CC BY
57
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЭКСТРАКТОВ И ЭФИРНОГО МАСЛА ARTEMISIA PROCERIFORMIS KRASCH. АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЕГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Омарова Ацерке
младший научный сотрудник института прикладной химии, студентка 4 курса кафедры химии ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Астана
Е-mail: _ jandar-erke@mail. ru Ишмуратова Маргарита Юлаевна канд. биол. наук, доцент кафедры фармацевтических дисциплин Карагандинского университета «Болашак», Республика Казахстан,
г. Караганды Е-mail: margarita. [email protected] Искакова Жанар Бактыбаевна канд. хим. наук, ведущий научный сотрудник института прикладной химии ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Астана
Е-mail: zhanariskakova@mail. ru CYлеймен Ерлан Мэлсулы канд. хим. наук, PhD, директор института прикладной химии, доцент кафедры химии ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан,
г. Астана Е-mail: [email protected]
BIOLOGYCAL ACTIVITY OF EXTRACTS AND ESSENTIAL OIL OF ARTEMISIA PROCERIFORMIS KRASCH. ANATOMICAL STRUCTURE OF
ITS PLANT MATERIAL
Omarova Akerke
junior Researcher of the Institute of Applied Chemistry of ENU, 4th year student of the Chemistry Department of L.N. Gumilev ENU, Republic of Kazakstan, Astana
Ishmuratova Margarita
candidate of biol. Sciences, assistant Professor of Pharmaceutical Sciences Karaganda University "Bolashak", Republic of Kazakstan, Karagandy
Iskakova Zhanar
candidate of Chem. Science, Leading Researcher of the Institute of Applied
Chemistry of ENU, Republic of Kazakstan, Astana
Suleimen Yerlan
candidate of Chem. Science, PhD, Chief Researcher of the Institute of Applied Chemistry of ENU, Associate Professor of Chemistry Department of L.N. Gumilev
ENU, Republic of Kazakstan, Astana
АННОТАЦИЯ
Проведено изучение антирадикальной и цитотоксической активности наработанных экстрактов и эфирного масла Artemisia proceriformis, изучено анатомическое строение растения.
Created by DocuFreezer | www.DocuFreezer.com |
ABSTRACT
The study of antiradical and cytotoxical activity of Artemisia proceriformis extracts and essential oil and anatomy structure of plant material was done.
Ключевые слова: антирадикальная активность; DPPH; цитотоксическая активность; анатомическое строение; экстракт; эфирное масло; Artemisia proceriformis.
Keywords: antiradical activity; DPPH; cytotoxical activity; anatomical structure; extract; essential oil; Artemisia proceriformis.
Artemisia proceriformis Krasch. (полынь кустарниковая, сем. Asteraceae) — полукустарник, до 80 см выостой; стебли прямостоячие, голые, бурые, в верхней части олиственные. Листья черешковые, в очертании продолговато-яйцевидные, дважды-трижды перисто рассеченные. Корзинки полушаровидные, 1,5—2 мм шириной, на коротких ножках. Цветки — краевые пестичные, центральные — обоеполые. Плод — семянка. Вид растет в сухих степях и пустынях, на суглинистых почвах, солончаках. В долинах рек. На галечниках и по берегам озер [7]. Встречается в Кустанайской, Павлодарской, Акмолинской, Карагандинской, Актюбинской и Жамбылской областях.
Ранее из нее нами были выделены СО2-экстракт [9] и эфирное масло [6] и методом хроматомасс-спектрометрии изучены их компонентные составы.
Объектом же исследования являются эфирное масло и сухие экстракты листьев и цветков, в качестве экстрагентов были использованы вода, этанол, этилацетат и хлороформ.
Целью работы явилось изучение антирадикальной активности, хлороформного, этилацетатного и этанольного экстрактов; цитотоксической активности эфирного масла и водного, этанольного, хлороформного и этилацетатного экстрактов растения A. proceriformis и исследование анатомического строения растения.
Исходное сырье собирали в окрестностях г. Астаны в первой декаде сентября 2014.
Экстракция. Мелкоизмельченную надземную часть (листья, цветочные корзинки) А. proceriformis экстрагировали с соответствующими растворителями на аппарате Сосклета до полного извлечения экстрактивных веществ, что контролировалось визуально по цвету. Извлечение упаривали на роторном испарителе.
