CC BY
133
УДК 577.13:582.661.15
ФЛАВОНОИДЫ МАРИ БЕЛОЙ (CHENOPODIUM ALBUM L.), ПРОИЗРАСТАЮЩЕЙ В СИБИРИ
© Г.И. Высочина , Т.М. Шалдаева, О.В. Коцупий, Е.П. Храмова
Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, ул. Золотодолинская,
101, Новосибирск, 630090 (Россия) E-mail: vysochina@csbg.ncs.ru
Определено содержание флавоноидов в надземной части растений мари белой - Chenopodium album L. (Chenopodiaceae) из различных регионов Сибири. Наибольшее количество обнаружено в образцах из Магаданской области (4,01; 3,60; 3,05%) и Бурятии (3,96%) сентябрьского срока сбора.
Методом ВЭЖХ установлен состав агликонов флавоноидов в растениях мари белой из Томска. Это флавонолы кверцетин (главный компонент) и кемпферол. По данным двумерной хроматографии на бумаге в листьях мари белой обнаружены 8 гликозидов, в основном производных кверцетина, по результатам ВЭЖХ - не менее 13.
Растения Ch. album представляют интерес как источник флавоноидов.
Ключевые слова: Chenopodium album, флавоноиды, гликозиды, кверцетин, кемпферол, двумерная хроматография, ВЭЖХ.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант №07-04-01414).
Введение
Флавоноидосодержащие растения привлекают внимание исследователей вследствие их перспективности в получении лекарственных препаратов широкого спектра действия. Это ценные противовоспалительные, капилляроукрепляющие, желчегонные, противолучевые, противоопухолевые, иммуномодулирующие, антимикробные и иные лечебные средства [1-5]. В последние десятилетия особый интерес вызывают антиокси-дантное действие флавоноидов, их способность купировать свободные радикалы, являющиеся причиной возникновения у человека многих тяжелых патологий, и выводить их из организма [6-8].
Настоящая работа посвящена изучению флавоноидов широко распространенного вида рода Chenopodium L. (Chenopodiaceae) - Ch. album L. (мари белой). Это однолетний однодомный яровой сорняк 5-200 см высотой, с прямым простым или ветвистым стеблем и крепким стержневым корнем. Его можно встретить повсюду: по огородам, залежам, у дорог, в посевах. Природные ресурсы Ch. album неисчерпаемы, выращивание также не является проблемой.
Вследствие широкого распространения Ch. album ученые различных стран исследовали состав вторичных метаболитов, в том числе флавоноидов. Из надземной части растений выделены и идентифицированы кемпферол и три его гликозида - 3-О-р-глюкозид, 3-О-р-диглюкозид и 3-О-арабиноглюкозид, а также кверцетин и его 3-О-ксилозилглюкозид [9]. Современными методами идентификации установлено наличие 3,7-дирамнозида кемпферола (кемпферитрина, леспедина) [10]. Сообщается о выделении трех флавоноидов, один из них 3-О-рамноглюкозид кверцетина, два других не идентифицированы [11]. Сведений о содержании и составе флавоноидов Ch. album из регионов Сибири нам обнаружить не удалось.
В аридных регионах Сибири виды рода Chenopodium, в том числе и Oh. album, используют в качестве топлива, сырья для красителей и поташа, употребляют также как кормовые растения и в пищу [12]. Растения Ch. album содержат разнообразные и значительные количества питательных веществ, а именно: липидов, жирных кислот и каротина [13], витамина С (155 мг/100 г), жирных кислот (45,33%), каротиноидов (12,5 мг/100 г), щавелевой кислоты, минеральных элементов (Na, K, Ca, Mg, P, Fe, Cu, Zn и Mn) [14].
* Автор, с которым следует вести переписку.
