CC BY
255
УДК Б15.322-092
АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОРНЕЙ ЖЕНЬШЕНЯ
А.С. Акушская, В.А. Куркин, В.М. Рыжов, Л.В. Тарасенко,
ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет»
Куркин Владимир Александрович - e-mail: [email protected]
Методом цифровой микроскопии изучено анатомическое строение и морфологические признаки корней женьшеня настоящего (Panax ginseng C.A. Meyer, семейство Аралиевые - Araliaceae). Уточнены диагностические признаки данного вида сырья. Выявленные признаки положены в основу раздела «Микроскопия» проекта фармакопейной статьи «Женьшеня корни», которая
может быть рекомендована для включения в Государственную Фармакопею Российской Федерации XII издания.
Ключевые слова: женьшень настоящий, Panax ginseng C.A. Meyer, Araliaceae, Аралиевые, корни, морфология, микроскопия, диагностические признаки.
There were researched the anatomical and morphological characteristics of the roots of ginseng (Panax ginseng C.A.Meyer, Araliacee). The specified diagnostic characteristics for the roots of this plant were shown. The observed diagnostic characteristics of the of Panax ginseng roots there were recommended for the including in the section «Microscopy» of the pharmacopoeial monograph, which regulates quality of this medicinal plant, for State Pharmacopoeia of Russian Federation (XII Edition).
Key words: Panax ginseng, Araliacee, roots, morphology, microscopy, diagnostic characteristics.
Введение
Женьшень настоящий (Panax ginseng C.A. Meyer, семейство Аралиевые - Araliacee) - лекарственное растение, история применения которого исчисляется тысячелетиями. Препараты на его основе издавна применяются в качестве тонизирующих и адаптогенных средств при умственном и физическом переутомлении, артериальной гипотензии, нервных и психических заболеваниях функционального характера (неврозах, неврастении, нейроциркуляторной дистонии), астении различной этиологии, реконвалесценции после истощающих организм заболеваний. Вышеперечисленные фармакологические эффекты обусловлены богатым химическим составом данного растения, в частности, ведущей группой биологически активных соединений - сапонинами [1].
Женьшень произрастает в диком виде в Приморье, Северной Корее, Китае, однако в настоящий момент широко осваиваются методы культивирования женьшеня в условиях климата европейской части РФ.
Существует нормативная документация (НД) на сырье «Корни женьшеня настоящего» - ГФ XI издания, ст. 66 [2],
однако в разделе «Микроскопия» отсутствует детальное рассмотрение морфолого-анатомических признаков корневища, главного, боковых и придаточных корней, из которых состоит лекарственное растительное сырье. Кроме того, в данной НД отсутствуют микрофотографии диагностических признаков сырья, которые необходимы быть в соответствии с современными требованиями к НД.
Цель исследования - углубленное изучение морфологоанатомических особенностей строения корней женьшеня, иллюстрирующих диагностические признаки данного растения.
Материалы и методы
Морфолого-анатомический анализ проводили на образцах сырья 4-5-го года жизни, собранных в 2007-2008 гг. в Корее (дикий женьшень) и в 2009-2010 гг. в Самарской области в колхозно-фермерском комплексе, питомнике
«Женьшень» (округ г. Жигулевска) (культивируемый женьшень).
За основу методики приготовления и анализа микропрепаратов была взята фармакопейная статья «Техника микроскопического и микрохимического исследования лекарственного растительного сырья» [3].
Исследования срезов корней данного растения осуществляли с помощью микроскопов «МоИс ОМ-111» (Корея), «МоИс ОМ-39С-1\19СО-Д» (Корея), и «МБИ-15У42» (Россия) с увеличениями х8, х16, х20, х40, х100, х400, х1000.
Для обнаружения диагностических признаков в тканях корней растения использовали гистохимические реакции:
1) с раствором сернокислого анилина на лигнифициро-ванные оболочки (окрашиваются в желтый цвет);
2) с раствором Люголя на крахмал и крахмальные зерна (окрашиваются в синий, сине-фиолетовый цвет);
3) с суданом III на опробковевшие оболочки (суберин) (окрашиваются в красный цвет);
4) с 33% водным раствором гидроксида натрия на опробковевшие оболочки (суберин) (окрашиваются в красный цвет);
5) с 10% водным раствором гидроксида натрия для осветления микропрепаратов [4-6].
