АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА НАКОПЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ТРАВЕ ГОРЦА ПТИЧЬЕГО Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 615.322 : 574.24

i АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА НАКОПЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ТРАВЕ ГОРЦА ПТИЧЬЕГО

Дьякова Н.А., Бобина Е.А., Шишорина Л.А.

Научный руководитель - д.фарм.н., проф. Сливкин А.И.

Воронежский государственный университет,

Россия, 394006, Воронеж, Университетская пл., 1.

Ninochka_V89@mail.ru - Дьякова Н.А.

Резюме. В ходе исследования проводилось изучение накопления биологически активных веществ в траве горца птичьего, собранного в районах, испытывающих на себе различное антропогенное воздействие. Все образцы удовлетворяют имеющимся требованиям нормативной документации по флавоноидов в пересчете на авикулярин. Результаты исследования показали, что в некоторых образцах растений с территорий, испытывающих на себе антропогенную нагрузку происходит индукция синтеза полифенолов, что, вероятно, связано с их антиоксидантным действием.

Ключевые слова: Центральное Черноземье, горец птичий, флавоноиды.

i ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF ANTHROPOGENIC FACTORS ON THE

ACCUMULATION OF BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES IN AVIAN MOUNTAIN GRASS

Dyakova N.A., Bobirn. E.A., Shishorina L.A.

Scientific adviser - Slivkin A.I., Dr. Sci. (Pharm.), Professor

Voronezh State University

1, University pl., Voronezh, 394006, Russia

Ninochka_V89@mail.ru - Dyakova N.A.

Abstract. During the research studying of accumulation of biologically active agents in a grass of the mountaineer bird's, collected in the areas which are influenced various anthropogenic influence was carried out. All samples meet the available requirements of standard documentation on flavonoids in terms of авикулярин. Results of a research showed that in some samples ofplants from the territories which are influenced an anthropogenic load there is an induction of synthesis of polyphenols that is probably connected with their antioxidant action.

Key words: Central Black Soil Region, Polygonum aviculare, flavonoids.

Введение. Урбанизация — одна из основных социально-экологических проблем нашего времени. Антропогенное влияние способствует деградации растительных сообществ, сокращению ареала растений, уменьшению их обилия в различных ассоциациях и формациях, изменению фитохимического и минерального состава растительных организмов [6,7,8,9].

Цель исследования. Целью данного исследования являлось изучение влияния антропогенных факторов на содержания флавоноидов в траве горца птичьего, собранного в урбо- и агроэкосистемах Воронежской области.

Методика. Исследования проводились на основе Воронежской области как среднестатистического региона Центрального Черноземья. Выбор территорий отбора образцов лекарственного растительного сырья обусловлен характером специфического антропогенного воздействия на него (рис. 1, табл. 1).

Объектом исследования была выбрана трава горца птичьего {Polygonum aviculare L.). Горец птичий является многолетним синантропным растением, произрастающим в Воронежской области повсеместно.

Л И JIL Ц кА 51 UL J1ALT Ь

15 7

Семмяукк

5 1

- V1 -

48-51

Земляне* Рамонь 27-35,

" Усмань

Мордово

Т ок.арвека

ТАМБОВСКАЯ ОЫШЛЬ

"Уварове;

j ''.раснолесный ' 9П Зошль;

17

Красное'J.

ИстовЦре 8 Краснолипье

Помоет В_ороне к.

g '-Рсглчввм . Новоронеж

20

¡Дччьс с.

19

-'Паника Садовое.-,

..;Жердевка

21

К.ОЗПОВКа, РОСТОШЧ

Романдвка

TepHCSK^i

Анна

36-39

Архангельское

7 ронукое

.. V УрЫВ-:-

Кулачище:

bобров"

10

/ '"Оиски ti

Алексеевка'

bhiil КАЯ UbiTAL' 1 Ь '

¿Валики Вейаелевка

©"'Одтропо>;ск КамЁжа'"' Щ-эринсг

Нижний' Кис пяй

Бупгуряиновка

18

форобьефкэР

!HJg

_Елань-Коибко 0 4

'Новоноперск-' 16

Гцбйрм •14 Грийаиовский 2ё^орисоглвбск ^^ПовориФ

Ояьковзгка

40-43

12 'Павловск " 'Подгоренский

*Лоэоеое

26

-россошь

£-23

Г|М штраф ановка

калач

Старад Кряиша

Нрвчн^оиавеский "Урюпинск

Новоакнинекяй.

с Алексеевская

Н ШН О!ЬАДШН ' иышль

13

• -Ровем^ки 44-47

4\.Номбелая «Талы Бог^ -Сяатевсжая

Белолчцк э оЖуравка

i ■ ■ Мнгл^жцА

.,---' ■ 'СееаФимович ■Марким ,-'____.__

И

ЯВРОНЕЖЕКАЯ ОБ ЛАП h

Рисунок 1. Карта заготовки лекарственного растительного сырья

Содержание флавоноидов, основной группы биологически активных веществ травы горца птичьего, определяли по фармакопейной методике в пересчете на авикулярин [4] на спектрофотометре СФ-2000. Каждое определение проводили троекратно. Данные, полученные в ходе исследований, статистически обрабатывали с помощью программы «Microsoft Excel» при доверительной вероятности 95%.

