Элементный состав Patrinia scabiosifolia Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ФАРМАКОЛОГИЯ И ФАРМАЦИЯ PHARMACOLOGY AND PHARMACY

DOI: 10.29413/ABS.2018-3.3.27 УДК 615.322:[582.971.3:581.192]

Привалова Е.Г., Яковлева В.А.

ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ PATRINIA SCABIOSIFOLIA

ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России

(664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1, Россия)

Обоснование. В профилактике и коррекции стресс-индуцированных состояний надёжно зарекомендовали себя растительные препараты. В частности, препараты, содержащие сырьё Valeriana officinalisL. Исследования с целью расширения ассортимента растительных препаратов для решения вопроса персонализациилечения имеют актуальный характер. В связи с этим обоснованным является фармакогностическое изучение патринии скабиозолистной (Patrinia scabiosifolia) как близкого вида с точки зрения хемотаксономии и опыта традиционной медицины.

Цель исследования: Изучить минеральный состав надземных органов Patrinia scabiosifolia Fisch. ex Link. Методы. Объекты исследования - листья и цветки Patrinia scabiosifolia Fisch. ex Link, собранные в период начала вегетации и цветения (соответственно) в различных регионах Иркутской области и Забайкальского края. Многоэлементный анализ проведён на квадрупольном ICP-MS масс-спектрометре Agilent 7500се с использованием микропроточного распылителя и системы ввода образцов. В качестве внешних стандартов был применён образец байкальской воды и многоэлементные стандартные растворы ICP-MS-68A-A и ICP-MS-68A-B. Содержание химических элементов устанавливали по органам в пересчёте на сухую биомассу. Анализу подвергались результаты количественного содержания минеральных компонентов не менее 100 мкг/кг и относительной ошибкой определения не более 5 %.

Результаты. В результате исследованияустановили содержание 8 макро-и 64 микро- иультрамикроэлемен-тов в образцах листьев и цветков Patrinia scabiosifolia. Из них 13 элементов отнесены к эссенциальным и условно-эссенциальным - Cu, Fe, I, Co, Cr, Mn, Mo, Se, Zn, Al, B, V, Co, Si. Содержание магния в исследуемых образцах близко к содержанию этого элемента в сырье валерианы лекарственной.

Заключение. Изучен состав и содержание химических элементов в цветках и листьях Patrinia scabiosifolia, произрастающей на территории Восточной Сибири. Установлено сходство минерального состава исследуемых образцов и сырья валерианы лекарственной. Ключевые слова: химические элементы, Patrinia scabiosifolia

Для цитирования: Привалова Е.Г., Яковлева В.А. Элементный состав Patrinia scabiosifolia. Acta bio-medica scientifica, 3 (3), 176-180, DOI 10.29413/ABS.2018-3.3.27.

THE ELEMENTAL COMPOSITION OF PATRINIA SCABIOSIFOLIA

Privalova E.G., Yakovleva V.A.

Irkutsk State Medical University (ul. Krasnogo Vosstania 1, Irkutsk 664003, Russian Federation)

Background. Pharmacognoscopic study of Patrinia scabiosifolia as a species close to chemotaxonomy and the experience of traditional medicine with Valeriana officinalis L., is an urgent task. Aim. To study the mineral composition of the aerial organs of Patrinia scabiosifolia Fisch. ex Link. Materials and methods. Objects of research - leaves and flowers of Patrinia scabiosifolia Fisch. The multi-element analysis was performed on an ICP-MS quadrupole Agilent 7500ce mass spectrometer using a micro-flow nebulizer and a sample introduction system. As external standards, a sample of Baikal water and multicell standard solutions ICP-MS-68A-A and ICP-MS-68A-B were used. The analysis was made of the results of quantitative content of mineral components of at least 100 ¡¡g/kg and a relative error of determination of not more than 5 %. Results. As a result of the study, the content of 8 macro- and 64 micro- and ultra-microelements was determined in the samples of leaves and flowers of Patrinia scabiosifolia. Of these, 13 elements are classified as essential and conditionally essential - Cu, Fe, I, Co, Cr, Mn, Mo, Se, Zn, Al, B, V, Co, Si. The magnesium content in the test samples is close to the content of this element in Valeriana officinalis.

