CC BY
311
УДК Б15.2'2/'9:Б15.015
АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИСТЬЕВ ГИНКГО ДВУЛОПАСТНОГО
Д.Г. Буланкин, А.И. Жирнова, В.А. Куркин, Л.В. Тарасенко, В.М. Рыжов,
ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет»
Куркин Владимир Александрович - e-mail: [email protected]
Листья гинкго двулопастного (Ginkgo biloba L.) являются перспективным сырьем для создания отечественных ноотропных лекарственных средств. С использованием цифровой микроскопии изучены анатомоморфологические особенности строения цельных листьев гинкго двулопастного. Выявлены характерные анатомо-морфологические признаки, имеющие диагностическое значение для сырья данного растения.
Ключевые слова: гинкго двулопастный, Ginkgo biloba L., Гинкговые Ginkgoaceae, листья, анатомо-морфологические признаки, вместилища, жилкование, эпидермис.
The leaves of Ginkgo biloba L. are perspective raw materials for creation of domestic nootropic preparations. With the using digital microscopy there were studied the anatomic-morphological characteristics of the of Ginkgo biloba L. leaves. There were observed anatomic-morphological characteristics, which have diagnostic significance for the drugs of this plant.
Key words: Ginkgo biloba L., Ginkgoaceae, Gymnospermae, leaves, anatomic-morphological characteristics, conceptacles, venation, epidermis.
Введение
Известно, что одним из перспективных источников ноо-тропов, применяемых при патологиях ЦНС, является гинкго
двулопастной (Ginkgo biloba L., сем. Гинкговые -Ginkgoaceae). Гинкго двулопастный - единственный реликтовый вид типа Гинкговых (семейство Ginkgoaceae), который сохранился до нашего времени с пермского периода палеозойской эры [1]. Гинкго - листопадное дерево, достигающее на родине (Китай, Япония) высоты 30-40 м и возраста до 2 тысяч лет [1-4]. Этот вид относится к примитивным голосеменным двудомным растениям [1], что необходимо учитывать при проведении анатомо-морфологических исследований. Гинкго двулопастный произрастает в странах с субтропическим климатом, однако возможности к адаптации этого растения очень высоки, о чем свидетельствует его успешное культивирование в Российской Федерации, в частности, в Краснодарском и Ставропольском краях, а также в Ботаническом саду Института физиологии растений РАН им. К.А.Тимирязева (г. Москва) [1-4].
Листья гинкго двулопастного входят в Европейскую и Американскую фармакопеи [5-7]. На основе субстанций из листьев гинкго двулопастного в Российской Федерации применяются такие препараты, как танакан, билобил, мемо-плант, гинкор форт, гинкор гель [2, 8, 9], однако они производятся за рубежом и являются дорогостоящими. Фармакологическое действие листьев гинкго обусловлено содержанием различных классов биологически активных соединений, включая флавоноиды (нарциссин, никотифло-орин, рутин, аментофлавон, гинкгетин, изогинкгетин и др.), а также дитерпены и сесквитерпены [2, 8-12].
Отсутствие в РФ нормативной документации на сырьё гинкго двулопастного (листья) существенно тормозит процесс разработки и внедрения отечественных импортозамещающих препаратов ноотропного действия на основе данного растения. Актуальность проблемы подчеркивают и статистические данные, в соответствии с которыми доля импортных средств ноотропного действия составляет 77% из
общего количества наименований в данной группе [3]. Не решены в полной мере и вопросы химической стандартизации сырья и препаратов гинкго, хотя определенный опыт в этом отношении имеется [5-7, 13].
Для разработки нормативной документации (НД) на листья гинкго двулопастного необходимо проведение всего комплекса фармакогностических исследований, включая анато-мо-морфологическое изучение данного сырья. В литературных источниках приведены данные микроскопического изучения листьев гинкго двулопастного [14], однако они носят неполный характер и требуют уточнения и дополнения.
Цель исследования: анатомо-морфологическое исследование листьев гинкго двулопастного, культивируемого в Российской Федерации.
