91УДК 581.192
Васильева Айна Григорьевна Vasileva Aina Grigorevna
Магистрант Master student
ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет имени М. К. Аммосова»
M. K. Ammosov North-Eastern Federal University
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ХВОЙНЫХ
РАСТЕНИЙ ЯКУТИИ
BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES OF CONIFEROUS
PLANTS OF YAKUTIA
Аннотация. Возрастание интереса среди населения к биологически активным добавкам, а также к народной медицине в целом объясняется относительно малой токсичностью растительных препаратов, возможностью длительного приема, легкой усвояемостью, широким спектром терапевтического действия [1], а также рядом других факторов. Однако, из-за высокого спроса наблюдается нехватка новых перспективных растений. По этой причине обусловлена актуальность исследования растений, еще не включенных в официальную медицину. Объектами исследования данной работы являются хвойные растения, распространенные в Республике Саха (Якутия) - Juniperus communis, Pinus pumila и Pinus sylvestris. Данные виды являются широко применяемым лекарственным растительным сырьем среди местного населения Якутии. Также известно, что Дальний Восток России имеет огромные ресурсы P. pumila для использования в медицинских целях. В частности, Республика Саха (Якутия) имеет 15220,8 тыс. га площади древостоев с преобладанием P. pumila [2]. В ходе работы были представлены результаты количественного изучения хвои Juniperus communis, Pinus pumila и Pinus sylvestris на основные классы биологически активных веществ (дубильные вещества, органические кислоты, фенольные соединения, флавоноиды).
Abstract: The growing interest among the population in biologically active additives, as well as in traditional medicine in general, is explained by the relatively low toxicity of herbal preparations, the possibility of long-term use, easy digestibility, a wide range of therapeutic action [1], as well as number of other factors. However, due to high demand, there is a shortage of new promising plants. For this reason, the relevance of the study of plants that have not yet been included in official medicine is determined. The objects of study of this work are conifers common in the Republic of Sakha
XМеждународная научно-практическая конференция (Yakutia) - Juniperus communis, Pinus pumila and Pinus sylvestris. These species are widely used medicinal plant materials among the local population of Yakutia. It is also known that the Russian Far East has huge resources of P. pumila for medical use. In particular, the Republic of Sakha (Yakutia) has 15,220.8 thousand hectares of stands with a predominance of P. pumila [2]. In the course of the work, the results of a quantitative study of the needles of J. communis, P. pumila and P. sylvestris for the main classes of biologically active substances (tannins, organic acids, phenolic compounds, flavonoids) were presented.
Ключевые слова: этнофармакология, Juniperus communis, Pinus pumila, Pinus sylvestris, БАВ, фенольные соединения, химический скрининг.
Key words: ethnopharmacology, Juniperus communis, Pinus pumila, Pinus sylvestris, biologically active substances, phenolic compounds, chemical screening.
Информация о финансировании. Результаты были получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России (FSRG-2020-0019) и при поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-09-00361.
Information on financing. The results were obtained as part of the implementation of the state task of the Ministry of Education and Science of Russia (FSRG-2020-0019) and with the support of the Russian Federal Property Fund in the framework of the scientific project No. 19-09-00361.
Введение. Общеизвестно, что хвоя содержит большое количество биологически активных веществ, поэтому издревле применяется при самых различных заболеваниях, особенно часто находит применение при авитаминозах. В якутской народной медицине наиболее широко распространена практика лечения дыхательной системы с помощью ингаляций, также довольно часто настойку пыльцы P. sylvestris применяют при туберкулезе легких. Хвоя J. communis в якутской культуре часто применяется для окуривания помещений, так как считается, что данное растение способно избавляться от негативной энергии. Также находит применение при желтухе, увеличении печени и при холецистиде [3].
В общедоступной литературе много данных о содержании терпенов в составе P. pumila и J. communis [4,5], однако мало информации касательно
141
XМеждународная научно-практическая конференция фенольных соединений, несмотря на их высокую антиоксидантную активность
[6]. Известно, что эфирное масло хвои P. pumila богато монотерпенами, с
преобладанием а-пинена [7], но химический состав часто различается в
зависимости от условий прорастания и места локализации [7,8]. Имеются
сведения о наличии в коре редкого стробан дитерпеноида и тритерпеноидов
серратанового типа [9].
Целью исследования является анализ химических составов хвои P. sylvestris, P. pumila и J. communis, произрастающих в Якутии.