Conclusion. The composition and content of the chemical elements in the flowers and leaves of Patrinia scabiosifolia, which grows on the territory of Eastern Siberia, has been studied. The similarity of the mineral composition of the samples studied and the row of Valeriana officinalis is similar. Key words: chemical elements, Patrinia scabiosifolia

For citation: Privalova E.G., Yakovleva V.A The elemental composition of Patrinia scabiosifolia. Acta bio-medica scientifica, 3 (3), 176-180, DOI 10.29413/ABS.2018-3.3.27.

В современных условиях от человека требуется постоянная собранность, концентрация внимания, мобилизации физических и моральных сил. Это, в свою очередь, приводит к возникновению многих психоэмоциональных проблем, таких как расстройства сна, невротические и депрессивные состояния. Для профилактики таких состояний, а также для их коррекции широко используются растительные препараты, которые контролируют состояние нервной системы. При этом они не вызывают привыкания, эффекта отмены, действуют мягко, надёжно и не имеют выраженных побочных эффектов [1]. Из растительных объектов достаточно популярна валериана лекарственная (Valeriana officinalis L.). Валериана лекарственная снижает рефлекторную возбудимость в центральных отделах нервной системы, усиливая тормозные процессы в нейронах корковых и подкорковых структур головного мозга. Валериана не только не вызывает супрессии центральной нервной системы, но и обладает антиневротическим, противо-астеническим и общеукрепляющим эффектами. В настоящее время несмотря на богатую и длинную историю применения валерианы лекарственной учёные-исследователи не оставляют это растение и проводят его всестороннее фармакологическое и фармакогностическое изучение [2, 3, 6]. Для расширения ассортимента растительных препаратов по принципу хемотаксономии целесообразно определить перспективность внедрения в медицину других представителей семейства Valerianaceae. А именно патринии скабиозолистной (Patrinia scabiosifolia Fisch. ex Link), которая в корейской и тибетской медицине применятся довольно давно в качестве седативного и адаптогенного средства.

Патриния скабиозолистная (Patrinia scabiosifolia Fisch. ex Link) - многолетнее травянистое растение; вид рода Патриния. Высота растения до 1,20 м, стеблевые листья лировидно-перисторассечённые, с четырьмя парами боковых, цельных или редко-зубчатых сегментов, с более крупной зубчатой или лировидно-надрезанной конечной долей, с обеих сторон голые или снизу по жилкам опушённые. Нижние листья рано отмирают. Соцветие щитковидное, цветки мелкие, жёлтые. Ареал патринии скабиозолистной охватывает территорию Восточной Сибири, юга Дальнего Востока России (Амурская область, южная часть Хабаровского края. Приморский край), остров Сахалин, южные Курильские острова, Японию, полуостров Корея, Китай и восточную часть Монголии [5]. Изучен состав БАВ надземных органов патринии скабиозолистной. Установлено, что действующими веществами являются флавоноиды. фенолкарбоно-вые кислоты, таниды и сапонины [8, 9, 10].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить минеральный состав надземных органов Patrinia scabiosifolia Fisch. ex Link.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объекты исследования - листья и цветки Patrinia scabiosifolia Fisch. ex Link, собранные в период начала вегетации и цветения (соответственно) в различных

регионах Иркутской области и Забайкальского края. Сушка произведена естественным способом.

Микроэлементный анализ провели в центре коллективного пользования «Ультрамикроанализ» в Лимнологическом институте СО РАН на базе отдела ультраструктуры клетки, лаборатории хроматографии, лаборатории гидрохимии и химии атмосферы наук (г. Иркутск). Многоэлементный анализ проведён с помощью наиболее распространённого аналитического метода - масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС анализ).

