THE RELEVANCE OF USE OF POLYGONATUM OFFICINALE ALL ROOTS IN THE PHARMACEUTICAL INDUSTRY
- Authors: Makarova D.Y.1, Kaukhova I.E1, Novikova E.K1
-
Affiliations:
- Saint-Petersburg State Chemical Pharmaceutical University
- Issue: Vol 24, No 4 (2025)
- Pages: 201-207
- Section: Pharmaceutical Sciences: Original Articles
- URL: https://ogarev-online.ru/2225-6016/article/view/368251
- DOI: https://doi.org/10.37903/vsgma.2025.4.25
- EDN: https://elibrary.ru/NVQKRZ
- ID: 368251
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
Введение Расширение возможностей по разработке лекарственных средств, обладающих высокой эффективностью, является приоритетным направлением фармацевтической промышленности страны [3, 10]. Решение задач данного направления невозможно без проведения исследований по поиску новых активных субстанций [3]. Лекарственные растения представляют собой важный источник получения биологически активных веществ. Применение лекарственных средств растительного происхождения для профилактики и лечения различных заболеваний имеет преимущества по сравнению с продуктами химического синтеза, опирается на многовековую историю и требует актуализации исследований посредством изучения новых видов растений, среди которых следует выделить корни купены лекарственной [2, 4, 6, 8, 11, 24]. Купена лекарственная, или Купена душистая или Купена аптечная (Polygonatum odoratum (Mill.) Druce, or Polygonarum officinale All.) представляет собой многолетнее травянистое растение, которое принадлежит согласно литературным данным к семейству Лилейные (Liliaceae) [1, 6, 9, 14, 15, 22], или Спаржевые (Asparagaceae) [19, 23, 34, 35]. Купена лекарственная распространяется в регионах Северного полушария. Данное растительное сырье используется более 2000 лет во многих ботанических и медицинских целях: традиционно в Китае употребляется как в качестве функционального продукта питания, так и лекарственного средства, предотвращая нарушения обмена веществ и сердечно-сосудистые заболевания и обладая антиоксидантными и иммуномодулирующими свойствами [6, 14, 34]; в других азиатских странах (Япония, Иран, Пакистан, Вьетнам, Индия) находит применение в качестве питательного тонизирующего средства [6, 14, 25, 34]; в США используется в основном как приправа [14, 25]. В настоящее время проводятся глубокие систематические исследования по изучению химического состава и фармакологических свойств биологически активных веществ корней купены лекарственной. К наиболее значимым соединениям указанного растительного сырья относят полисахариды, сапонины и флавоноиды [6, 9, 14, 19, 23, 24, 31, 34]. Высокая фармакологическая активность отдельных групп биологически активных веществ, выделяемых из растительного сырья, с каждым годом привлекает все большое внимание российских ученых [2, 11]. Представленный выше материал свидетельствует об актуальности выбранной тематики работы и определяет цель настоящего исследования. Цель исследования - теоретическое обоснование использования биологически активных веществ корней купены лекарственной в качестве субстанций растительного происхождения в фармацевтической отрасли. Методика В ходе исследования применялся научно-теоретический анализ отечественной и зарубежной литературы о химическом составе и фармакологической активности корней купены лекарственной (Polygonatum officinale All.). Поиск источников информации осуществляли в базах eLibrary, КиберЛенинка, Google Scholar, ScienceDirect и PubMed. Результаты исследования В исследовании корни купены лекарственной предлагается представить с помощью ботанической характеристики и биологически активных веществ и их свойств (полисахаридов, флавоноидов и сапонинов). На рис. 1 представлены высушенные корни купены лекарственной [6]. Рис. 1. Высушенные корни купены лекарственной Ботанические особенности корней купены лекарственной характеризуются наличием корня с толстым горизонтальным корневищем диаметром до одного сантиметра, который располагается под землей и имеет округлые веточные рубцы с многочисленными