Ch. album - это лекарственное (народная медицина), техническое, кормовое и пищевое растение [15]. Восточная медицина Тибета, Индии, Китая, а также латиноамериканская и европейская народная медицина широко применяют его как антигельминтное, антиканцерогенное, противовирусное, биоцидное, протистоцидное, фунгицидное, тонизирующее, диуретическое, гипотензивное средство, а также при желудочно-кишечных расстройствах, туберкулезе легких, бронхитах, болезнях печени и селезенки, гастрите, язвенной болезни, диарее, артритах, кожных заболеваниях [12, 16-18]. В настоящее время стало очевидным, что многие из указанных возможностей лечебного применения видов мари обусловлены наличием в них флавоноидов [19-21]. Именно с флавоноидами связывают гипотензивный эффект Ch. album и еще 3 видов Chenopodium, содержащих кемпфе-ритрин (леспедин) [10], противовоспалительное, анальгезирующее, диуретическое и прочее действие двух видов Chenopodium, из которых были выделены новый гликозид 3-0-(2-р-Э-глюкопиранозил)-а-Ь-рамнопиранозид-7-0-а-Ь-рамнопиранозид кемпферола и 8 известных флавоноидов [22].
Экспериментальная часть
Сырьем для проведения исследований служили растения Ch. album из различных регионов Сибири, собранные в разные годы во время экспедиционных поездок. Изучали преимущественно листья, составляющие основную массу мари белой, в двух образцах - и листья, и цветки. В ряде случаев брали гербарный материал (отмечен в таблице буквой Г).
Количественное определение флавоноидов проводили по методике, основанной на методе В.В. Беликова, в котором использована реакция комплексообразования флавоноидов с хлоридом алюминия [23].
Спектрофотометрическое определение суммарного содержания флавоноидов в листьях проводили следующим образом. Точную навеску воздушно-сухого сырья (около 0,5 г), измельченного и просеянного через сито с отверстиями диаметром 1 мм, помещали в колбу вместимостью 100 мл и проводили исчерпывающую экстракцию 70%-ным этиловым спиртом, контролируя полноту экстракции реакцией 5%-ным раствором NaOH (до исчезновения желтой окраски), измеряли объем профильтрованного объединенного экстракта. Далее в мерную пробирку вносили 0,1 мл экстракта, приливали 0,2 мл 2%-ного раствора AlCl3 в 96%-ном этиловом спирте и доводили объем до 5 мл этанолом такой же концентрации. В контрольном варианте к
0,1 мл экстракта приливали 1-2 капли 30%-ной уксусной кислоты и далее доводили объем до 5 мл. Растворы перемешивали и через 40 мин измеряли оптическую плотность раствора с хлоридом алюминия на спектрофотометре СФ-26 при 415 нм в кювете с толщиной слоя 1 см, используя для сравнения раствор с кислотой.
Суммарное содержание флавоноидов (в % от массы воздушно-сухого сырья) определяли как Х (%) = Y-V1-V2-100/M-V3-106, где Y - содержание флавоноидов в 1 мл испытываемого раствора, найденное по калибровочному графику, построенному по рутину, мкг; V1 - объем экстракта, мл; V2 - объем разведения, мл; V3 - объем экстракта, взятый для анализа, мл; М - масса воздушно-сухого сырья, г. Ошибка определения составляет ± 0,4%.
Для определения качественного состава флавоноидов в водно-спиртовых экстрактах использовали двумерную хроматографию на бумаге [24] и метод ВЭЖХ [25].
На бумаге хроматографировали в системах растворителей: изопропиловый спирт - муравьиная кислота -вода (2 : 5 : 5) (I направление) и н-бутиловый спирт - уксусная кислота - вода (40 : 12 : 28) (II направление). Бумага марки FN15. Агликоны флавоноловых гликозидов, представленных на двумерной хроматограмме, устанавливали путем сравнения с аутентичными образцами кверцетина и кемпферола.
Анализ ВЭЖХ осуществляли на аналитической ВЭЖХ-системе, состоящей из жидкостного хроматографа «Agilent 1100» с УФ-спектрофотометрическим детектором и системы для сбора и обработки хроматографических данных (Германия). Для получения агликонов проводили кислотный гидролиз - к 0,5 мл водно-этанольного растительного экстракта прибавляли 0,5 мл HCl (2 н) и нагревали на кипящей водяной бане в течение 2 ч. Для очистки проб для ВЭЖХ экстракт или гидролизат разбавляли бидистиллированной водой и пропускали через концентрирующий патрон Диапак С16. Для приготовления стандартных образцов использовали образцы кверцетина и кемпферола производства фирмы «Fluka».
