. Высокий уровень аккумуляции кальция можно отметить для подорожника большого листьев и крапивы двудомной листьев, магния - для крапивы двудомной листьев.

Об авторах

Нина Алексеевна Дьякова

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет» Минздрава России

Email: email@example.com
доктор фармацевтических наук, доцент кафедры фармацевтической химии и фармацевтической технологии Россия, 394006, Воронеж, Университетская площадь, 1

Список литературы

Дополнительные файлы