Результаты и их обсуждение
Цельное сырье «Корни женьшеня» состоит из короткого (1-2 см, редко до 8 см) вертикального корневища и мясистого стержневого корня длиной 15-25 см. Корневище (или «шейка») обычно тонкое (0,5-0,7 см в диаметре) с кольцевыми рубцами от ежегодно отмирающих наземных стеблей. На верхушке корневище расширено («головка») и имеет зимующую почку. Главный стержневой корень («тело») обычно образует некоторый угол с корневищем. Он толстый (0,7-2,5 см в диаметре), веретеновидной формы, продольно-морщинистый, с кольцевыми поперечными утолщениями в верхней части. Внизу корень часто разветвлен на два, реже на три и больше отростков - боковые корни («ноги»). Нередко имеются ответвления и от корневища - придаточные корни («руки») (рис. 1). Цвет корня желтовато-белый снаружи и почти белый на изломе. Вкус горьковато-пряный, специфический, запах характерный [5].
РИС. 1.
Общий вид корня женьшеня настоящего. Обозначения:
1 - корневище;
2 - главный корень;
3 - боковые корни;
4 - придаточные корни.
При исследовании анатомических признаков установлено, что корневище на поперечном срезе имеет округлую форму. Корневище слагается из тканей центрального цилиндра и первичной коры, с поверхности находится перидерма
(пробка) (рис. 2).
9 10 11
й
7
РИС. 2.
Поперечный срез корневища женьшеня (х40; окраска - раствор Люголя 3% и раствор сернокислого анилина 5%).
Обозначения: 1 - пробка; 2 - феллоген; 3 - феллодерма; 4 - паренхима первичной коры; 5 - флоэма (луб); 6 - зона залегания камбия; 7 - сердцевинные лучи паренхимы; 8 - ксилема (сосуды древесины); 9 - перициклическая зона; 10 - вместилища схизогенного происхождения; 11 - идиобласты с друзами в основной паренхиме коры.
На поперечном срезе корневища диаметром 1,0 см установлено, что пробка залегает по всей окружности корневища и состоит из 6-7 рядов светло-бурых мертвых утолщенных равномерно и слабо лигнифицированных тонкостенных клеток (рис. 2, 3). При микроскопировании с поверхности видно, что клетки пробки плотно прилегают друг к другу и имеют 4-6-угольную, слегка сглаженную форму (рис. 4).
РИС. 3.
Поперечный срез корневища женьшеня, фрагмент (х400). Обозначения: 1 - клетки пробки; 2 - феллоген;
3 - клетки феллодермы.
РИС. 4.
Пробка корневища женьшеня, вид сверху (х100).
Под феллогеном, формирующим пробку и состоящим из одного слоя уплощенных живых клеток, заметна феллодерма, состоящая из нескольких (3-4) слоев живых, паренхимных округлых клеток (рис. 3).
Основная паренхима первичной коры неоднородна: от периферии к центру корня клетки её располагаются всё более рыхло. Клетки основной паренхимы крупные, со слегка утолщенными оболочками, округлой или овальной
формы, заполнены крахмалом. Крахмальные зерна мелкие, простые, по форме округлые (раствор Люголя 3%) (рис. 5).
В толще паренхимы коры встречаются вместилища схизо-генного происхождения (рис. 5), вытянутые на продольном срезе (рис. 6) и содержащие капельки секрета от лимонножелтого до красно-коричневого цвета [2, 5] . В отдельных клетках коровой паренхимы содержатся крупные друзы оксалата кальция (рис. 7).
Перициклическая зона центрального цилиндра так же, как и первичная кора, представлена основной тканью, где есть многочисленные идиобласты с друзами.
РИС. 5.
Поперечный срез корневища женьшеня, фрагмент (х400).
Обозначения: 1 - клетки паренхимы коры, заполненные крахмальными зернами;
2 - полость вместилища;
3 - клетки, образующие стенки вместилища.
РИС. 6.
Продольный срез корневища женьшеня, фрагмент (х400).
Обозначения:
1 - секреторный канал;
2 - капля секрета.
РИС. 7.
Поперечный срез корневища женьшеня, фрагмент (х400).
Обозначение: 1 - друзы оксалата кальция.
РИС. 8.
Поперечный срез корневища женьшеня, фрагмент (х100; окраска - 5% раствор сернокислого анилина).
Обозначения:
1 - сердцевинные лучи;
2 - сосуды древесины;
3 - зона залегания камбия;
4 - флоэма.