Материалы и методы
Объектами исследования служили: лекарственное растительное сырье - гинкго двулопастного листья, культивируемые в Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН; Ботаническом саду г. Краснодар. Материалом анатомоморфологического исследования служили также свежесобранные листья гинкго с экземпляров растений, интродуци-руемых в оранжерее Самарского ботанического сада (июль-август 2009 г., 2-летние образцы).
Приготовление микропрепаратов, микроскопию и их анализ проводили по общепринятой фармакопейной методике (ГФ XI) [15].
Анатомические исследования срезов плодов и семян данного растения и его порошка осуществляли с помощью микроскопов «Мо^с ОМ-111» (Корея), «Мо^с ЭМ-39С-\9G0-A» (Корея) и «МБИ-15У42» (Россия) с увеличениями х 20, х 40, х 100, х 400, х 1000. Окраску микропрепаратов проводили раствором сернокислого анилина, раствором Люголя.
Результаты и их обсуждение
Проведенный морфологический анализ цельных листьев гинкго двулопастного показал, что размеры изучаемых листьев варьировали от 8 до 10 см (рис. 1 и 2). Листья гинкго
Nh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
черешковые, без прилистников, характерной особенностью жилкования является дихотомия, что соответствует литературным данным. Листья вееровидной формы, кожистые, голые, слегка гофрированные по краю, сизовато-зелёные. Листовая пластинка, как правило, рассечена и имеет сверху более или менее глубокий У-образный вырез, рассекающий пластинку на 2 симметричные половинки, у некоторых листьев значительно.
РИС. 1.
Лист гинкго двулопастного.
2 Обозначения: 1 - листовая пластинка; 2 - основание листовой пластинки; 3 - черешок.
При определении морфолого-диагностических признаков сырья гинкго двулопастного листьев было установлено, что цельное сырье представляет собой цельные или частично измельченные матовые черешковые листья светло-зелёного цвета, в очертании листовой пластинки веерообразные, на верхушке двулопастные с дихотомическим жилкованием и нисбегающим основанием. Изредка встречаются части укороченных побегов, не превышающие 10% от общей массы сырья (рис. 2А).
Измельчённое сырьё представляет собой фрагменты цельнокрайних листовых пластинок, черешков различной величины и формы, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 7 мм (рис. 2Б). Цвет сырья зелёный, запах характерный, вкус специфический, кисловатый, слегка вяжущий с горьким послевкусием.
А Б
РИС. 2.
Сырьё гинкго двулопастного (Ginkgo biloba L.):
А - цельное; Б - измельченное.
Обозначения: 1 - черешок; 2 - укороченный побег;
3 - листовая пластинка.
Однако для диагностики измельчённого сырья листьев гинкго двулопастного морфологических признаков с нашей
точки зрения недостаточно. Поэтому нами был проведён гистологический анализ сырья, позволивший уточнить его особенности.
В ходе гистологического анализа цельных листьев гинкго двулопастного были установлены некоторые характерные
признаки: на поверхности осветленной листовой пластинки отчётливо видны места дихотомического разветвления жилок, а также вытянутые по форме, разной протяжённости вместилища выделений. Ширина вместилищ одинаковая,
равная приблизительно 0,2 мм, а длина варьирует в пределах от 2,7 и до 7 мм (рис. 3А, 3Б). Очевиден характер расположения вместилищ: они чередуются с жилками листовой пластинки.
РИС. 3.
Осветленная листовая пластинка гинкго двулопастного:
А - увеличение (х 40); Б - увеличение (х 20);
Обозначения: 1 - дихотомическое разветвление жилки; 2 - жилка листа; 3 - вместилища выделений; 4 - листовая пластинка.
Клетки верхнего эпидермиса листовой пластинки с поверхности имеют неправильную, несколько вытянутую
форму, с сильно извилистым краем и чётко видно утолщенными стенками (рис. 4А). Клетки нижнего эпидермиса не отличаются по форме от клеток верхнего, однако их стенки не имеют ярко выраженных пор и утолщены равномерно
(рис. 4Б).
РИС. 4.
Эпидермис листовой пластинки гинкго двулопастного: А - верхний эпидермис (х 400); Б - нижний эпидермис (х 400).
