СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ВИДОВ РОДА ТРАВЫ ТЫСЯЧЕЛИСТНИК (ACHILLEA L.)

Полный текст

Введение Проблема контроля подлинности травы тысячелистника обыкновенного продиктована наличием в природе близкородственных видов, имеющих схожие ареалы обитания. В частности, к таким видам можно отнести тысячелистник хрящеватый и тысячелистник благородный, произрастающие на территории Самарской области и РФ в целом. Классическая ботаника при определении видовой специфичности руководствуется рядом признаков, входящих в ключ определения, таких как: тип листа и степень его изрезанности, наличие или отсутствие кончиков сегментов листа (так называемых «шипиков»), тип соцветия, тип цветков в соцветии, размеры листочков обёртки и другие. При этом многие селективные признаки из определителей растений России по неизвестной причине не применяются в фармакопейном анализе сырья тысячелистника обыкновенного [1, 6, 8]. В настоящей работе приводятся результаты изучения морфолого-анатомических особенностей видов рода Тысячелистник (Achillea L.) с использованием современных микроскопических и статистических методов. Целью работы явилось изучение морфолого-анатомических особенностей видов рода Тысячелистник (Achillea L.) с использованием современных микроскопических и статистических методов для включения в ФС.2.5.0101.18 «Тысячелистника обыкновенного трава» Государственной фармакопеи Российской Федерации. Методика В рамках выполнения настоящей работы была исследована надземная часть (трава) видов рода Achillea L., произрастающих на территории Самарской области и других регионов РФ, а именно - тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.), тысячелистник хрящеватый (Achillea cartilaginea Ledeb. ex Rchb.), тысячелистник благородный (Achillea nobilis L.). Сбор сырья осуществлён в период массового цветения растения (июнь-август 2021-2023 гг.). Видовая специфичность определялась с использованием справочной литературы [1, 6, 8], а также при помощи Гербарного фонда Самарского университета и Цифрового Гербарного фонда Московского государственного университета [7]. Для проведения исследований задействованы следующие микроскопы: световой микроскоп «Motic DM-1802» (кратность увеличения: 4×10, 10×10; 40×10, 100×10); световой микроскоп «Motic DM-39C- N9GO-A»; микроскоп поляризационный учебный ПЛМ-213 (кратность увеличения 40-630×, компенсаторы пластинки λ, источник света лампа галогеновая 6В, 20 Вт). Оцифровка результатов микроскопического анализа и определение размерности проводились с помощью программного обеспечения «Motic Images Plus 2.0 ML» (PC&Mac)1301100100224/001 20111017; DM1 102-10250-00-09820. Приготовление и окраска микропрепаратов осуществлялись в соответствии с требованиями ОФС.1.5.3.0003.15 «Техника микроскопического и микрохимического исследования лекарственного растительного сырья и лекарственных растительных препаратов» Государственной фармакопеи Российской Федерации XIV издания [4]. Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась в соответствии с требованиями ОФС 1.1.0013.15 «Статистическая обработка результатов химического эксперимента» Государственной фармакопеи Российской Федерации XIV издания [4] с помощью программы Microsoft Excel 2016. Все признаки апробированы согласно ОФС.1.1.0012.15 «Валидация анали-тических методик» Государственной фармакопеи Российской Федерации XIV издания [4] по показателям, применимым для морфолого-анатомического анализа, а именно - «Правильность», «Прецизионность», «Устойчивость». Результаты исследования Для отличия близкородственных видов семейства Asteraceae в ряде случаев в фундаментальной ботанике используют значение числа трубчатых и ложноязычковых цветков в элементарных соцветиях корзинка. Данный признак не используется для диагностики видов рода Achillea в фармакопейном анализе, однако применяется в процессе таксономического определения вида в общей ботанике [1, 6, 8]. В целях изучения диагностичности указанного признака с достоверно известных особей трёх видов - тысячелистника обыкновенного, тысячелистника хрящеватого и тысячелистника благородного - отбирались соцветия корзинка каждого вида в числе 10 штук. Каждое соцветие препарировалось. Число