Материалы и методы. Образцы хвои J. communis были собраны в Вилюйском улусе (Республики Саха (Якутия), 30.07.2020, 63°46'49"N 122°09'15"E), образцы хвои P. sylvestris в Вилюйском улусе (Республики Саха (Якутия), 20.07.2020, 63°45'N 121°37'E). образцы хвои P. pumila в Верхоянском районе (Республики Саха (Якутия), 03.07.2019, 67°09'10.6"N, 134°41'21.5"E). Сбор, сушка и хранение растительного сырья осуществлялись согласно требованиям, описанным в ГФ XIII [10]. Измельченное сырье экстрагировали 70% этанолом (соотношение 1:40) при 80 °С. Спектрофотометрические исследования проводили на спектрофотометре СФ-2000 (ОКБ Спектр, Санкт-Петербург). Для изучения химического состава исследуемого объекта были использованы методы качественного анализа на содержание групп соединений [10], методика определения дубильных веществ [10], методика определения органических кислот [11], методика определения фенольных соединений [12].
Результаты и обсуждение. В ходе количественного анализа на основные виды биологически активных веществ в водном экстракте P. pumila установлено количественное содержание: дубильных веществ - 0,60%; органических кислот - 0,10%. Общее содержание фенольных соединений, определенных методом Фолина-Чокальтеу в 70% этаноловом экстракте хвои P. pumila составляет 32,01%, в водном экстракте - 7,48%. При спектрофотометрическом изучении 70% этанолового экстракта P. pumila в комплексе с хлоридом алюминия был выявлен максимум поглощения Xmax = 407 нм, что является близким по
значению максимумом поглощения комплекса рутина с раствором хлорида алюминия (рис.1).
<«D>»
i ■......
; ;
: ;
; :
; ! \>
i 1
Длина волны, нм
300 320 340 360 380 400 420 440 460 480
Рис. 1. Дифференциальный спектр спиртового экстракта P. Pumila в комплексе с хлоридом алюминия (III)
В ходе количественного анализа на основные виды биологически активных веществ P. sylvestris установлено количественное содержание: дубильных веществ в хвое - 21,50%, органических кислот в хвое - 0,27%. Общее содержание фенольных соединений, определенных методом Фолина -Чокальтеу, в 70% этаноловом экстракте хвои P. sylvestris - 32,68%, в водном экстракте -15,05%. При спектрофотометрическом изучении 70% этанолового экстракта P. sylvestris в комплексе с хлоридом алюминия был выявлен максимум поглощения Xmax = 410 нм, что является близким по значению максимумом поглощения комплекса рутина с раствором хлорида алюминия (рис.2).
<«D>»
~ - -
f Г
V
Длина волны, нм
320 340 360 380 400 420 440 460 480
Рис. 2. Дифференциальный спектр спиртового экстракта P. sylvestris в комплексе с хлоридом алюминия (III)
Известно, что растения рода Pinus благодаря богатому флавоноидами и полифенолами составом, способны накапливать поллютанты и действовать в качестве показателя загрязнения среды [14, 15, 16]. В частности, была разработана методика определения полициклических ароматических углеводородов в хвое P. sylvestris и последующая апробация в мониторинге загрязнения атмосферы [13].
В ходе количественного анализа на основные виды биологически активных веществ J. communis установлено количественное содержание: дубильных веществ в хвое - 27,10%, органических кислот в хвое - 0,19%. Общее содержание фенольных соединений, определенных методом Фолина -Чокальтеу, в 70% этаноловом экстракте хвои J. communis - 35,71%, в водном экстракте -29,20%. При спектрофотометрическом изучении 70% этанолового экстракта J. communis в комплексе с хлоридом алюминия был выявлен максимум поглощения Xmax = 403 нм, что является близким по значению максимумом поглощения комплекса рутина с раствором хлорида алюминия (рис.3).
«D»
2.0
1.5 ■
1.0
0.0
-0.5
-1.0 -
j.......! : ......j....... ......i....... .......|.......j.......|....... _______;_______1_______!_______ .......!....... .......j....... .......j.......j
! : ! i ! I I ! i ] j
: : : : : :
! """"""Г""""" , I I !
! ! И | V ^ ! ! ! ! ! ! !
| 1 | ! !
Длина волны, нм
340 360 3S0 400 420 440 460 480
Рис. 3. Дифференциальный спектр спиртового экстракта J. Communis в комплексе с хлоридом алюминия (III)
Согласно литературным данным, главными фенольными компонентами экстракта J. communis являются рутин, апигенин, изоскутеллареин, гиполаетин, протокатеховая кислота [17]. Также в ходе эксперимента на раковых клетках различного происхождения было выявлено, что экстракт J. communis, состоящий из уникальной комбинации фенольных соединений, воздействует на раковые клетки с помощью специфических механизмов апоптоза [17].
Выводы. По результатам качественного анализа на содержание биологически активных веществ было установлено, что хвоя P. pumila, P. sylvestris и J. communis содержит дубильные вещества, катехины, фенольные соединения, полисахариды, тритерпеновые соединения.