пучками листовых следов [1, 5, 12]. Как правило, цветение происходит в мае и июне, сбор корней осуществляется в середине осени [29]. Полисахариды выступают в качестве основного компонента в сырье [5, 9, 18]. По мнению некоторых исследователей полисахариды из корней купены лекарственной могут обладать широким спектром фармакологического действия в зависимости от технологии, растворителя и очистки (табл. 1) [7, 15, 20, 22, 32, 35]. Таблица 1. Исследования по изучению фармакологического действия групп полисахаридов, выделенных из корней купены лекарственной Полисахариды Фармакологическое действие Ссылка Щелочнорастворимые полисахариды Антимикробное Антиоксидантное [15] Нейтральные полисахариды Иммуномодулирующее [35] Ферментированные с помощью целлюлазы полисахариды Антиоксидантное Иммуномодулирующая [22] Ферментированные с помощью Bacillus subtilis полисахариды Антиоксидантное Иммуномодулирующее Пробиотическое [20] Полисахаридный комплекс Антиоксидантное [32] В работе, посвященной изучению щелочнорастворимых полисахаридов, сделан вывод об их структуре и фармакологической активности: щелочерастворимые полисахариды состоят из следующих моносахаридных остатков: рамнозы, маннозы, ксилозы и арабинозы и проявляют антиоксидантную и противомикробную активность в отношении Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis и Escherichia coli [15]. В исследовании по изучению фруктанов, выделенных из корней купены лекарственной, отмечается, что полисахариды проявляют антиоксидантное действие и иммуномодулирующую активность в отношении жизнеспособности клеток и продукции IL-6 макрофагами RAW 264.7 [35]. В научных трудах по выделению полисахаридов с помощью ферментов целлюлазы или Bacillus subtilis подтверждается увеличение иммунной способности макрофагов RAW 264.7 и проявление антиоксидантной активности [20, 22]. Кроме того, ферментированные с помощью Bacillus subtilis полисахариды могут проявлять пробиотическую активность [20]. Также выделенный с помощью ультразвука полисахаридный комплекс способствует очистки от радикалов DPPH и OH [32]. Таким образом, согласно литературным данным, полисахариды корней купены лекарственной способны проявлять иммуномодулирующую, антиоксидантную, пробиотическую и противомикробную активность. Наличие в составе корней купены лекарственной флавоноидов значительно расширяет ее возможности применения как источника биологически активных веществ. При чем, в их составе содержится достаточно специфичный и редко встречающийся подкласс - гомоизофлавононы, представляющий собой кислородсодержащие гетероциклические соединения. Ряд авторов указывает на различную фармакологическую активность гомоизофлавононов (табл. 2) [17, 26, 28]. Таблица 2. Выявленные гомоизофлавононы в корнях купены лекарственной и их фармакологическое действие Гомоизофлавононы Фармакологический эффект 3-(4′-гидрокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6-метил-8-метокси-хроман-4-он Антиоксидантный [28] Противодиабетический [17] Противобактериальный [26] 3-(4′-гидрокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6,8-диметил-хроман-4-он Противодиабетический [17] Противобактериальный [26] 3-(4′-метокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6-метил-8-метокси-хроман-4-он Противодиабетический [17] Противобактериальный [26] 3-(4′-гидрокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6-метил-хроман-4-он Противобактериальный [26] В работе по изучению 3-(4′-гидрокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6-метил-8-метокси-хроман-4-она обнаружено, что данный гомоизофлавонон обладает антиоксидантной активностью в отношении радикала DPPH, но не оказывает существенного влияния на гидроксильный радикал [28]. Согласно исследованиям, такие гомоизофлавононы как 3-(4′-гидрокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6-метил-8-метокси-хроман-4-он, 3-(4′-гидрокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6,8-диметил-хроман-4-он и 3-(4′-метокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6-метил-8-метокси-хроман-4-он