Обсуждение результатов
В таблице представлены результаты определения содержания флавоноидов в образцах листьев Ch. album, собранных в различных регионах Сибири. В августе - сентябре растения мари белой (фаза плодоношения)
характеризуются не только самой большой массой листьев, но и значительной концентрацией флавоноидов в них. Самое высокое содержание флавоноидов обнаружено в Ch. album из Магаданской области (4,01; 3,60; 3,05%) и из Бурятии (3,96%) сентябрьского срока сбора. Растения из других географических регионов (Томск, Республика Тыва, Читинская область) в августе - сентябре также содержали достаточно высокое количество флавоноидов - от 1,5 до 2,0%. В образцах, собранных в июле (фаза цветения), отмечены как достаточно высокие показатели содержания флавоноидов (Новосибирская область - 1,25; 1,55%; Республика Алтай - 1,99%), так и очень низкие (Республика Алтай - 0,39; 0,45%). Растения мари белой майского срока, собранные на приморских скалах острова Шеликан в Магаданской области, содержали в листьях 3,16% исследуемых веществ. Цветки мари белой невзрачные, они составляют незначительную долю в массе целого растения. Содержание флавоноидов в цветках (№6, 7) более высокое по сравнению с листьями (2,09; 2,24%).
Следует отметить, что для лекарственного сырья, содержащего флавоноиды, приводятся следующие количественные показатели: цветки пижмы должны содержать не менее 2,5% флавоноидов, трава зверобоя -не менее 1,5%, листья вахты трехлистной - не менее 1,0%, трава горца птичьего - не менее 0,5% [26]. Следовательно, обильные массивы сорничающего Ch. album могут быть рассмотрены (с учетом экологической чистоты) с позиций возможного использования в качестве дешевого источника этих ценных биологически активных соединений.
Ch. album значительно варьирует в природе, в связи с чем таксономия его достаточно сложна. Однако, как было показано [27], этот вид и его родственные гексаплоидные таксоны характеризуются одним и тем же флавоноидным профилем, что свидетельствует в пользу того, что существует один вид. В этой же работе отмечено, что основными флавоноидами 16 исследованных видов рода Chenopodium, в том числе и Ch. album, были 3-О-гликозиды кверцетина, кемпферола и изорамнетина, причем последние взаимно исключают друг друга.
На рисунке 1 представлена хроматограмма гидролизата этанольного экстракта листьев Ch. album из Томска, полученная методом ВЭЖХ. В составе агликонов флавоноидов два флавонола - кверцетин (Rt=7,6 мин) и кемпферол (Rt=13,8 мин). По величине пиков можно судить о том, что кверцетин в этом образце значительно превалирует. На рисунке 2 изображена хроматограмма этого же этанольного экстракта до гидролиза. Обнаружено не менее 13 флавоноидов, при этом один из компонентов (№7) является основным, 6 веществ (№1, 8-12) - минорные.
Содержание флавоноидов в растениях Chenopodium album L. (в % на массу воздушно-сухого сырья)
№ п/п Место и дата сбора Органы растений Содержание флавоноидов
1. Новосибирская обл., Баганский р-н, д. Грушевка, пустырь, 30.08.03 г. листья 0,54
2. Новосибирск, Первомайский р-н, п. Матвеевка, берег реки, 21.07.07 г. листья 1,55
3. Окр. п. Новый, санаторий «Жемчужина», вдоль дороги, 25.07.07 г. листья 1,25
4. (Г) Томская обл., Томск, ул. Мичурина, вдоль железной дороги, 25.09.99 г. листья 1,93
5. Республика Алтай, Улаганский р-н, окр. с. Чибит, правый берег р. Чуя, 20.07.07 г. листья 0,45
6. Онгудайский р-н, 610-й км от Новосибирска по Чуйскому тракту, обочина, листья 1,99
21.07.07 г. цветки 2,24
7. Онгудайский р-н, перевал Чике-Таман, 21.07.07 г. листья цветки 0,39 2,09
8. (Г) Республика Тыва, Лий-Хемский р-н, Чюкский хр., перевал Веселый, скалы в лесостепном поясе, 26.08.03 г. листья 2,00
9. (Г) Бурятия, Джидинский р-н, оз. Н. Белое, на отходах производства гречихи, 04.09.03 г. листья 3,96
10. (Г) Читинская область, Ононский р-н, оз. Улан-Нур, зап. бер. оз. Барун-Торей, засоление, 11.09.03 г. листья 1,58
11. (Г) Магаданская область, Ольский р-н, мыс Нюклл, 12.09.72 г. листья 3,05
12. Ольский р-н, северо-западный бер. о. Шеликан, приморские скалы, 4.05.05 г. листья 3,16
13. Ольский р-н, п. Арнань, у дороги, 11.09.07 г. листья 3,60
14. Окр. пос. Сокол, обочина шоссе, 4.09.07 г. листья 4,01
15. Среднеканский р-н, п. Семчан, у заброшенного здания, 29.08.07 г. листья 1,63
Примечание: (Г) - гербарный образец.