В ходе спектрофотометрического анализа было выявлено, что у всех объектов исследования основным флавоноидом является рутин, который обладает рядом фармакологических свойств, включая антиоксидантное, цитопротекторное, вазопротекторное, антиканцерогенное, нейропротекторное и кардиозащитное действие [18, 19].
Данные по химическому составу подтверждают применение хвои P. pumila, P. sylvestris и J. communis в народной медицине якутов в качестве противовоспалительного средства.
XМеждународная научно-практическая конференция Библиографический список:
1. Shpatov A. V. et al. Lipophilic extracts from needles and defoliated twigs of Pinus pumila from two different populations //Chemistry & biodiversity. 2013. Т. 10. №. 2. P. 198-208.
2. Тагильцев Ю. Г., Выводцев Н. В., Колобанов К. А. Кедровый стланик-перспективное пищевое и лекарственное растение Дальнего Востока // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования. 2017. №. 12. С. 298300.
3. Макаров А. А. лекарственные растения Якутии. - Якутское кн. изд-во,
1970.
4. Хан В. А. и др. Моно-и сесквитерпеноиды живиц Pinus koraiensis и P. pumila. Кристаллическая структура 1в, 4аН, 7аН, 10рН-гвайан-5а, 14-диола // Химия природных соединений. 1980. №. 4. С. 505-510.
5. Ралдугин В. А., Пентегова В. А. Производные антикопаловой кислоты и другие новые соединения из живицы Pinus pumila // Химия природных соединений. - 1983. - №. 2. - С. 158-162.
6. Huyut Z., Beydemir §., Gü^in Í. Antioxidant and antiradical properties of selected flavonoids and phenolic compounds // Biochemistry research international. 2017. Т. 2017. P. 10.
7. Стародубов А. В., Домрачев Д. В., Ткачёв А. В. Состав эфирного масла кедрового стланика (Pinus pumila) из Хабаровского края // Химия растительного сырья. 2010. №. 1. С. 81-86.
8. Tsitsimpikou C. et al. Volatile needle terpenoids of six Pinus species // Journal of Essential Oil Research. 2001. Т. 13. №. 3. P. 174-178.
9. Langat M. K. et al. Pumilol, a Diterpenoid with a Rare Strobane Skeleton from Pinus pumila (Pinaceae) // Chemistry & biodiversity. 2018. Т. 15. №. 10. P. e1800056.
10. Государственная фармакопея Российской Федерации / МЗ РФ. XIII изд. Москва, 2015. 1470 с.
XМеждународная научно-практическая конференция
11. Оленников Д.Н., Танхаева Л.М., Николаева Г.Г., Маркарян А.А.
Методика количественного определения суммарного содержания органических кислот в растительном сырье // Растительные ресурсы.2004. Вып. 3.С. 112—116.
12. Singleton V. L., Orthofer R., Lamuela-Raventos R. M. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of folin-ciocalteu reagent //Methods in enzymology. Academic press. 1999. Т. 299. P. 152-178.
13. Горшков А. Г. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В ХВОЕ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (Pinus sylvestris L.) БИОМОНИТОРЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ //Журнал аналитической химии. - 2008. - Т. 63. - №. 8. - С. 880-886.
14. Maimoona A. et al. Analysis of total flavonoids and phenolics in different fractions of bark and needle extracts of Pinus roxburghii and Pinus wallichiana // Journal of Medicinal Plants Research. 2011.Т. 5. №. 13. P. 2724-2728.
15. Фуксман И. Л. и др. Фенольные соединения хвойных деревьев в условиях стресса // Лесоведение. 2015. №. 3. С. 4-10.
16. Gaggi C. et al. Chlorinated hydrocarbons in plant foliage: an indication of the tropospheric contamination level //Chemosphere. - 1985. - Т. 14. - №. 11-12. - P. 1673-1686.
17. Raasmaja A., Stenius U., Ghalali A. The Water Extract of Juniperus communis L. Induces Cell Death and Sensitizes Cancer Cells to Cytostatic Drugs through p53 and PI3K/Akt Pathways //International journal of molecular sciences. -
2019. - Т. 20. - №. 9. - P. 2054.
18. Javed H. et al. Rutin prevents cognitive impairments by ameliorating oxidative stress and neuroinflammation in rat model of sporadic dementia of Alzheimer type //Neuroscience. - 2012. - Т. 210. - P. 340-352.
19. Pavlou P. et al. Protective Effects of Pinus halepensis Bark Extract and Nicotine on Cigarette Smoke-induced Oxidative Stress in Keratinocytes //in vivo. -
2020. - Т. 34. - №. 4. - P. 1835-1843.