уменьшают образование конечных продуктов гликирования, что может быть использовано для создания растительного препарата для снижений последствий сахарного диабета [17]. В научных трудах отмечается, что 3-(4′-метокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6-метил-8-метокси-хроман-4-он, 3-(4′-гидрокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6,8-диметил-хроман-4-он, 3-(4′-гидрокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6-метил-8-метокси-хроман-4-он и 3-(4′-гидрокси-бензил)-5,7-дигидрокси-6-метил-хроман-4-он могут противо-действовать росту бактерий [26]. Таким образом, гомоизофлавононы, находящихся в составе корней купены лекарственной, обладают различными видами воздействия на организм человека: антиоксидантное, противодиабетическое, противобактериальное. Отмечено содержание сапонинов в растительном сырье корней купены лекарственной [13, 14, 16, 21, 27, 30, 33]. В зависимости от химического строения агликона сапонины купены делятся на тритерпеновые и стероидные. Важная роль сапонинов корней купены лекарственной для организма человека состоит в проявлении прокоагулятных свойств [30], подавлении роста бактерий [27] и уменьшении действия на активность панкреатической липазы [33]. Кроме того, ряд сапонинов может выступать в качестве иммуномодуляторов, стимулируя пролиферацию лимфоцитов [21]. Также они действенны в отношении бактериальной и грибковой инфекций, что подтверждается рядом научных работ [13, 27]. Нельзя не отметить, что ряд сапонинов могут оказывать влияние на эндокринную систему, тем самым обеспечивая нормализацию обменных процессов и физиологическое восстановление [16, 33]. Как итог, изучение и выделение суммы сапонинов из растительного сырья дает возможность в перспективе разработать лекарственное средство, обладающее рядом ценных свойств. Заключение В результате проведенного научно-теоретического анализа специальной литературы показано разнообразие химического состава корней купены лекарственной (полисахариды, флавоноиды и сапонины) и перспективность использования сырья в фармацевтической отрасли. Таким образом, исследования по разработке технологии выделения фитосубстанций и создания лекарственных препаратов являются актуальным направлением в развитии фармацевтической промышленности.About the authors
D. Yu Makarova
Saint-Petersburg State Chemical Pharmaceutical University
Email: makarova.darya@spcpu.ru
аспирант кафедры промышленной технологии лекарственных препаратов им. Юрия Карловича Сандера, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Минздрава России 14А, Professor Popov St., 197022, Saint Petersburg, Russia
I. E Kaukhova
Saint-Petersburg State Chemical Pharmaceutical University
Email: irina.kaukhova@pharminnotech.com
профессор, доктор фармацевтических наук, профессор кафедры промышленной технологии лекарственных препаратов им. Юрия Карловича Сандера, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Минздрава России 14А, Professor Popov St., 197022, Saint Petersburg, Russia
E. K Novikova
Saint-Petersburg State Chemical Pharmaceutical University
Email: ekaterina.krasova@pharminnotech.com
кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры промышленной технологии лекарственных препаратов им. Юрия Карловича Сандера, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Минздрава России 14А, Professor Popov St., 197022, Saint Petersburg, Russia
References
- Белов П.М. Анатомическое изучение подземных органов купены лекарственной, произрастающей на Северном Кавказе // Бюллетень Северного государственного медицинского университета. - 2010. - № 1(24). - С. 255-256. @@ Belov P.M. Bjulleten' Severnogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta. Bulletin of the Northern State Medical University. - 2010. - N1(24). - P. 255-256. (in Russian)
- Бойко Н.Н., Бондарев А.В., Жилякова Е.Т. и др. Фитопрепараты, анализ фармацевтического рынка Российской Федерации // Научный результат. Медицина и фармация. - 2017. - Т.3, №4. - С. 30-38. @@ Boyko N.N., Bondarev A.V., Zhilyakova E.T. i dr. Nauchnyj rezul'tat. Medicina i farmacija. Research result. Medicine and pharmacy. - 2017. - V.3, N4. - P. 30-38. (in Russian)