РИС. 9.
Поперечный срез корневища женьшеня, фрагмент (х400; окраска - раствор сернокислого анилина 5%). Обозначение: 1 - проводящие элементы древесины с одревесневшими стенками.
РИС. 10.
Продольный срез корневища женьшеня, фрагмент (х400). Обозначение:
1 - сосуды древесины.
Обозначения: 1 - пробка;
2 - вместилище схизоген-ного характера;
3 - клетки паренхимы, содержащие друзы оксала-та кальция;
4 - сердцевинный луч; выстилающие клетки канала; 5 - вторичная кора; 6 - камбиальная зона; 7 - паренхима, содержащая пигмент
Поперечный срез главного корня женьшеня (х40): микропрепарат осветлен 10% раствором натрия гидроксида.
1
РИС. 12.
Поперечный срез главного корня женьшеня (х40; окраска - 3% раствор Люголя). Обозначения: 1 - пробка;
2 - вместилище;
3 - клетки паренхима, содержащая крахмал;
4 - камбий.
РИС. 13.
Поперечный срез главного корня женьшеня
(А-В - 5% раствор сернокислого анилина; Г - раствор 3% Люголя):
А - лучи ксилемы (х40); Б - сосуды ксилемы (х400); В - ксилема (х100); Г - фрагмент паренхимы сердцевинных лучей (х400). Обозначения: 1 - клетки вторичной ксилемы; 2 - друзы оксалата кальция; 3 - первичная ксилема; 4 - первичный луч; 5 - вторичный луч; 6 - крахмальные зерна.
Определено, что проводящая система корневища непучкового типа: камбий залегает сплошным кольцом параллельно поверхности корневища. Проводящие ткани разделены широкими сердцевинными лучами основной
Поперечный срез главного корня женьшеня (х400):
А - клетки пробки (окраска - 5% раствор сернокислого анилина); Б - секреторный канал (10% раствор натрия гидроксида);
В - фрагмент паренхимы древесины; Г - зона залегания камбия. Обозначения: 1 - клетки пробки с частично одревесневшими клетками; 3 - ядра живых клеток пробки; 2 - феллоген; 4 - феллодерма; 5 - выстилающие клетки канала; 6 - полость канала; 7 - крахмальные зерна; 8 - паренхима, содержащая пигмент; 9 - камбий.
РИС. 15.
Поперечный срез придаточного корня женьшеня (окраска - 3% раствор Люголя и 5% раствор сернокислого анилина): А - общий вид (х100); Б - клетки пробки (х400);
В - сосуды ксилемы (х400); Г - клетки паренхимы коры, заполненные крахмалом (х400).
Обозначения: 1 - клетки пробки; 2 - крахмальные зерна;
3 - полость вместилища; 4 - паренхима первичной коры;
5 - вторичная кора; 6 - сосуды вторичной ксилемы;
7 - сердцевинный луч; 8 - сосуды первичной ксилемы.
РИС. 16.
Продольный срез придаточного корня женьшеня, фрагмент (х100; окраска - 3% раствор Люголя и 5% раствор сернокислого анилина).
Обозначения: 1 - пробка;
2 - клетки паренхимы, заполненные крахмалом;
3 - сосуды древесины.
паренхимы и упорядоченно чередуются с ними (рис. 8). Клетки основной паренхимы заполнены крахмальными зернами.
На поперечном срезе видно, что сосуды древесины залегают группами, лигнифицированы (раствор сернокислого анилина 5%) (рис. 9). На продольном срезе различимы два типа сосудов - густо-спиральные и лестнично-пористые (рис. 10).
Флоэма состоит из относительно мелких, тонкостенных клеток. Сердцевина корневища выполнена основной тканью из тонкостенных округлых клеток, содержащих крахмал и друзы оксалата кальция.
Анализ поперечного среза главного корня показал, что на поперечном срезе хорошо различимы два блока, соизмеримые по размеру - древесина и вторичная кора (рис. 11 и 12).
В центре корня есть нечетко диагностируемые остатки первичной ксилемы в виде двух лучей. К периферии от первичной ксилемы отходят крупноклеточные первичные радиальные лучи паренхимной ткани. Между ними, по обе стороны от первичной ксилемы, находится вторичная ксилема, пересеченная многочисленными вторичными радиальными лучами основной паренхимы (рис. 13А и 13В).
