Научная статья на тему 'Фенольные соединения и антибактериальное действие сухого экстракта золотарника кавказского (Solidago caucasica KEM. -nath. )'

Фенольные соединения и антибактериальное действие сухого экстракта золотарника кавказского (Solidago caucasica KEM. -nath. ) Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
432
123
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СУХОЙ ЭКСТРАКТ ЗОЛОТАРНИКА КАВКАЗСКОГО / ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ / ВЭЖХ / АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ / SOLIDAGO CAUCASICA KEM.-NATH / RY EXTRACT / PHENOLIC COMPOUNDS / HPLC / ANTIBACTERIAL ACTION

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Федотова Виктория Владимировна, Челомбитько Вячеслав Александрович, Постникова Надежда Васильевна

В статье представлены результаты исследования фенольных соединений сухого экстракта золотарника кавказского ( Solidago caucasica Kem.-Nath.), полученных методом ВЭЖХ. Впервые в экстракте идентифицированы рутин, лютеолин-7-гликозид, умбеллиферон, виценин, эскулетин, геспередин, галловая кислота, цикориевая кислота, хлорогеновая кислота, кофейная кислота. Изучено антибактериальное действие водных растворов сухого экстракта золотарника кавказского. Наиболее широкой спектр антибактериального действия и наибольшая его активность отмечена у 20%-ого водного раствора экстракта в отношении S. aureus, S. epidermidis, Bacillus subtilis, Вас. anthracoides, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Федотова Виктория Владимировна, Челомбитько Вячеслав Александрович, Постникова Надежда Васильевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Phenol compounds and antibacterial effect of the dry extract of Caucasian goldenrod (Solidago caucasica Kem.-Nath.)

In the paper are presented the results of research of phenolic compounds of a dry extract Goldenrod caucasian ( Solidago caucasica Kem.-Nath.), which were received by HPLC. For the first time in the extract there were identified rutin, luteolin-7-glycoside, umbelliferone, vicenin, esculetin, hesperedin, gallic acid, chicory acid, chlorogenic acid and caffeic acid. Antibacterial action of water solutions of the dry extract Solidago caucasica Kem.-Nath. was studied. By the widest a spectrum of antibacterial action and its greatest activity it is noted at 20% water solutions of the extract in relation S. aureus, S. epidermidis, Bacillus subtilis, Вас. anthracoides, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa.

Текст научной работы на тему «Фенольные соединения и антибактериальное действие сухого экстракта золотарника кавказского (Solidago caucasica KEM. -nath. )»

УДК Б15.015/.03

ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ СУХОГО ЭКСТРАКТА ЗОЛОТАРНИКА КАВКАЗСКОГО (SOLIDAGO CAUCASICA KEM.-NATH.)

В.В. Федотова, В.А. Челомбитько, Н.В. Постникова,

Пятигорский филиал ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет»

Федотова Виктория Владимировна - e-mail: [email protected]

В статье представлены результаты исследования фенольных соединений сухого экстракта золотарника кавказского (Solidago caucasica Kem.-Nath.), полученных методом ВЭЖХ. Впервые в экстракте идентифицированы рутин, лютеолин-7-гликозид, умбеллиферон, виценин, эскулетин, геспередин, галловая кислота, цикориевая кислота, хлорогеновая кислота, кофейная кислота. Изучено антибактериальное действие водных растворов сухого экстракта золотарника кавказского. Наиболее широкий спектр антибактериального действия и наибольшая его активность отмечены у 20%-го водного раствора экстракта в отношении S. aureus, S. epidermidis, Bacillus subtilis, Вас. anthracoides, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa.

Ключевые слова: сухой экстракт золотарника кавказского, фенольные соединения, ВЭЖХ,

антибактериальное действие.