- Китаева Л.В., Романенко Г.И. Приоритеты современной государственной политики в российской фармацевтической отрасли // Управление экономическими системами: электронный научный журнал. - 2016. - № 12(94). - С. 6. @@ Kitaeva L.V., Romanenko G.I. Upravlenie jekonomicheskimi sistemami: jelektronnyj nauchnyj zhurnal. Regional economics and management: electronic scientific journal. - 2016. - N12(94). - P. 6. (in Russian)
- Корнопольцева Т.В., Петунова А.А., Ботоева Е.А., Петров Е.В. Новое лекарственное средство «Пентафитон» и его адаптогенная активность // Биофармацевтический журнал. - 2020. - Т.12, №1. - С. 31-35. @@ Kornopoltseva T.V., Petunova A.A., Botoeva E.A., Petrov E.V. Biofarmacevticheskij zhurnal.Russian Journal of Biopharmaceuticals. - 2020. - V.12, N1. - P. 31-35. (in Russian)
- Любарский Е. Л. О распределении и динамике запасных углеводов в корневище купены лекарственной // Лесные биологически активные ресурсы (березовый сок. живица, эфирные масла, пищевые, технические и лекарственные растения): материалы Третьей международной конференции. - Хабаровск, 2007. - С. 249-253. @@ Liubarski E.L. Lesnye biologicheski aktivnye resursy (berezovyj sok. zhivica, jefirnye masla, pishhevye, tehnicheskie i lekarstvennye rastenija): materialy Tret'ej mezhdunarodnoj konferencii. Forest biologically active resources (birch sap. resin, essential oils, food, technical and medicinal plants): materials of the Third International Conference - Khabarovsk, 2007. - P. 249-253. (in Russian)
- Макарова Д. Ю. Перспективы использования корней купены лекарственной // Молодая фармация - потенциал будущего: Материалы XIII Всероссийской научной конференции школьников, студентов и аспирантов с международным участием. - Санкт-Петербург, 2023. - С. 1095-1098. @@ Makarova D.Yu. Molodaja farmacija - potencial budushhego: Materialy XIII Vserossijskoj nauchnoj konferencii shkol'nikov, studentov i aspirantov s mezhdunarodnym uchastiem. Young Pharmacy - Potential of the Future: Materials of the XIII All-Russian Scientific Conference of Schoolchildren, Students and Postgraduates with International Participation. - Saint Petersburg, 2023. - P. 1095-1098. (in Russian)
- Макарова Д.Ю., Каухова И.Е., Новикова Е.К. Особенности технологии выделения растительных полисахаридов // Сандеровские чтения: Сборник материалов конференции, посвященной памяти выдающегося отечественного ученого в области технологии лекарств Юрия Карловича Сандера. - Санкт-Петербург, 2025. - С. 333-334. @@ Makarova D.Yu., Kaukhova I.E., Novikova E.K. Sanderovskie chtenija: Sbornik materialov konferencii, posvjashhennoj pamjati vydajushhegosja otechestvennogo uchenogo v oblasti tehnologii lekarstv Jurija Karlovicha Sandera. Sanderovsky readings: Conference proceedings, published memory of the scientific researcher in the field of medical technology by Yuri Karlovich Sander. - Saint Peterburg, 2025. - P. 333-334. (in Russian)
- Макарова Д. Ю., Новикова Е.К. Купена лекарственная как перспективное растительное сырье для разработки фитосубстанции // Сандеровские чтения: Сборник материалов конференции, посвященной памяти выдающегося отечественного ученого в области технологии лекарств Юрия Карловича Сандера. - Санкт-Петербург, 2023. - С. 195-197. @@ Makarova D.Yu, Novikova E.K. Sanderovskie chtenija: Sbornik materialov konferencii, posvjashhennoj pamjati vydajushhegosja otechestvennogo uchenogo v oblasti tehnologii lekarstv Jurija Karlovicha Sandera. Sanderovsky readings: Conference proceedings, published memory of the scientific researcher in the field of medical technology by Yuri Karlovich Sander. - Saint Peterburg, 2023. - P. 195-197. (in Russian) Ren Z. et al. Dioscin suppresses hepatocellular carcinoma tumor growth by inducing apoptosis and regulation of TP53, BAX, BCL2 and cleaved CASP3 // Phytomedicine. - 2016. - V.23, N12. - P. 1329-1336.