Выделение эфирного масла проводили на полупромышленной установке модуль-7У «Альфа-Эфир-Миди» в течение 3-х часов. Выход эфирного масла составил 0,4 % в пересчете на воздушно-сухое сырье.
Исследование антирадикальной активности экстрактов
Методика исследования антирадикальной активности. Для определения ингибирования 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилрадикала к 0,1 мл исследуемого образца в диапазоне концентраций 0,1; 0,25; 0,5; 0,75; 1 мг/мл добавляли 3 мл 6х10"5 М раствора радикала. Центрифужные пробирки находились в штативе, завернутого в черный полиэтилен. После интенсивного перемешивания растворы оставлялись в темноте и через 30 минут производили измерение оптической плотности при длине волны 520 нм. Значения величины антирадикальной активности (АРА) исследуемых объектов определяли по формуле:
АРА (%)=Ао-А /Аох 100,
где: А0 — оптическая плотность контрольной пробы;
А! — оптическая плотность рабочего раствора [8].
Измерение оптической плотности исследуемых экстрактов производили при 520 нм на приборе Сагу 60. Антирадикальную активность исследуемых экстрактов сравнивали с антирадикальной активностью бутилгидроксианизола (БЫЛ). Значения исследуемых экстрактов антирадикального эффекта, рассчитанные по формуле, приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Антирадикальная активность (%) экстрактов при разных концентрациях
№ Исследуемые вещества Концентрация э) (мг/мл' кстрактов
0,1 0,25 0,5 0,75 1,0
1 Бутилгидроксианизол 80,8 2 81,2 3 80,30 83,0 8 83,88
2 A. proceriformis хлороформный экстракт (Aproc-1) 10,7 9 15,5 6 20,67 26,5 8 31,59
3 A. proceriformis этанольный экстракт (Aproc-2) 35,0 6 59,4 3 80,69 81,7 9 81,08
4 A. proceriformis этилацетатный экстракт (Aproc-3) 32,3 3 56,4 2 74,11 73,7 8 75,78
На основании полученных данных (табл. 1) и графика (рис. 1) видно, что исследованные этанольные и этилацетатные экстракты в концентрации 0,5—1 А. proceriformis имеют антирадикальную активность близкую к активности ВНА.
Рисунок 1. Динамика антирадикальной активности при изменении
концентрации образцов
Исследование цитотоксической активности
Методика исследования цитотоксичекой активности [5]. Делительную воронку на 55 мл заполняли искусственной морской водой и добавляли 200 мг яиц Artemia salina. Выдерживали в течение 3-х дней при мягкой подаче воздуха пока рачки не вывелись из яиц. Одну сторона трубы покрывали алюминиевой фольгой, и 5 мин спустя, личинок, которые собирались на яркой стороне делительной воронки, вынимали пипеткой Пастера.
20—40 личинок помещали в 990 ml морской воды в каждой из 24 микроплошек. Подсчитывали мертвых личинок под микроскопом. Добавляли по 10 ml раствора диметилсульфоксида на 10 мг/мл образца. В качестве препарата сравнения использовали актиномицин Д или стауроспорин. Для отрицательного контроля добавляли только 10 ml диметилсульфоксида. После 24 ч инкубации и дальнейшем выдерживании микроплошки в течение 24 ч (для обеспечения неподвижности) посчитывали мертвые личинки под микроскопом. Образцы с высокой цитостатической эффективностью (менее 5 % выживших личинок) проверяли снова с концентрациями 50, 10, 5 и 1 mg/ml.
Смертность P определяли по следующей формуле:
P = (A - N - B)/Z х 100,
здесь А — количество мертвых личинок после 24 ч; N — количество мертвых личинок до проведения теста; В — среднее количество мертвых личинок в отрицательном контроле; Ъ — общее количество личинок
Проведено изучение цитотоксической активности эфирного масла А. proceriformis (таблицы 2—4).
Таблица 2.
Эфирное масло А. ргосег'1/огпт 10 мг/мл
Парал лель К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших % выживш Смерт Наличие нейроток сичности , %
вы поги вы поги личино к в их личинок ность, А,%
ж. б. ж б. пар. контро ле в образце
1 20 2 0 25 0
2 23 0 0 24 0 96 0 96 0
3 24 1 0 26 0
Ср 22 1 0 25 0
Эфирное масло A. proceriformis 5 мг/мл
Таблица 3.