трубчатых и ложноязычковых цветков подсчитывалось вручную. На рис. 1 показана выборка из 5 наиболее диагностичных примеров каждого вида. В целом встречаемость цветков в элементарном соцветии нестабильна и может колебаться на одной особи тысячелистника обыкновенного от 10 до 15 цветков в корзинке. Поэтому среднее значение количества цветков в элементарном соцветии корзинка является более устойчивым признаком, чем номинальная совокупность цветков в элементарном соцветии. Рис. 1. Статистическая обработка признака «Количество цветков в элементарном соцветии корзинка» (слева - корзинка, справа - цветки из неё): А - тысячелистник обыкновенный; Б - тысячелистник хрящеватый; В - тысячелистник благородный Полученные данные выборки по каждому виду подвергали статистической обработке с определением среднего числа цветков и стандартного отклонения выборки. Результаты определения средних чисел встречаемости представлены в гистограмме (рис. 2) и других показателях корреляции (табл. 1-3). Таблица 1. Метрологические характеристики признака «Количество цветков в элементарном соцветии корзинка» в траве тысячелистника обыкновенного № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 n 15 10 12 14 12 10 15 13 11 12 Образец f Xср S P, % t (P,f) ΔX E, % Количество цветков в элементарном соцветии корзинка 10 12,40 1,84 95 2,23 ±1,3135 ±10,59 Таблица 2. Метрологические характеристики признака «Количество цветков в элементарном соцветии корзинка» в траве тысячелистника хрящеватого № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 n 18 11 20 21 19 15 18 20 17 20 Образец f Xср S P,% t (P,f) ΔX E,% Количество цветков в элементарном соцветии корзинка 10 17,90 3,00 95 2,23 ±2,1427 ±11,97 Таблица 3. Метрологические характеристики признака «Количество цветков в элементарном соцветии корзинка» в траве тысячелистника благородного № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 n 14 15 16 13 14 17 15 16 14 16 Образец f Xср S P,% t (P,f) ΔX E,% Количество цветков в элементарном соцветии корзинка 10 15,00 1,25 95 2,23 ±0,8913 ±5,94 Обсуждение результатов исследования На гистограмме видно (рис. 2), что среднее число цветков в элементарном соцветии корзинка у сравниваемых видов отличается. При этом наименьшее значение среднего числа отмечено у фармакопейного вида - тысячелистника обыкновенного. Выявлена значительная разница между показателями средних величин количества цветков тысячелистника обыкновенного от тысячелистника хрящеватого на 5 и тысячелистника благородного на 3, что позволяет использовать данный признак в качестве одного из диагностически значимых. Рис. 2. Гистограмма сравнения признака «Среднее количество цветков в соцветии корзинка» некоторых видов рода Achillea Отдельно необходимо выделить особенность строения листовой пластинки, характерную для большинства видов рода Achillea и заключающуюся в наличии «хрящевидных остроконечий» на сегментах перисторассечённого листа (тысячелистник обыкновенный, тысячелистник благородный) или на дважды пильчатом крае цельной листовой пластинки (тысячелистник хрящеватый). Указанная особенность используется в фармакопеях разных стран как один из отличительных признаков некоторых видов тысячелистников [2, 3, 5, 9-11]. Однако в отечественной фармакопее данный признак не представлен [4]. Необходимо отметить, что в ряде зарубежных фармакопей, в частности, Американской травяной фармакопее, хрящевидное остроконечие (шипик) описан как в морфологическом, так и в гистологическом анализе сырья [9]. В эксперименте нами проанализировано диагностическое значение хрящевидного остроконечия (шипика) для выбранных видов - тысячелистника обыкновенного, тысячелистника хрящеватого и тысячелистника благородного. В целях анализа структуры и морфологии шипиков сравниваемых видов использовалась поляризационная микроскопия. Для детального сравнения шипиков изучали их длину и ширину (табл. 4), а также форму или очертание. Поляризация через волновую пластинку λ позволила выявить неоднородную плотность шипиков сравниваемых видов. Более плотные клетки расположены по центру шипика. Обработка микропрепаратов 10% раствором сернокислого анилина не позволила выявить лигнификацию клеток шипика (рис. 3). Рис. 3. Статистическая обработка признака «Длина и ширина шипика листа»: А - тысячелистник обыкновенный; Б - тысячелистник хрящеватый; В - тысячелистник благородный. 