Результаты. Определяемое нами содержание флавоноидов в пересчете на авикулярин в траве горца птичьего приведено в табл. 1.

Таблица 1 Содержание флавоноидов в пересчете на авикулярин в образцах

№ п/п Район сбора Содержание флавоноидов в пересчете на авикулярин, %

Воронежский биосферный заповедник 1,81±0,07

Хоперский заповедник 1,52±0,05

Борисоглебский район 1,78±0,06

с. Елань-Колено 1,63±0,03

с. Нижнедевицк 1,45±0,04

г. Острогожск 1,05±0,07

г. Семилуки 1,57±0,03

г. Нововоронеж 1,02±0,05

ВЛЭ (Нововоронежский городской округ) 0,64±0,04

Лискинский район 1,03±0,04

Ольховатский район 1,26±0,05

Подгоренский район 1,05±0,07

Петропавловский район 1,34±0,05

Грибановский район 1,02±0,05

Хохольский район 0,95±0,07

Новохоперский район 1,41±0,03

Репьевский район 1,28±0,04

Воробьевский район 1,38±0,04

Панинский район 1,04±0,07

Верхнехавский район 0,98±0,04

г. Эртиль 1,68±0,04

Россошанский район 1,65±0,05

Вблизи ОАО «Минудобрения» (г. Россошь) 2,01±0,05

Вблизи ООО «Бормаш» (г. Поворино) 1,90±0,07

г. Борисоглебск 1,66±0,04

26. г. Калач 2,07±0,04

Вблизи ТЭЦ «ВОГРЭС» (г. Воронеж) 0,97±0,04

Вблизи ООО «Сибур» (г. Воронеж) 0,95±0,07

Вдоль Воронежского водохранилища (г. Воронеж) 1,23±0,05

Вблизи Воронежского аэропорта (Рамонский район) 1,92±0,04

Улица г. Воронеж (ул. Ленинградская) 1,04±0,05

Вдоль трассы М4 (Рамонский район) 0,70±0,03

100 м от М4 (Рамонский район) 0,67±0,07

200 м от М4 (Рамонский район) 0,82±0,07

300 м от М4 (Рамонский район) 1,19±0,06

Вдоль трассы А144 (Аннинский район) 0,65±0,06

100 м от А144 (Аннинский район) 0,93±0,03

200 м от А144 (Аннинский район) 1,10±0,04

300 м от А144 (Аннинский район) 1,23±0,05

Вдоль трассы М4 (Павловский район) 0,72±0,05

100 м от М4 (Павловский район) 0,85±0,07

200 м от М4 (Павловский район) 0,93±0,04

300 м от М4(Павловский район) 0,89±0,05

Вдоль нескоростной дороги (Богучарский район) 0,94±0,04

100 м от нескоростной дороги (Богучарский район) 1,13±0,06

200 м от нескоростной дороги (Богучарский район) 1,20±0,04

300 м нескоростной дороги (Богучарский район) 1,31±0,06

Вдоль железной дороги (Рамонский район) 0,84±0,07

100 м от железной дороги (Рамонский район) 0,93±0,07

200 м от железной дороги (Рамонский район) 1,02±0,05

300 м от железной дороги (Рамонский район) 1,01±0,05

Среднее по региону 1,31

Требования ФС [5] Не менее 0,5

Результаты исследования содержания флавоноидов в траве горца птичьего показали, что все отобранные образцы отвечают фармакопейным требованиям. При этом в некоторых образцах травы горца птичьего с территорий, испытывающих на себе антропогенную нагрузку (образцы, собранные в г. Россошь, п.г.т. Поворино, вблизи периметрового ограждения Воронежского аэропорта), выявлена индукция синтеза полифенолов, что, вероятно, связано с их антиоксидантным и мембраностабилизирующим действием в условиях окислительного стресса [10,12]. Однако некоторые образцы травы горца птичьего, также произрастающие в районах повышенного антропогенного влияния (образцы, собранные вблизи крупных автомобильных и железнодорожных магистралей), выделяются резко сниженными концентрациями флавоноидов в них. Объяснить данный факт возможно экологическим законом взаимодействия факторов. Вблизи крупных дорог условия обитания вида отличаются не только повышенными концентрациями токсичных веществ в окружающей их среде, но и высокой загазованностью, запыленностью территорий, что также сказывается как на физиологических особенностях растительного организма, так и на силу токсического воздействия изучаемых поллютантов [1,2,3].