Обозначения: 1 - клетка эпидермиса; 2 - клеточная стенка эпидермиса; 3 - устьичный аппарат.
В изучаемом материале скученные по несколько (от 2 до 4) устьица располагаются только на нижней стороне листа и несколько углублены (рис. 4А, 4Б). Углубленные в мезофилл, они окружены четырьмя-семью околоустьичными клетками, не отличающимися от остальных клеток эпидермы (рис. 4Б). Замыкающие клетки устьиц содержат, по всей видимости,
крахмал, дающий характерную реакцию на йод (рис. 5А, 5Б). РИС. 5.
Продольный срез листовой пластинки гинкго двулопастного (х 400): А - листовая пластинка до окраски раствором Люголя; Б - листовая пластинка после окраски раствором Люголя.
Обозначения: 1 - нижний эпидермис; 2 - мезофилл; 3 4 - проводящие элементы ксилемы; 5 - друза.
устьице;
На поперечном срезе листовой пластинки видно, что эпидермис с обеих сторон листа кутинизирован (рис. 6). Под эпидермисом находится мезофилл. Мезофилл рыхлый, с небольшими межклетниками, состоит из однотипных паренхимных клеток почти всегда округлой, изодиаметрической формы. Клетки богаты хлоропластами, а также в них содержится крахмал в виде мелких включений (рис. 5А, 5Б). В мезофилле встречаются вместилища выделений (рис. 6). Каждое вместилище выстлано слоем живых клеток эпителия
(рис. 6), которые, по наблюдению некоторых авторов, выделяют секрет непосредственно в полость вместилища [1].
РИС. 6.
Вместилище выделений листовой пластинки гинкго двулопастного. Поперечный срез (х 400).
Обозначения: 1 - верхний эпидермис; 2 - выстилающие клетки; 3 - полость вместилища; 4 - хлоренхима; 5 - нижний эпидермис.
Изучение анатомических особенностей черешка листа гинкго позволило выявить следующие признаки, характерные для хвойных голосемянных растений [1]. Эпидермальные клетки черешка листа, расположенные над жилкой прозен-химной формы, сильно вытянутые вдоль жилки, а между жилками более или менее паренхимные. На поперечном срезе черешка располагаются два пучка, ограниченные клетками паренхимы, а также обнаружены вместилища выделений (рис. 7А и 7Б). Клетки хлоренхимы черешка округлой изодиаметрической формы (рис. 7). Под эпидермисом находится двух-, трёхслойная гиподерма, состоящая из плотносомкнутых клеток с сильноутолщенными одревесневшими оболочками (рис. 7). На продольном срезе черешка в основной паренхиме локализованы крупные друзы, а между гиподермой и ксилемой наблюдается скопление друз небольшого размера (рис. 7Б). Ксилема черешка представлена кольча-
тыми сосудами и трахеидами с окаймленными порами (рис. 7Б). Следовательно, анатомическое строение черешка листа гинкго сопоставимо с анатомией голосеменных растений.
РИС. 7.
Черешок листа гинкго двулопастного, радиальный срез. Окраска раствором сернокислого анилина: А - черешок листа (х 40); Б - черешок листа (х 100).
Обозначения: 1 - эпидермис; 2 - гиподерма; 3 - хлоренхима; 4 - смоляной ход; 5 - пучок; 6 - флоэма; 7 - ксилема; 8 - друза; 9 - эндодерма.
Таким образом, анализ анатомо-морфологического строения листьев гинкго двулопастного с использованием цифровой микроскопии позволил определить анатомические особенности строения цельных листьев гинкго двулопастного, которые содержат в себе характерные признаки анатомического строения высших семенных растений.
Дальнейшее сравнительное изучение анатомии цельного и измельчённого сырья листьев гинкго двулопастного позволит выявить диагностические признаки, характерные именно для этого вида растения, что позволит разработать объективную методику диагностики в рамках раздела «Микроскопия» проекта фармакопейной статьи на новый вид лекарственного растительного сырья «Гинкго двулопастного листья».