1 - шипик листа (×100); 2 - шипик листа при изменении угла поворота на 180° (×100); 3 - шипик листа при рассмотрении через волновую пластину λ (×100); 4 - шипик листа (×400); 5 - определение формы, длины и ширины шипика листа (×400). Сравнительные данные очертания и размеров шипиков сравниваемых видов представлены в табл. 4, а также на гистограмме сравнения размеров шипиков (рис. 4). Из анализа гистограммы сравнения длины и ширины шипиков становится очевидно, что в основной массе шипики у тысячелистника обыкновенного крупнее прочих видов как по длине, так и по ширине. Наименьший размер шипика в группе видов сравнения имеет тысячелистник благородный. Рассматривая форму и размер шипика, нам представляется, что диагностическим признаком может служить скорее форма шипика, нежели его размер, так как последний в значительной степени привязан к экологическим условиям обитания. Шипик тысячелистника обыкновенного треугольной или клиновидной формы, является прямым продолжением сегмента перистого листа, как правило, без видимых отступов. Тысячелистник благородный, наиболее схожий с тысячелистником обыкновенным по габитусу, имеет иную структуру шипика. Сам шипик имеет остротрапециевидную форму. Его основание у́же сегмента листа, что визуально похоже на «прищипнутый» край. Тысячелистник хрящеватый в сравнительном плане имеет цельную листовую пластинку, ввиду чего менее вероятен как примесный вид, однако в измельчённом сырье возможен и диагностируется по особой когтевидной (изогнутой) форме шипика, расположенного на дважды пильчатом крае листовой пластинки. Гистологически он схож с шипиками сравниваемых видов, но имеет загнутую, напоминающую коготь форму. Заключение Таким образом, в результате проведенного морфолого-анатомического анализа проведена статистическая обработка и определены параметры следующих признаков: «Количество цветков в элементарном соцветии корзинка»: среднее количество цветков в элементарном соцветии корзинка должно - не менее 12 и не более 15; «Длина и ширина шипиков листьев»: длина от центра основания до вершины шипика варьирует от 62,9±0,1 мкм до 63,4±0,1 мкм, ширина в основании шипика варьирует от 54,6±0,2 мкм до 55,0±0,2 мкм, форма клиновидная. Научно обоснована целесообразность определения диагностически значимых признаков травы видов рода Тысячелистник с применением статистических методов. Таблица 4. Общая таблица сравнения форм, ширины и длины шипиков листьев некоторых видов рода Achillea Вид Длина от центра основания до вершины шипика, мкм Ширина в основании шипика, мкм Форма-схема Описание формы Тысячелистник обыкновенный 66,1±0,1 52,8±0,19 Клиновидная Тысячелистник хрящеватый 40,8±0,13 30,6±0,12 Когтевидная Тысячелистник благородный 19,4±0,13 15,8±0,16 Остротрапециевидная Рис. 4. Гистограмма сравнения признака «Длина и ширина шипиков листьев» некоторых видов рода Achillea

Об авторах

Анастасия Игоревна Васькова

Самарский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
аспирант кафедры фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России Россия, Самара, 443099, ул. Чапаевская, 89

Виталий Михайлович Рыжов

Самарский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России Россия, Самара, 443099, ул. Чапаевская, 89

Владимир Александрович Куркин

Самарский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
доктор фармацевтических наук, профессор, заведующий кафедрой фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России Россия, Самара, 443099, ул. Чапаевская, 89

Евгений Сергеевич Корчиков

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева

Email: email@example.com
кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии, ботаники и охраны природы Самарского государственного университета Россия, Самара, 443086, Московское шоссе, 34

Любовь Владимировна Тарасенко

Самарский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
ассистент кафедры фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России Россия, Самара, 443099, ул. Чапаевская, 89

Список литературы

Дополнительные файлы