In the paper are presented the results of research of phenolic compounds of a dry extract Goldenrod caucasian (Solidago caucasica Kem.-Nath.), which were received by HPLC. For the first time in the extract there were identified rutin, luteolin-7-glycoside, umbelliferone, vicenin, esculetin, hesperedin, gallic acid, chicory acid, chlorogenic acid and caffeic acid. Antibacterial action of water solutions of the dry extract Solidago caucasica Kem.-Nath. was studied. By the widest a spectrum of antibacterial action and its greatest activity it is noted at 20% water solutions of the extract in relation S. aureus, S. epidermidis, Bacillus subtilis, Вас. anthracoides, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa.

Key words: dry extract, Solidago caucasica Kem.-Nath., phenolic compounds,

HPLC, antibacterial action.

Введение

Эндем Кавказа - золотарник кавказский (БоИСадо саисаБ1са Кет.-1\1а№.) - многолетнее травянистое растение высотой до 70 см с мелкими желтыми цветками, собранными в колосовидное соцветие из сем. астровые (Asteraceae). Отличительными морфолого-анатомическими признаками этого вида и его сырья (травы) являются: 2-, 3-рядная обвертка, корзинки 15-20 мм шириной, цветоносы корзинок обычно без прицветников; клетки верхнего эпидермиса листа овальной, округлой или многогранной формы со слабоизвилистыми, равномерно утолщенными стенками, особенно на нижней стороне; морщинистость кутикулы выражена слабо; устьица расположены преимущественно на нижнем эпидермисе, околоустьичных клеток 4-5 (аномо-цитный тип); трихомы двух типов: железистые (короткие на одно-, двухклеточной ножке и с одноклеточной головкой) и простые (многоклеточные остроконусовидные, тонкостенные, с гладкой поверхностью) [1].

Трава золотарника кавказского нами была впервые изучена на содержание некоторых биологически активных веществ. Установлено, что в его сырье содержатся фенольные соединения (рутин, умбеллиферон, виценин, эскулетин, дигидрокумарин, геспередин, галловая кислота, цико-риевая кислота, хлорогеновая кислота, кофейная кислота) [2]; органические кислоты (лимонная, яблочная, янтарная) [3]; аминокислоты (аспарагиновая кислота, треонин, серин, глутаминовая кислота, глицин, аланин, валин, метионин, лейцин, изолейцин, тирозин, фенилаланин, гистидин, лизин, аргинин); 5 макроэлементов и 16 микроэлементов [4].

Ввиду того, что водно-спиртовые экстракты других видов рода БоИСадо входят во многие отечественные и иностранные индивидуальные и комбинированные препараты, пред-

ставляло интерес изучить его фенольные соединения и антибактериальное действие полученного нами водноспиртового экстракта.

Приводим основные препараты на основе видов рода Solidago, широко представленные на европейском фармацевтическом рынке [5]:

1. Цистиум солидаго раствор (Pharma Wernigerode GmbH, Deutschland) - водный раствор сухого экстракта Solidago gigantea; оказывает диуретическое, противовоспалительное, спазмолитическое действие, применяется для лечения и профилактики воспалительных заболеваний мочевыводящих путей и мочекаменной болезни.

2. Солидагорен моно (Klein, Deutschland) - таблетиро-ванная форма сухого экстракта Solidago, применяется при нефрите и мочекаменной болезни.

3. Марелин (Украина): сухие экстракты Rubia tinctorum, Equisetum arvense, Solidago canadensis, магния фосфат одно-замещенный, коргликон, келлин, салициламид. Таблетки проявляют спазмолитическое, противовоспалительное действие, способствуют отхождению почечных конкрементов, снимают боли при почечной колике.

4. Простанорм (Фармстандарт-Томскхимфарм ОАО, Россия): экстракт из смеси сырья - травы Hypericum perforatum L., травы Solidago canadensis L., корня Glycyrrhiza glabra L., корневищ с корнями Echinacea purpurea L. Таблетки или водно-спиртовая жидкость для приема внутрь обладают андрогенной, противовоспалительной, анальгезирующей, диуретической и улучшающей микроциркуляционную активность в простате.

5. Фитодолор (Steigerwald Arzneimittelwerk GmbH, Deutschland): водно-спиртовые экстракты Populus tremula, Solidago virgaurea, Fraxinus excelsior. Раствор для приема

IVh

МЕДИЦИНСКИЙ

АЛЬМАНАХ

внутрь оказывает противовоспалительное, анальгетическое, цитостатическое действие и применяется при хроническом полиартрите.