Операции взвешивания проводили на аналитических весах Mettler Toledo AG 104 (погрешность взвешивания ± 0,0003 г). Навески для исследования по 50 мг помещали в предварительно взвешенные полипропиленовые одноразовые пробирки объёмом 15 мл с плотно закручивающимися крышками (Greiner bio-one, Cat. № 188271, Германия). В каждую пробирку добавляли по 1 мл азотной кислоты 72%, дважды очищенной с помощью суббойлинговой системы перегонки кислот (DST-1000 Sub-Boiling Distillation System, Savillex Corporation, Япония). Далее пробирки помещали в ультразвуковую термостатируемую ванну (Bandelin RK 100 Sonorex Super, Bandelin Electronic GmbH & Co, Германия) при температуре 70-90 °С на 30 минут. Затем в пробирки, в которых произошло полное растворение образцов, добавили по 0,4 мл раствора перекиси водорода 30% (ОСЧ 8-4, ЗАО «Реактив», Санкт-Петербург) и помещали в ультразвуковую ванну при вышеописанных условиях. После разложения объём пробирок доводили до 15 мл водой очищенной и вновь помещали в ультразвуковую ванну. По истечении 30 минут пробирки выдерживали 12 часов при комнатной температуре, взвешивали. Расчётное содержание азотной кислоты в растворах составило 2 %, а коэффициент разбавления - 300.

Полученные растворы переносили в центрифужные полипропиленовые пробирки объёмом 2 мл (Axygen MCT-200-C, Axygen Scientific, Union City, California, США) и центрифугировали на центрифуге MiniSpin (Eppendorf AG, Hamburg, Германия) в течение 10 минут при скорости вращения ротора 13 400 об./ мин. Надосадочную жидкость в объёме 1,8 мл весовым методом переносили в другие центрифужные пробирки и добавляли внутренний стандарт - по 40 мкл рабочего раствора индия (In = 477, 65 ppb, приготовлен из стандартного раствора In = 989 ppm (Sigma-Aldrich, Германия). Концентрация In (~ 10 ppb) в каждом образце рассчитывалась исходя из весовых значений смешиваемых растворов. Холостые пробы готовили аналогично. При расчёте и анализе учитывали, что используемый способ пробоподготовки не гарантирует полного извлечения кремния из растительного сырья.

Подготовленные растворы измеряли на квадру-польном ИСП-МС масс-спектрометре Agilent 7500ce. Система ввода проб: микропоточный полипропиленовый распылитель (400 мкл/мин, самораспыление), полипропиленовая распылительная камера, кварцевая горелка с системой ShieldTorch. Измерения проводили в режиме «горячей плазмы» (мощность генератора плазмы 1580 Вт).

Измерение растворов проводили в сканирующем режиме - 3 канала на массу, 0,05 с на канал, общее время сканирования масс-спектра - 55 с. Промывка между пробами - 50 с, между пробами и калибровочным стандартным раствором - 200 с.

В качестве внешних стандартов был применён образец байкальской воды и многоэлементные стандартные растворы !СР-М^-68А-А и 1СР-М^-68А-В.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В результате исследований в листьях и цветках патринии скабиозолистной обнаружено 72 вещества. Установлено, что изучаемые органы различаются по уровню содержания изучаемых химических элементов. При этом в листьях и цветках патринии скабио-золистной, собранной в Иркутской области и Забай-

Таблица 1

Содержание химических элементов в сухих образцах листьев и цветков патринии скабиозолистной