Флоэма и ксилема разделены камбиальной зоной, которая проходит примерно через середину радиуса корня и иногда не просматривается (рис. 14Г).
Основная масса ксилемы состоит из тонкостенных паренхимных клеток, содержащих крахмальные зерна. Сосуды четкими радиальными прерывистыми лучами отходят от центра и видны как вкрапления в толщу крахмалоносной паренхимы. Сосуды имеют утолщенные одревесневшие стенки (реакция с раствором сернокислого анилина) и расположены поодиночке или собраны по три-шесть в группы (рис. 13Б). В паренхиме древесины изредка встречаются клетки, содержащие желтые пигменты (рис. 14В).
Флоэма состоит главным образом из мелкоклеточных элементов. Паренхима луба неоднородна: в ней находятся хорошо заметные схизогенные вместилища, содержащие капельки секрета от светло-желтого до красно-коричневого цвета (рис. 14Б). Паренхима луба также богата крахмалом (рис. 12). Крахмальные зерна мелкие, округлые, простые. В отдельных клетках паренхимы содержатся друзы оксалата кальция (рис. 13Г). Проводящие элементы флоэмы не диагностируются.
Наружная часть вторичной коры граничит с зоной из нескольких (4-6) рядов крупных тангентально вытянутых паренхимных клеток феллодермы, возникших вследствие деления клеток феллогена. Клетки феллодермы со слегка
утолщенными оболочками, округлые или овальные.
Корень покрыт перидермой. Клетки пробки живые (отчетливо просматриваются ядра), светло бурые тонкостенные и
лигнифицированные (раствор сернокислого анилина), а не опробковевшие (отсутствие реакции с раствором судана III и 33% раствором натрия гидроксида) (рис. 14А).
Микроскопия поперечных срезов боковых корней показала, что их анатомическое строение принципиально не отличается от анатомии главного корня и практически его повторяет.
В ходе настоящего исследования проведен также анализ поперечного и продольного срезов придаточных корней. Установлено, что на поперечном срезе в центре органа заметен луч сосудов первичной ксилемы - остаток диархного проводящего пучка при первичном строении. Два сектора вторичной ксилемы разделены радиальными лучами основной паренхимы (рис. 15А, 15В; рис. 16). Клетки паренхимы округлые или овальные, частично или полностью заполнены крахмальными зернами, как и клетки вторичной коры (рис. 15Г). Пробка слагается из 5-7 слоев прямоугольных, тонкостенных клеток. Клетки слабо лигнифицированы, как и клетки пробки главного корня (окраска с раствором сернокислого анилина) (рис. 15Б).
Выводы
1. Впервые с использованием цифровой микроскопии изучено анатомическое строение отдельных частей растительного сырья - корневища, главного и придаточных корней, которые в сумме составляют лекарственное растительное сырье «Женьшеня настоящего корни».
2. Определено, что диагностическое значение могут иметь следующие признаки сырья: морфология неизмельченного
сырья, особенности анатомического строения подземных органов и характер сложения их тканей, гистологические составляющие корней и корневищ: вместилища выделений, место их локализации, толщина пробкового слоя, а также форма и утолщение пробковых клеток, гистологический рисунок коры и ксилемы.
3. Выявленные диагностические признаки положены в основу раздела «Микроскопия проекта фармакопейной статьи «Женьшеня настоящего корни», которая может быть рекомендована для включения в Государственную Фармакопею Российской Федерации XII издания. ^
ЛИТЕРАТУРА
1. Куркин В.А. Фармакогнозия. Учебник для студентов фармацевтических вузов. Изд. 2-ое, перераб. и доп. Самара: ООО «Офорт», ГОУ ВПО «СамГМУ», 2007. 1239 с.
2. Государственная фармакопея СССР. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. МЗ СССР. 11 изд. М.: Медицина, 1990. Вып. 2. 400 с.
3.Государственная фармакопея СССР. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. МЗ СССР. 11 изд. М.: Медицина, 1990. Вып. 1. 398 с.
4. Березовская Т.П., Дощинская Н.В., Серых Е.А. Методы микроскопического анализа ботанических объектов. Томск, 1978. 113 с.
5. Долгова А.А., Ладыгина Е.Я. Морфолого-анатомическое исследование лекарственного растительного сырья: практикум по фармакогнозии. М.: Медицина, 1977. С. 227-228.
6. Самылина И.А., Аносова О.Г. Фармакогнозия. Атлас: учебное пособие: в 3-х томах. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007.