Выводы
1. Особенностями морфологического строения листьев гинкго двулопастного является их вееровидная форма и характер жилкования листовой пластинки, вырез на верхушке листа, нередко рассекающий пластинку на 2 симметричные половинки.
2. Характерным диагностическим признаком листьев гинкго двулопастного является наличие дихотомического разветвления жилок и вместилищ выделений, чередующихся с жилками листовой пластинки.
3. Клетки верхнего и нижнего эпидермиса листовой пластинки неправильной формы. Клеточная стенка верхнего эпидермиса с хорошо выраженными простыми порами, четко видно утолщенная, тогда как в клетках нижнего эпидермиса четковидности не наблюдается.
4. Устьица, расположенные только на нижнем эпидермисе и скученные по 2-4, углублены в рыхлый с небольшими межклетниками мезофилл, образованный клетками округлой изодиаметрической формы.
5. В сырье гинкго двулопастного выявлены характерные признаки строения листьев голосеменных растений (главным образом на поперечном срезе черешка), что может служить дополнительным характерным диагностическим признаком.
Работа выполнена при поддержке проекта 02.740.11.0650 ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы».
ЛИТЕРАТУРА
1. Самылина В.А. Основы палеонтологии. Голосеменные и покрытосеменные. М.: Медицина, 1963. 392 с.
2. Куркин В.А. Фармакогнозия. Учебник для студентов фармацевтических вузов (факультетов). 2-е изд., перераб. и доп. Самара: ООО «Офорт», ГОУ ВПО «СамГМУ», 2007. 1239 с.
3.Куркин В.А., Новодранова В.Ф., Куркина Т.В. Иллюстрированный словарь терминов и понятий в фармакогнозии: Учебное пособие для студентов медицинских и фармацевтических вузов, врачей и фармацевтических работников. Москва; Самара: ГП «Перспектива», СамГМУ, 2002. 188 с.
4. Самылина И.А., Сорокина А.А. Лекарственные растения тропиков и субтропиков. М.: Мир бизнеса, 1998. 104 с.
5.Фармакопея США, USP 29. Национальный формуляр, NF 24. В 2-х т.: (пер. с англ.). М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. Т. 1. 1720 с.
6. British Pharmacopoeia 2007 Incorporating the Requirements of the 5 Edition of the European Pharmacopoeia 1997 as amended by Supplement 2007. System Simulation Ltd., 2007. 1680 p.
7. United States Pharmacopeia. 31-th Ed. Rockville: United States Pharmacopeia! Convention, Inc., 2008. 2105 p.
8. Куркин В.А. Основы фитотерапии: Учебное пособие для студентов фар-
Nh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
мацевтических вузов. Самара: ООО «Офорт», ГОУ ВПО «СамГМУ Росздрава», 2009. 963 с.
9. Государственный реестр лекарственных средств. Т. 1. Официальное издание. М.: ООО «Информационно-издательское агентство «Ремедиум», 2008. 1398 с.
10. Hanrahan J.R. Semisynthetic Preparation of Amentoflavone: A Negative Modulator at GABAA Receptors. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003. Vol. 13. P. 22812284.
11. Hori T. Ginkgo biloba - a global treasure. From biology to medicine. Tokyo: Springer, 1997. 237 p.
12. Sasakia K. Chemistry and biological activities of Ginkgo biloba. Hokkaido,
2007. 177 p.
13. Юрьев Д.В., Эллер К.И., Арзамасцев А.П. Анализ флавонолгликозидов в препаратах и БАД на основе гинкго билоба. Фармация. 2003. Т. 51. № 2. С. 7-10.
14. Галкин М.А., Пушкарский С.Н., Серебряная Ф.К. Морфологоанатомическое исследование вегетативных органов гинкго двулопастного (Ginkgo biloba L.) и ногоплодника круглолистного (Podocarpus macrophyllus (Thunb.) Sweet. Ex D.Don.). Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: Сборник научных трудов. Вып. 63. Пятигорск,
2008. С. 17-20.
15. Государственная фармакопея СССР. XI издание. Вып. 1 и 2. М.: Медицина, 1991. Т. 2 (вып.2). 400 с.