по результатам ICP-MS анализа, мкг/г

Table 1

The content of chemical elements in dry samples of leaves and flowers of Patrinia scabiosifolia,

the results of ICP-MS analysis, yg/g

Элемент ПО* Цветки Листья Элемент ПО Цветки Листья

Макроэлементы Микро- и ультрамикроэлементы

Ca 6000 6400000 10100000 Li 0,6 53 103

Cl 6000 430000 370000 Lu 0,03 0,24 0,39

Fe 1000 112000 110000 Mn 8 38000 38000

K 400 > 7800000 > 8500000 Mo 1 161 2200

Mg 400 3100000 3300000 Na 300 13600 11900

P 40000 3400000 1550000 Nb 0,04 5,2 5,7

S 600000 2900000 2700000 Nd 0,3 43 52

Si 8000 155000 210000 Ni 8 12500 5900

Микро- и ультрамикроэлементы Pb 5 54 73

Ag 0,4 1,3 1,1 Pd 0,5 1,7 1,8

Al 200 28000 29000 Pr 0,04 12,5 13,3

As 0,9 80 83 Pt 0,2 0,2 <0.2

Au 0,1 1,3 0,14 Rb 0,4 18200 10000

B 50 19000 12500 Re 0,07 0,11 0,09

Ba 10 2900 35000 Rh 0,05 2,8 2

Be 0,4 1,7 4 Ru 0,2 <0.2 <0.2

Bi 0,2 18 35 Sb 3 9 9

Br 200 3100 3800 Sc 5 300 370

Cd 0,3 14 41 Se 20 60 80

Ce 0,1 104 116 Sm 0,1 7,6 10

Co 2 3000 910 Sn 0,5 8,4 6,8

Cr 30 210 410 Sr 30 17600 44000

Cs 0,05 116 39 Ta 0,07 1,2 0,9

Cu 100 9100 4100 Tb 0,02 1,1 1,4

Dy 0,07 3,6 5,6 Te 2 <2 <2

Er 0,08 1,6 3 Th 0,09 12,5 12,7

Eu 0,06 1,6 4,7 Ti 20 2500 2700

Ga 0,2 32 21 Tl 0,05 0,8 1,9

Gd 0,06 15 16 Tm 0,03 0,19 0,38

Ge 0,5 2,1 1,6 U 0,2 2,2 3,3

Hf 0,09 3,8 2,6 V 2 86 102

Hg 1 1,9 8 W 0,4 13 130

Ho 0,05 0,59 1,2 Y 0,06 16,6 32

I 30 159 163 Yb 0,06 1,7 2,2

Ir 0,06 <0.06 0,09 Zn 100 29000 17100

La 0,2 49 66 Zr 0,3 35 40

Примечание. ПО - пределы обнаружения.

Таблица 2

Сравнительное содержание микро- и ультрамикроэлементов в сухих образцах цветков и листьев патринии скабиозолистной

Table 2

Comparative content of micro - and ultramicroelements in the dried samples of flowers and leaves of Patrinia scabiosifolia

Надземный орган Элементы

Цветки S>Si>Fe>Mn>Ba>Zn>Al>B>Rb>Sr>Ni>Cu>Br>Co>Ba>Ti>Sc>Cr>Mo>I>Cs>Ce>V>As>Se>Pb>Li>La>Nd>Zr>Ga>Bi

Листья S>Si>Fe>Sr>Mn>Ba>Al>Zn>B>Rb>Ni>Cu>Br>Ti>Mo>Co>Cr> Sc>I>W>Ce>Li>V>As>Se>Pb>La>Nd>Cd>Zr>Cs>Bi

Ca Cl Fe K Mg Na P S Si

□ Валерианы лекарственной корневища с корнями 1,8 0 0,0002 0,87 0,33 0,05 0,16 0 0

□Листья патринии скабиозолистной 1,01 0,037 0,011 0,85 0,33 0,01 0,16 0,27 0,021

□ Цветки патринии скабиозолистной 0,64 0,043 0,012 0,78 0,31 0,01 0,34 0,29 0,016

Рис. 1. Сравнительный анализ макроэлементов в надземных органах патринии скабиозолистной и корневищах с корнями валерианы лекарственной, %.

Fig. 1. Comparative analysis of macroelements in aboveground organs Patrinia scabiosifolia and rhizomes with roots Valeriana officinalis L., %.

кальском крае, содержание токсичных элементов не превышает установленных предельно-допустимых концентраций согласно нормам СанПин 2.3.2.1078-01.