- Макарова Д.Ю., Новикова Е.К., Александрова Л.Ю. Методология поверхности отклика в количественном определении полисахаридов в корнях купены лекарственной // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. - 2023. - Т. 22, № 4. - С. 208-213. @@ Makarova D.Yu., Novikova E.K., Alexandrova L.Yu. Vestnik Smolenskoy gosudarstvennoy medicinskoy akademii. Vestnik of the Smolensk State Medical Academy. - 2023. - V.22, N4. - P. 208-213. (in Russian)
- Рослякова Е.А. Приоритетные цели и основные тенденции развития взаимодействия промышленной и торговой политики фармацевтической отрасли // Вестник НГИЭИ. - 2021. - №7(122). - С. 93-110. @@ Roslyakova E.A. Vestnik NGIEI. Bulletin NGIEI. - 2021. - N7(122). - P. 93-110. (in Russian)
- Самбукова Т.В., Овчинников Б.В., Ганапольский В.П. и др. Перспективы использования фитопрепаратов в современной фармакологии // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2017. - Т.15, №2. - С. 56-63. @@ Sambukova T.V., Ovchinnikov B.V., Ganapol'sky V.P. i dr. Obzory po klinicheskoj farmakologii i lekarstvennoj terapii. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. - 2017. - V.15, N2. - P. 56-63. (in Russian)
- Стремская Д.С., Никитина А.С. Морфолого-анатомическое исследование диагностических признаков корневища купены лекарственной // Молодые ученые и фармация XXI века: сборник научных трудов третьей научно-практической конференции с международным участием. - Москва, 2015. - С. 370-373. @@ Stremskaya D.S., Nikitina A.S. Molodye uchenye i farmacija XXI veka: sbornik nauchnyh trudov tret'ej nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Young scientists and pharmacy of the 21st century: collection of scientific papers of the third scientific and practical conference with international participation - Moscow, 2015. - P. 370-373. (in Russian)
- Bai H., Li W., Zhao H. et al. Isolation and structural elucidation of novel cholestane glycosides and spirostane saponins from Polygonatum odoratum // Steroids. - 2014. - V.80. - P. 7-14.
- Bi J., Fang H., Zhang J. et al. A review on the application, phytochemistry and pharmacology of Polygonatum odoratum, an edible medicinal plant // Journal of Future Foods. - 2023. - V.3, N3. - P. 240-251.
- Chen Y., Yin L., Zhang X. et al. Optimization of alkaline extraction and bioactivities of polysaccharides from rhizome of Polygonatum odoratum // BioMed Research International. - 2014. - V.2014, N1- 504896.
- Deng Y., He K., Ye X. et al. Saponin rich fractions from Polygonatum odoratum (Mill.) Druce with more potential hypoglycemic effects // Journal of Ethnopharmacology. - 2012. - V.141, N1. - P. 228-233.
- Dong W., Shi H.B., Ma H. et al. Homoisoflavanones from Polygonatum odoratum rhizomes inhibit advanced glycation end product formation // Archives of Pharmacal Research. - 2010. - V.33. - P. 669-674.
- Lan G., Chen H., Wang Z. et al. Extraction of Polygonatum odoratum polysaccharides using response surface methodology and preparation of a compound beverage // Carbohydrate Polymers. - 2011. - V.86, N3. - P. 1175-1180.
- Li J., Hsiung S.-Y., Kao M.-R. et al. Structural compositions and biological activities of cell wall polysaccharides in the rhizome, stem, and leaf of Polygonatum odoratum (Mill.) Druce // Carbohydrate Research. - 2022. - V.521. - 108662.