Рис. 1. Хроматограмма гидролизата экстракта листьев Ch. album (Томск, ул. Мичурина, 25.09.1999 г.). Цифрами обозначены: 1 - кверцетин (Rt=7,6 мин), 2 - кемпферол (Rt=13,8 мин). По оси абсцисс - время удерживания, мин, по оси ординат - оптическая плотность
Рис. 2. Хроматограмма экстракта листьев Ch. album (Томск, ул. Мичурина, 25.09.1999 г.). Цифрами 1-13 обозначены индивидуальные компоненты. По оси абсцисс - время удерживания, мин, по оси ординат -оптическая плотность
Нам представилось интересным сравнить хроматограмму, полученную методом ВЭЖХ (рис. 2), и двумерную хроматограмму исследуемого экстракта на бумаге (рис. 3). На двумерной хроматограмме выявлены 8 компонентов, из них один компонент - гликозид кемпферола и семь - кверцетина. Несомненно, возможности хроматографии на бумаге по сравнению с ВЭЖХ более ограничены, однако получено достаточно наглядное подтверждение соотношения агликонов после гидролиза экстракта, представленного на рисунке 1.
Таким образом, Ch. album представляет несомненный интерес как источник флавоноидов. Природные запасы этого сорничающего вида в Сибири поистине неисчерпаемы.
Рис. 3. Схема двумерной хроматограммы этанольного экстракта листьев Ch. album (Томск, ул. Мичурина, 25.09.1999 г.): I - первое направление; II - второе направление; 1 - гликозид кемпферола; 2-8 - гликозиды кверцетина
Выводы
1. В листьях мари белой Ch. album, произрастающей в Сибири, содержится значительное количество (до 4,0%) флавоноидов. Содержание этих веществ связано с местом и сроками сбора растений.
2. В составе флавоноидов обнаружены гликозиды кверцетина и кемпферола. В изученном образце превалируют производные кверцетина.
3. Сорничающий вид Ch. album, образующий огромные сырьевые массивы, представляет интерес как источник флавоноидов (с учетом экологической безопасности).
Список литературы
1. Cook N.C., Samman S. Flavonoids - ^emist^, metabolism, cardioprotective effects, and dietary sources // J. Nutrit. Boichem. 1996. V. 7. №2. Р. 66-76.
2. Tijburg L.B.M., Mattern T., Folts J.D., Weisgerber U.M., Katan M.B. Tea flavonoids and cardiovascular diseases. A review // Crit. Rev. in Food Sci. Nutrit. 1997. V. 37. №8. P. 771-785.
3. Dicarlo G., Mascolo L., Izzo A.A., Capasso F. Flavonoids: old and new aspects of a class of natural therapeutic drugs // Life Sci. 1999. V. 65. №4. P. 337-353.
4. Hollman P.C.H., Feskens E.J. M., Katan M.B. The flavonoids in cardio-vascular disease and cancer prevention // Proceed. Soc. Exp. Biol. Med. 1999. V. 220. №4. P. 198-202.
5. Hernandez N.E., Tereschuk M.L., Abdala L.R. Antimicrobial activity of flavonoids in medicinal plants from Tafi del Valle (Tucuman, Argentina) // J. Ethnopharmacol. 2000. V. 73. №1, 2. P. 317-322.
6. Rice-Evans C.A., Miller N.J. Antioxidant activities of flavonoids as bioactive components of food // Biochem. Soc. Trans. 1996. V. 24. №3. P. 790-795.
7. Zhu N., Sheng Sh., Li D., Lavoie E.J., Karwe M.V., Rosen R.T., Ho Ch. Antioxidative flavonoid glycosides from qui-noa seeds (Chenopodium quinoa Willd) // Journ. Food Lipids. 2001. V. 8. №1. P. 37-44.