Содержание макро-, микро- и ультрамикроэлементов по органам в пересчёте на сухую биомассу представлены в таблице 1. В таблице 2 представлены убывающие ряды по содержанию химических элементов. Анализу подвергались результаты количественного содержания минеральных компонентов не менее 100 мкг/кг и относительной ошибкой определения не более 5 %.

Содержание токсичных элементов Cd, РЬ) не превышало предельно-допустимых концентраций для лекарственных препаратов растительного происхождения (СанПин 2.3.2.1078-01).

В листьях и цветках обнаружено 13 эссенциаль-ных и условно-эссенциальных минеральных компонентов - Си, Fe, I, Со, Сг, Мп, Мо, Se, Zn, А1, В, V, Со, Si.

При проведении сравнительного анализа содержания биологически значимых макроэлементов в надземных органах патринии скабиозолистной и валерианы лекарственной корневищах с корнями установлена следующая закономерность, представленная на рисунке 1.

Анализ данных позволяет сделать вывод, что листья и цветки патринии скабиозолистной по составу и содержанию макроэлементов близки к сырью

валерианы лекарственной. В частности, выражено содержание магния. Этот факт представляет особый интерес в плане доказанной роли данного элемента в защите нервной системы от разрушительных стрессов и в поддержании пластических процессов в нервной ткани. Магний выполняет функцию естественного антистрессового фактора, тормозит развитие процессов возбуждения в центральной нервной системе и снижает чувствительность организма к внешним раздражителям. С дефицитом магния связывают синдром хронической усталости, вегетативную дисфункцию, снижение внимания, депрессии, страх, головокружение, нарушения сна и др. [4, 7]. Элементы С1, S и Si в официнальном сырье не обнаружены, что связано, по-нашему мнению, с различием в видах морфологических групп анализируемых объектов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В целом отмечается, что в исследуемых образцах патринии скабиозолистной содержание эссенциаль-ных и условно-эссенциальных элементов близко к содержанию этих компонентов в корневищах с корнями валерианы лекарственной.

Изучен состав химических элементов цветков и листьев патринии скабиозолистной, произрастающей на территории Восточной Сибири. Сходство мине-

рального состава в качественном и количественном отношениях позволяет установить перспективность дальнейшего изучения химического состава и установления спектра фармакологического действия сырья патринии скабиозолистной как стресс-протективного и седативного средства.

Авторы данной статьи сообщают об отсутствии конфликта интересов.

ЛИТЕРАТУРА REFERENCES

1. Мамонтова Е.С. Управление психоэмоциональным состоянием как фактор развития успешного человека // Волгоградский научно-медицинский журнал. - 2008. - № 2.- С. 11-13.

Mamontov ES. (2008). Control a psychoemotional state as a factor in the development of a successful person [Upravlenie psikhoemotsional'nym sostoyaniem kak faktor razvitiya uspeshnogo cheloveka]. Volgogradskiy nauchno-meditsinskiy zhurnal, (2), 11-13.

2. Панченко С.В., Забелина С.К., Фурса Н.С. Изучение компонентного состава эфирного масла Valeriana officinalis L., произрастающей в Закарпатье / / Вестник Воронежского государственного университета». Серия: Химия. Биология. Фармация». - 2014. - № 2. -С. 115-120.

Panchenko SV, Zabelina SK, Fursa NS. (2014). Study of the component composition of essential oil of Valeriana officinalis L. growing in Transcarpathia [Izuchenie kom-ponentnogo sostava efirnogo masla Valeriana officinalis L., proizrastayushchey v Zakarpat'e]. Vestnik Voronezh-skogo gosudarstvennogo universiteta». Seriya: KHimiya. Biologiya. Farmatsiya», (2), 115-120.

3. Рачина С.А., Рачин А.П. Валериана, мелисса и мята в терапии тревожных расстройств и нарушений сна: обзор клинических исследований // Лечащий врач. - 2016. - № 6. - С. 61.