- Li Y., Liu Y., Liu M. et al. Polygonatum odoratum fermented polysaccharides enhance the immunity of mice by increasing their antioxidant ability and improving the intestinal flora // Food Bioscience. - 2024. - V.58. - 103650.
- Lin H.W., Han G.Y., Liao S.X. Studies on the active constituents of the Chinese traditional medicine Polygonatum odoratum (Mill.) Druce // Acta Pharmaceutica Sinica. - 1994. - V.29, N3. - P. 215-222.
- Liu X., Zhang M. Guo K. et al. Cellulase-assisted extraction, characterization, and bioactivity of polysaccharides from Polygonatum odoratum // International Journal of Biological Macromolecules. - 2015. - V.75. - P. 258-265.
- Luo L., Qiu Y., Gong L. et al. A Review of Polygonatum Mill. Genus: Its Taxonomy, Chemical Constituents, and Pharmacological Effect Due to Processing Changes // Molecules. - 2022. - V.27, N15. - 4821.
- Quan L.-T., Wang S.-C., Zhang J. Chemical constituents from Polygonatum odoratum // Biochemical Systematics and Ecology - 2015. - V.58. - P. 281-284.
- Rafi M.M., Vastano B.C. Identification of a structure specific Bcl-2 phosphorylating homoisoflavone molecule from Vietnamese coriander (Polygonatum odoratum) that induces apoptosis and G2/M cell cycle arrest in breast cancer cell lines // Food Chemistry. - 2007. - V.104, N1. - P. 332-340.
- Wang D., Li D., Zhu W., Peng P. A new C-methylated homoisoflavanone and triterpenoid from the rhizomes of Polygonatum odoratum // Natural Product Research: Formerly Natural Product Letters. - 2009. - V.23, N6. - P. 580-589.
- Wang D., Li D., Zhu W., Zhang J., Peng P. Steroidal saponins from the rhizomes of Polygonatum odoratum // Natural Product Research: Formerly Natural Product Letters. - 2009. - V.23, N10. - P. 940-947.
- Wang D., Zeng L., Li D., Pu W. Antioxidant activities of different extracts and homoisoflavanones isolated from the Polygonatum odoratum // Natural Product Research: Formerly Natural Product Letters. - 2013. - V.27, N12. - P. 1111-1114.
- Yuan Q., Han Y., Huang J., Liu X. Seasonal variation of nutritional and bioactive constituents in Polygonatum odoratum // Journal of Food Composition and Analysis. - 2023. - V.124. - 105655.
- Zhang H., Chen L., Kou J.-P. et al. Steroidal sapogenins and glycosides from the fibrous roots of Polygonatum odoratum with inhibitory effect on tissue factor (TF) procoagulant activity // Steroids. - 2014. - V.89. - P. 1-10.
- Zhang Y., Li X., Yu D. et al. Botany, chemistry, bio-activity, and application of Polygonatum odoratum (Mill.) Druce: a comprehensive review // Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. - 2025. - URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00210-025-04210-y (дата обращения: 29.06.2025).
- Zhang Y., Zhang Y., Chen J. Optimization of Extraction Process and Vitro Antioxidant Activity of Total Polysaccharides from Polygonatum odoratum // Journal of Jishou University (Natural Sciences Edition). - 2024. - V.45, N6. - P. 37-43.
- Zhao D., Yan J., Shi X. et al. Steroidal saponins from the roots of Polygonatum odoratum and their inhibitory effects against pancreatic lipase // Phytochemistry Letters. - 2023. - V.53. - P. 202-210.
- Zhao P., Zhao C., Li X. et al. The genus Polygonatum: A review of ethnopharmacology, phytochemistry and pharmacology // Journal of Ethnopharmacology. - 2018. - V.214 - P. 274-291.
- Zhao P., Zhou H., Zhao C. et al. Purification, characterization and immunomodulatory activity of fructans from Polygonatum odoratum and P. cyrtonema // Carbohydrate Polymers. - 2019. - V.214. - P. 44-52.
Supplementary files