По литературным сведениям антибактериальным действием обладает водно-метанольный экстракт Solidago virgaurea L. (в отношении Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus cereus, Enterobacter fecalis) [6], водно-этанольный и гексано-вый экстракты Solidago virgaurea L., Solidago canadensis L., Solidago gigantea Ait. (в отношении Staphyllococcus aureus, Staphyllococcus faecalis, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa) [7].

Цель исследования - изучение фенольных соединений сухого экстракта золотарника кавказского методом ВЭЖХ и исследование его антибактериального действия.

Материалы и методы

Объектом исследования являлся сухой экстракт травы золотарника кавказского, собранной во время цветения в субальпийской зоне в Даутском ущелье Карачаево-Черкесской Республики в августе 2011 г. Экстракт получен по схеме: 1) экстракция 50% спиртом этиловым методом дробной мацерации в 4-й стадии; 2) фильтрация полученного извлечения; 3) упаривание до густого состояния; 4) сушка полочная под вакуумом. Выход конечного продукта 24%.

Изучение фенольных соединений

Изучение качественного состава фенольных соединений сухого экстракта золотарника кавказского проводили на высокоэффективном жидкостном хроматографе фирмы GILSON, модель 305,Франция; инжектор ручной, модель RHEODYNE 7125 USA с последующей компьютерной обработкой результатов исследования с помощью программы «Мультихром» для Windows.

В качестве неподвижной фазы была использована металлическая колонка размером 4,6х250 мм Kromasil C18, размер частиц 5 микрон.

В качестве подвижной фазы метанол-вода-кислота фосфорная концентрированная, в соотношении 400:600:5. Анализ проводили при комнатной температуре. Скорость подачи элюента 0,8 мл/мин. Продолжительность анализа 50 мин. Детектирование проводилось с помощью УФ-детектора GILSON UV/VIS модель 151 при длине волны 254 нм, 360 нм.

Для исследования около 0,6 г (точная навеска) сухого экстракта золотарника кавказского помещали в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляли 20 мл 70% спирта этилового, помещали в ультразвуковую баню и перемешивали при температуре 50°С в течение 15 минут. Объём раствора доводили до метки тем же растворителем (исследуемый раствор).

Параллельно готовили серию 0,05% растворов сравнения в спирте этиловом 70%: рутина, кверцетина, лютеолина,

лютеолин-7-гликозида, галловой кислоты, кофейной кислоты, хлорогеновой кислоты, гиперозида, геспередина, апиге-нина, кемпферола, феруловой кислоты, цикориевой кислоты, умбеллиферона, дигидрокумарина, скополетина, эску-летина, виценина, кумарина, дикумарина, дигидрокверци-тина, катехина, эпикатехина.

По 20 мкл исследуемых растворов и растворов сравнения вводили в хроматограф и хроматографировали по вышеприведенной методике.

Количественное определение фенольных соединений в пересчете на рутин в сухом экстракте золотарника кавказского методом ВЭЖХ

Около 0,5 г (точная навеска) сухого экстракта помещали в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляли 20 мл спирта этилового 70%, помещали в ультразвуковую баню и перемешивали при температуре 50°С в течение 15 минут. Объём раствора доводили до метки тем же растворителем (исследуемый раствор).

Параллельно готовили раствор РСО рутина в спирте этиловом 70%. Для этого около 0,020 г (точная навеска) рутина помещали в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляли 20 мл спирта этилового 70%, перемешивали до растворения и доводили объём до метки тем же растворителем (РСО).

По 20 мкл исследуемого раствора и раствора РСО вводили в хроматограф и хроматографировали по вышеприведенной методике.