Парал К-во К-во личинок в % % Смерт Наличие
личинок в образце выжив выживш ность,
лель контроле ших их А,% нейроток
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. личино к в контро ле личинок в образце сичности , %
1 20 2 0 24 0 96 0 96 0
2 23 0 0 27 0
3 24 1 0 28 0
Ср 22 1 0 26 0
Таблица 4.
Эфирное масло А. ргосвп/огтЬБ 1 мг/мл
Парал лель К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших % выживш Смерт Наличие нейроток сичности , %
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. личино к в контро ле их личинок в образце ность, А,%
1 20 2 0 24 5
2 23 0 0 24 3 96 0 85 11
3 24 1 0 21 4
Ср 22 1 0 23 4
На основании проведенного эксперимента можно предположить, что эфирное масло А. proceriformis во всех испытанных концентрациях проявляют острую летальную токсичность — все личинки погибают.
Также проведено изучение цитотоксической активности водного, хлороформного, этанольного и этилацетатного экстрактов А. proceriformis (таблицы 5—16).
На основании проведенного эксперимента можно предположить, что все экстракты А. proceriformis во всех исследуемых концентрациях не проявляют цитотоксическую активность.
Таблица 5.
Экстракт А. ргосвг1/огтт (водный) 10 мг/мл _
Парал лель К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших % выживш Смерт Наличие нейроток сичности , %
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. личино к в контро ле их личинок в образце ность, А,%
1 30 1 25 3 0
2 26 1 21 4 0 96 85 11 0
3 29 1 19 6 0
Ср 28 1 22 4 0
Таблица 6.
Экстракт А. ргосвг '1/отт (водный) 5 мг/мл
Парал лель К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших % выживш Смерт Наличие нейроток сичности , %
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. личино к в контро ле их личинок в образце ность, А,%
1 30 1 27 3 0
2 26 1 25 2 0 96 92 4 0
3 29 1 21 2 0
Ср 28 1 24 2 0
Таблица 7.
Экстракт А. ргосвг '1/отт (водный) 1 мг/мл
Пара К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших % выживш Смерт Наличие нейротокс ичности, %
ллел ь вы поги вы поги пар. личино к в их личинок ность, А,%
ж. б. ж б. контро ле в образце
1 30 1 25 1 0
2 26 1 25 3 0 96 93 3 0
3 29 1 29 2 0
Ср 28 1 26 2 0
Таблица 8.
Экст
закт А. ргосвг1/огт18 (хлороформ) 10 мг/мл
К -во К-во личинок в %
Пара личинок в контроле образце выжив ших % выживш Смерт Наличие нейротокс ичности, %
ллел ь вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. личино к в контро ле их личинок в образце ность, А,%
1 28 2 20 6 0
2 27 1 19 9 0 93 71 22 0
3 30 2 20 9 0
Ср 28 2 20 8 0
Таблица 9.
Экстракт А. ргосвп/огтЬБ (хлороформ) 5 мг/мл
Пара К-во К-во личинок в % % Смерт Наличие
ллел личинок в образце выжив выживш ность,
ь контроле ших их А,% нейротокс
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. личино к в контро ле личинок в образце ичности, %
1 28 2 20 7 0 93 76 17 0
2 27 1 22 7 0
3 30 2 25 6 0
Ср 28 2 22 7 0
Таблица 10.
Экстракт А. ргосвп/огтЬБ (хлороформ) 1 мг/мл
Пара К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших % выживш Смерт Наличие нейротокс ичности, %
ллел ь вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. личино к в контро ле их личинок в образце ность, А,%
1 28 2 25 4 0
2 27 1 21 6 0 93 86 7 0
3 30 2 27 4 0
Ср 28 2 24 4 0
Экст
закт А. ргосеп/огтЬБ (этилацетат) 10 мг/мл
Таблица 11.
Пара К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших % выживш Смерт Наличие нейротокс ичности, %
ллел ь вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. личино к в контро ле их личинок в образце ность, А,%
1 30 1 16 17 0
2 26 1 16 15 0 96 50 46 0
3 29 1 14 14 0
Ср 28 1 15 15 0
Таблица 12.
Экстракт А. ргосвп/огтЬБ (этилацетат) 5 мг/мл
Пара К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших % выживш Смерт Наличие нейротокс ичности, %
ллел ь вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. личино к в контро ле их личинок в образце ность, А,%
1 30 1 15 7 0
2 26 1 17 8 0 96 68 28 0
3 29 1 19 8 0
Ср 28 1 17 8 0
Таблица 13.