В ранее проведенных экспериментах, нами было определено в данных образцах содержание основных тяжелых металлов (свинца, ртути, кадмия, никеля, меди, цинка, кобальта, хрома) и мышьяка [5]. Для изучения влияния содержания в траве горца птичьего тяжелых металлов и мышьяка на биосинтез флавоноидов мы рассчитали коэффициенты корреляции (табл. 2) [11].

Таблица 2. Коэффициенты корреляции между содержанием тяжелых металлов и мышьяка и флавоноидов в траве горца птичьего___

Коэффициенты корреляции

РЬ Cd ДБ 1\Л Сг Со Си 2п

-0,07 -0,03 -0,33 -0,03 -0,09 -0,22 -0,09 -0,32 -0,25

Выявлено, что умеренное отрицательное влияние на накопление флавоноидов в траве горца птичьего отмечено для кадмия и меди [5,11]. Для остальных элементов отмечается слабая отрицательная корреляция с накоплением флавоноидов в изучаемом сырье.

Выводы. Были проанализированы свыше 50 образцов травы горца птичьего, собранных в различных по уровню антропогенного воздействия районах Воронежской области, на предмет содержания флавоноидов в пересчете на авикулярин. Все исследуемые образцы оказались соответствующими требованиям нормативной документации. Для

изучения влияния содержания в траве горца птичьего тяжелых металлов и мышьяка на биосинтез флавоноидов были рассчитаны коэффициенты корреляции. Умеренное отрицательное влияние на накопление флавоноидов в траве горца птичьего отмечено для кадмия и меди. Для остальных элементов отмечается слабая отрицательная корреляция с накоплением флавоноидов в изучаемом сырье. Литература

1. Великанова, Н.А. Изучение микроскопических особенностей травы горца птичьего, собранной в городе Воронеже и его окрестностях / Великанова Н.А., Гапонов С.П., Сливкин А.И. // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. - 2013. - № 1. - С. 86-91.

2. Великанова, Н.А. Изучение накопления флавоноидов травой горца птичьего, собранного в разных с экологической точки зрения районах города Воронежа и его окрестностей / Н.А. Великанова, А.И. Сливкин, С.П. Гапонов // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. -2013. -№ 1. - С. 181-185.

3. Великанова, Н.А. Экологический анализ состояния почв и лекарственного растительного сырья (травы горца птичьего и листьев подорожника большого) по содержанию тяжелых металлов и пестицидов в городе Воронеже и его окрестностях // Труды молодых ученых Воронежского государственного университета. - 2012. - № 1-2. - с. 17-22.

4. Государственная фармакопея Российской Федерации. Издание XIV. Том 4. — М.: ФЭМБ, 2018. — 1883 с.

5. Дьякова, Н.А. Изучение накопления тяжелых металлов и мышьяка и оценка влияния поллютантов на содержание флавоноидов у Polygonum aviculare (Caryophyllales, Polygonaceae) / Дьякова H.A., Гапонов С.П., Сливкин А.И. Вестник Камчатского технического государственного университета. - 2019. - №48. - с.71-77.

6. Дьякова, Н.А. Особенности загрязнения почв Центрального Черноземья тяжелыми металлами / Дьякова Н.А., Мындра А.А., Кукуева Л.Л., Великанова Л.А // Материалы V Международной конференции «Инновационные разработки молодых ученых - развитию агропромышленного комплекса». - Ставрополь: Изд-во ФАНО ФГБОУ «Всероссийский научно-исследовательский институт овцеводства и козоводства». - 2016. - С. 403-407

7. Дьякова, Н.А. Оценка экологического состояния образцов верхних слоев почв и корней одуванчика лекарственного, отобранных на территории Воронежской области / Дьякова,

H.А., Самылина И.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П., Кукуева Л.Л, Мындра А.А., Шушунова Т.Г. //Вестник ВГУ. Серия: Химия, Биология, Фармация. 2016. - №.2. - С. 119-126

8. Дьякова, Н.А. Оценка эффективности и безопасности лекарственного растительного сырья подорожника большого, собранного в Центральном Черноземье / Дьякова Н.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П. // Вестник ВГУ. Серия: Химия, Биология, Фармация. - 2018. - №

I. - С.124-131.

9. Дьякова, Н.А. Сравнение особенностей накопления основных токсических элементов цветками липы сердцевидной и пижмы обыкновенной / Дьякова Н.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П. // Вестник ВГУ. Серия: Химия, Биология, Фармация. - 2017. №. 1. - С. 148-154.

10. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях: пер. с англ. - Кабата-Пендиас А., Пендиас X. / М.: Мир, 1989. - 493 с.

11. Математическая статистика. Применение в профессиональной деятельности : учебное пособие / Н.П. Пучков. - Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2013 . - 80 с.

12. Немерешина О.Н. Некоторые аспекты адаптации Polygonum aviculare L. к загрязнению почвы тяжёлыми металлами / Немерешина О.Н., Гусев Н.Ф., Петрова Г.В., Шайхутдинова А.А. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2012. -№ 1 (33). - С. 230-234.