Rachina SA, Rachyn AP. (2016) Valerian, lemon balm and peppermint in the treatment of anxiety disorders and sleep disorders: review of clinical trials [Valeriana, melissa i myata v terapii trevozhnykh rasstroystv i narusheniy sna: obzor klinicheskikh issledovaniy]. Lechashchiy vrach, (6), 61.

4. Торшин И., Громова О. Экспертный анализ данных в молекулярной фармакологии. - M.: МЦНМО, 2012. - 747 с.

Torshin I, Gromova O. (2012). Expert analysis of data in molecular pharmacology [Ekspertnyy analiz dannykh v molekulyarnoy farmakologii]. Moskva, 747 p.

5. Флора Сибири. Т. 12: Solanaceae - Lobeliaceae / Сост. А.В. Положий, С.Н. Выдрина, В.И. Курбатский и др. В 14 т. - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996. - 208 с.

Polozhii AV, Vydrina SN, Kurbatsky VI. (1996). Flora of Siberia. Vol. 12: Solanaceae - Lobeliaceae [Flora Sibiri. Tom 12. Solanaceae - Lobeliaceae]. Novosibirsk, 208 p.

6. Фурса Н.С., Караванова Е.Н. Сравнительный анализ элементного, углеводного и аминокислотного состава подземных органов валерианы лекарственной // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. - 2013. - № 3.-С. 143-147.

Fursa NS, Karavanova EN. (2013). Comparative analysis of the elemental, carbohydrate and amino acid composition of underground organs of Valerian [Sravnitel'nyy analiz elementnogo, uglevodnogo i aminokislotnogo sostava podzemnykh organov valeriany lekarstvennoy]. Rossiyskiy mediko-biologicheskiy vestnik imeni akademika I.P. Pavlova, (3),143-147.

7. Хотимченко С.А., Спиричев В.Б. Микронутриен-ты - важнейший фактор сбалансированного питания // Гинекология. - 2002. - Т. 4, № 3. - С. 137-138.

Khotimchenko SA, Spirichev VB. (2002). Micronu-trients - the most important factor of a balanced diet [Mikronutrienty - vazhneyshiy faktor sbalansirovannogo pitaniya]. Ginekologiya, (4, 3), 137-138.

8. Яковлева В.А. Полифенольный комплекс па-тринии скабиозолистной // Сборник материалов VII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов с международным участием «Молодая фармация - потенциал будущего» (24-27 апреля 2017 г.). - СПб., 2017. - C. 807-809.

Yakovlev VA. (2017). Polyphenol complex of Patrinia scabiosifolia [Polifenol'nyy kompleks patrinii skabio-zolistnoy]. Sbornik materialov VII Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii studentov i aspirantov s mezhdunarodnym uchastiem «Molodaya farmatsiya - potentsial budushche-go» (24-27 aprelya 2017g.). Sankt-Peterburg, 807-809.

9. Gao L, Zhang L, Wang LM, Liu JY, Cai PL, Yang SL. (2012). New triterpenoid saponins from Patrinia scabiosifolia. J Asian Nat Prod Res., 14 (4), 333-341. DOI: 10.1080/10286020.2011.653685

Сведения об авторах Information about the authors

Привалова Елена Геннадьевна - кандидат фармацевтических наук, доцент, доцент кафедры фармакогнозии и ботаники, ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России (664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1, тел. (3952) 24-38-25; e-mail: e.goryachkina@ismu.baikal.ru)

Privalova Elena Gennadievna - Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor at the Department of Pharmacognosy and Botany, Irkutsk State Medical University (664003, Irkutsk, ul. Krasnogo Vosstaniya, 1; tel. (3952) 24-38-25; e-mail: e.goryachkina@ismu.baikal.ru)

Яковлева Вероника Александровна - аспирант кафедры фармакогнозии и ботаники, ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России

Yakovleva Veronika Aleksandrovna - Postgraduate at the Department of Pharmacognosy and Botany, Irkutsk State Medical University