Экстракт A. proceriformis (этилацетат) 1 мг/мл
Пара К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших % выживш Смерт Наличие нейротокс ичности, %
ллел ь вы поги вы поги личино к в их личинок ность, А,%
ж. б. ж б. пар. контро ле в образце
1 30 1 25 6 0
2 26 1 23 5 0 96 79 17 0
3 29 1 21 8 0
Ср 28 1 23 6 0
Таблица 14.
Экстракт A. proceriformis (этанол) 10 мг/мл
Пара К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших % выживш Смерт Наличие нейротокс ичности, %
ллел ь вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. личино к в контро ле их личинок в образце ность, А,%
1 30 1 20 8 0
2 26 1 23 5 0 96 79 17 0
3 29 1 25 5 0
Ср 28 1 23 6 0
Экстракт Artemisia proceriformis
Таблица 1S.
Пара ллель К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших личино к в контро ле % выживш их личинок в образце Смерт ность, А,% Наличие нейротокс ичности, %
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар.
1 30 1 25 8 0 96 80 16 0
2 26 1 21 6 0
3 29 1 25 4 0
Ср 28 1 24 6 0
Экстракт Artemisia proceriformis ( Таблица 1i этанол) l мг/мл
Пара ллель К-во личинок в контроле К-во личинок в образце % выжив ших личино к в % выживш их личинок в образце Смерт ность, А,% Наличие нейротокс ичности, %
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар.
этанол) 5 мг/мл
контро ле
1 30 1 21 3 0 96 88 8 0
2 26 1 27 3 0
3 29 1 22 4 0
Ср 28 1 23 3 0
Анатомическое исследование A. proceriformis Krasch. (сем. Asteraceae)
Материалы и методы. При исследовании Artemisia proceriformis Krasch. (полынь кустарниковая) сухие образцы сырья размачивали в горячей воде и размягчали в смеси глицерин-спирт-вода дистиллированная в соотношении 1:1:1 [2; 4], кипятили в 5 %-ном водном растворе гидроксида калия. Изготавливали поверхностные препараты и срезы вручную. Рисунки выполняли при помощи аппарата РА-4М. При описании анатомического строения использовали принципы, изложенные в трудах В.Н. Вехова, Л.И. Лотовой [1; 3].
Анатомия. Клетки верхнего эпидермиса округлые, со слабо извилистыми стенками, нижнего эпидермиса — извилисто-стенные, больше по размеру (рис. 2). Устьица аномоцитного типа (окружены 4 и более клетками эпидермы) и встречаются на обеих сторонах листа. Эфирно-масличные железки округлой формы, приподнимаются над поверхностью эпидермиса.
Под нижним и верхним эпидермисом просматриваются темно-окрашенные вместилища схизогенного происхождения, овальной формы, в которых отмечено накопление эфирного масла. В некоторых неспециализированных паренхимных клетках наблюдаются капли эфирного масла.
Рисунок 2 - Препарат листа А. ргосеп/огтЬБ с поверхности. Ув. 10х15: ВЭ — верхний эпидермис, НЭ — нижний эпидермис, ВМ — вместилища с
эфирным маслом, 1 — основные клетки эпидермиса, 2 — эфирно-масличные железки, 3 — устьица, 4 — неспециализированные паренхимные клетки с
каплями эфирного масла
На поперечном срезе лист амфистоматический (столбчатый мезофил расположен под верхним и нижним эпидермисом) (рис. 3). Эпидермис мелкоклеточный, покрыт многочисленными эфирно-масличными железками. Столбчатый мезофил двухслойный, губчатый — представлен рыхлыми паренхимными клетками. Проводящая система представлена центральными и боковыми пучками. Пучки коллатеральные, закрытые. Ксилема расположена сверху, флоэма — снизу. Сверху пучки имеют «шапку» из тяжей склеренхимы.
Рисунок 3. Поперечный срез листа А. ргоеег1/огт1Б (схема). Ув. 10х15:1 — верхний эпидермис, 2 — нижний эпидермис, 3 — столбчатый мезофил, 4 — губчатый мезофил, 5 — склеренхима, 6 — ксилема, 7 — флоэма, 8 — эфирно-масличная железка, 9 — схизогенное вместилище
Цветки в цветочной корзинки полыни кустарниковой многочисленные, двух типов: центральный обоеполые и периферические — пестичные (рис. 4).
