PECULIARITIES OF FLAVONOID COMPOUNDS ACCUMULATION IN MEDICINAL PLANT RAW MATERIALS OF SYNANTHROPIC FLORA OF CENTRAL CHERNOZEM

Full Text

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.

About the authors

N. A Dyakova

Voronezh State University

Email: ninochka_v89@mail.ru
доктор фармацевтических наук, доцент, доцент кафедры фармацевтической химии и фармацевтической технологии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет» 1, University Square, 394006, Voronezh, Russia

References

Supplementary files