8. Kaur Charanjit, Kapoor Harish C. Antioxidant activity and total phenolic content of some Asian vegetables // Intern. Journ. Food Sci. and Techn. 2002. V. 37. №2. P. 153-161.
9. Bylka W., Kowalewski Z. Flavonoids in Chenopodium album L. and Chenopodium opulifolium L. (Chenopodiaceae) // Herba Pol. 1997. V. 43. №3. P. 208-213.
10. Gohar A.A., Elmazar M.M.A. Isolation of hypotensive flavonoids from Chenopodium species growing in Egypt // Phy-tother. Res. 1997. V. 11. №8. P. 564-567.
11. Gonzalez J.A., Gallardo M. de Israilev L.A. Leaf flavonoids in Chenopodium hircinum Schrad. and Chenopodium album L. (Chenopodiaceae) // Phyton-Intern. Journ. Exper. Bot. 1998. V. 63. №1-2. P. 279-281.
12. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование; семейства Magnoliaceae -Limoniaceae. Л., 1985. 460 c.
13. Guil-Guerrero J.L., Rodriguez-Garcia I. Lipids classes, fatty acids and carotenes of the leaves of six edible wild plants // Eur. food res. and technol. I999. V. 209. №5. P. 313-316.
14. Blackford M., Clarke B., Dinan L. Nutritional composition of leaves of Chenopodium species (Ch. album L., Ch. murale L. and Ch. opulifolium Shraeder) // Intern. Journ. food sci. and nutr. 1997. V. 48. №5. P. 321-327.
15. Определитель растений Новосибирской области. Новосибирск, 2000. 492 с.
16. Bhargava A., Shukla S., Ohri D. Medicinal uses of Chenopodium - a review // Journ. Med. and Arom. Plant Sci. 2005. V. 27. №2. P. 309-319.
17. Jabbar A., Zaman M., Iqbal Z., Yaseen M., Shamim M. Anthelmintic activity of Chenopodium album (L.) and Caes-alpinia crista (L.) against trichostrongylid nematodes of sheep // J. Ethnopharmacol. 2007. V. 114. №1. P. 86-91.
18. Gadano A., Gurni A., Carballo M.A. Herbal medicines: Cytotoxic effects of Chenopodiaceae species used in Argentinian folk medicine // Pharmaceutical biology. 2007. V. 45. №3. P. 217-222.
19. Garcia R., Lemus I., Rivera P., Erazo S. Biological and chemical study of paico (Chenopodium chilense, Chenopodiaceae) // J. Ethnopharmacol. 1997. V. 57. №2. P. 85-88.
20. Gohar A.A., Maatooq G.T., Niwa M. Two flavonoid glycosides from Chenopodium murale // Phytochemistry. 2000. V. 53. №2. P. 299-303.
21. Nsimba R.Y., Kikuzaki Н., Konishi Y. Antioxidant activity of various extracts and fractions of Chenopodium quinoa andAmaranthus spp. seeds // Food Chemistry. 2008. V. 106. №2. P. 760-766.
22. Ibrahim L.F., Kawashty S.A., Baiuomy A.R., Shabana M.M., El-Eraky W.I., El-Negoumy S.I. A comparative study of the flavonoids and some biological activities of two Chenopodium species // Chem. Nat. Comp. 2007. V. 43. №1. P. 24-28.
23. Беликов В.В. Оценка содержания флаванонол-производных в плодах Silybum marianum (L.) Gaertn. // Растительные ресурсы. 1985. Т. 21. Вып. 3. С. 350-358.
24. Высочина Г.И. Фенольные соединения в систематике и филогении семейства гречишных. Новосибирск, 2004. 240 с.
25. Храмова Е.П., Комаревцева Е.К. Изменчивость флавоноидного состава листьев Potentilla fruticosa (Rosaceae) разных возрастных состояний в условиях Горного Алтая // Растительные ресурсы. 2008. Т. 44. Вып. 3. С. 96-102.
26. Государственная фармакопея СССР. 11-е изд. М., 1990. , Вып. 2. 398 с.
27. Rahiminejad M.R., Gornall R.J. Flavonoid evidence for allopolyploidy in the Chenopodium album aggregate (Amaran-thaceae) // Plant Syst. Evol. 2004. V. 246. №1-2. P. 77-78.
Поступило в редакцию 7 июля 2008 г.