Обоеполый цветок — широко-колокольчатый, околоцветник сросшийся, хорошо видны 5 зубчиков в верхней части. Основание цветка — овальное, на нижней стороне виден след от крепления цветка в цветочной корзинке. поверхность покрыта многочисленными эфирно-масличными железками. пестичный цветок узко-трубчатый, эфирно-масличные железки сидячие и многочисленные. Эпидермис обоих типов цветков представлен мелкими прямоугольными клетками с прямыми стенками. Опушение не наблюдается.
Рисунок 4. Внешний вид обоеполого и пестичного цветка А. ргосеп/огтЬБ. Ув. 5х10,10х15: А — обоеполый цветок, Б — эпидермис венчика цветка, В — пестичный цветок, 1 — основные клетки эпидермиса, 2 — эфирномасличные железки
Листочки обвертки наружные — эллиптические; внутренние — широкоэллиптические, У обоих типов центральные части травянистые, по краям — пленчатые (рис. 5).
Рисунок 5. Строение эпидермиса листочков обвертки А. ргосеп/огтЬБ. Ув.
5х10,10х15: А — внешний вид листочка обвертки, Б — эпидермис пленчатого края, В — эпидермис травянистой части, 1 — основные клетки эпидермиса, 2 — эфирно-масличные железки
По поверхности листочков обвертки разбросаны многочисленные эфирномасличные железки, приподнимающиеся над поверхностью. Поверхность густо опушена простыми одноклеточными трихомами, формирующими белое войлочное опушение.
Стебель на поперечном срезе округло-ребристый. По периферии стебель покрыт 1 -слойным эпидермисом. Углы занимают участки уголковой колленхимы, зона хлоренхимы имеет кольцевое строение. К ней с внутренней стороны плотно прилегает эндодерма (рис. 6).
Проводящая система пучкового типа. Пучки коллатеральные, закрытые, сверху имеют тяж из склеренхимы. Центральная часть заполнена паренхимными клетками.
Рисунок 6. Поперечный срез стебля А. ргосеп/огтЬБ. Схема. Ув. 5х10:1 — эпидермис, 2 — колленхима, 3 — хлоренхима, 4 — склеренхима, 5 — флоэма,
6 — ксилема, 7 — паренхима
Таким образом, типичными элементами анатомического строения полыни кустарниковидной являются: форма клеток эпидермиса, клетки с каплями эфирного масла, размещение вместилищ и отсутствие опушения.
Список литературы:
1. Вехов В.Н., Лотова Л.И., Филин В.Р. Практикум по анатомии и морфологии высших растений. М.: МГУ, 1980. — 560 с.
2. Долгова А.А., Ладыгина Е.Я. Руководство к практическим занятиям по фармакогнозии. М.: Медицина, 1977. — 255 с.
3. Лотова Л.И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений. М.: КомКнига, 2007. — 512 с.
4. Прозина М.Н. Ботаническая микротехника. М.: Высшая школа, 1960. — 206 с.
5. СYлеймен Е.М. Компоненты Peusedanum morisonii Bess. и их антимикробная и цитотоксическая активность // Химия природ. соедин., 2009. — 45(5). — С. 710—711 [Chemistry of Natural Compounds, 2009. — Vol. 45- 5. — Р. 710—711].
6. СYлеймен Е.М., Ткачев А.В., Адекенов С.М. Состав эфирного масла некоторых видов полыней // Химия природ. соедин., 2010. — С.115—118 [Chemistry of Natural Compounds, — 2010. —Vol. 46-1. — C. 135—139].
7. Флора Казахстана. Т. 9. Алма-Ата: Наука, 1966. — 520 с.
8. Sawant O., Kadam V.J., Ghosh R. In vitro Free Radical Scavenging and Antioxidant Activity of Adiantum lunulatum // Journal of Herbal Medicine and Toxicology. — 2009. — № 3(2). — P. 39—44.
9. Suleimen Ye.M., Machmudah S., Ishmuratova M.Y., Sasaki M., Goto M. Composition of supercritical CO2-extracts of Artemisia species from Kazakhstan / VII Международная научно-практическая конференция: сборник материалов Караганды, 2010. — С. 257—263.