Расчёт количественного содержания рутина производили методом абсолютной калибровки с помощью компьютерной программы «Мультихром» для «WinСows» и с помощью формулы:

„ Бис.ХСХБОХ 100X100 х“ Бст.Х 25 ХаХ(100-\Л/)

где:

Б ис. - площадь пика рутина в исследуемом растворе;

Б ст. - площадь пика стандартного раствора РСО рутина;

Х - концентрация рутина, в %;

С - концентрация РСО рутина, в г;

а - навеска сухого экстракта, в г;

W - потеря в массе при высушивании, в %.

Определение антибактериального действия

Для определения антибактериального действия были приготовлены водные растворы сухого экстракта золотарника кавказского в концентрациях 20%, 10%, 5%, 2,5%, 1%.

Антибактериальное действие полученных растворов изучали способом «колодцев». Способ основан на диффузии испытуемых веществ из «колодцев» в питательный агар, засеянный различными тест-культурами. Этот принцип диффузии положен в основу фармакопейного метода определения антимикробной активности антибиотиков [8].

При выполнении метода толстый слой агара в чашках Петри засевали 2 мл 100-млн взвесей суточных тест-культур, излишек взвесей удаляли, чашки подсушивали; сверлом диаметром 6 мм пробуравливали отверстия («колодцы») на расстоянии 2,5 см от центра и на одинаковом расстоянии друг от друга. Колодцы заполняли исследуемыми растворами экстракта. Через 16-18 часов инкубации в термостате измеряли диаметры зон отсутствия и угнетения роста.

Результаты и их обсуждение

Результаты проведенных исследований приведены в таблицах 1, 2 и на рисунке. Установлено, что количественное содержание фенольных соединений в пересчете на рутин в траве золотарника кавказского составляет 3,056%.

Проведенные исследования выявили антибактериальное действие (преимущественно бактерицидного характера) по отношению как к грамположительным бактериям: стафилококкам (тест-культуры №№ 1-3) и бациллам (тест-культуры №№ 5-7), так и к грамотрицательным бактериям: протею

ТАБЛИЦА 1.

Результаты идентификации фенольных соединений сухого экстракта золотарника кавказского методом ВЭЖХ (детектирование при длине волны 360 нм)

(тест-культура № 8), Е. coli M-17 (тест-культура № 9), синегнойной палочке (тест-культура № 11).

Отмечена зависимость спектра антибактериального действия и степени его выраженности от концентрации экстракта в растворе.

Так, спектр антибактериального действия у 5%-го, 2,5%-го, 1%-го растворов включал соответственно к 7, 6 и 2 тест-культурам (из 11), тогда как и у 20%-, и 10%-го растворов он был заметно шире (и одинаков): 9 из 11 тест-культур.

Степень выраженности антибактериального действия у 2,5%-го и особенно 1%-го растворов была низкой; диаметр зоны задержки (отсутствия) роста составлял 7-8 мм (за исключением диаметра зоны задержки роста 16 мм по

отношению к 11-й тест-культуре), и антибактериальное действие было преимущественно бактериостатического характера.

ТАБЛИЦА г.

Антибактериальное действие экстракта золотарника кавказского

Объекты Тест-культуры

1 г 3 4 Б б 7 а 9 10 11

Диаметры зон задержки роста в мм

Ї Ї5* Ї7* Ї9* - Ї2* Ї2* 9* Ї9 Ї5* - ЇВ

2 Ї5* Ї5* ЇВ* - 9* ЇЇ* В* Ї9 Ї4* - ЇВ

3 В* 7 ЇЇ* - В* 9* - - Ї0* - ЇВ

4 В* 7 В - - В* - - 7 - Ї6

5 - 7 - - - 7* - - - - -

Условные обозначения: - диаметр зоны задержки роста отсутствует; цифра со значком* - диаметр зоны отсутствия роста (бактерицидное действие); цифра без значка - диаметр зоны угнетения роста (бактериостатическое действие). Объекты: 1 - 20%-й водный раствор экстракта; 2 - 10%-й раствор;

3 - 5%-й раствор; 4 - 2,5%-й раствор; 5 - 1%-й раствор экстракта. Тест-культуры: 1 - S. aureus (Макаров); 2 - S. aureus Type; 3 - S. epidermidis Wood-46; 4-Escherichia coli 0-55; 5 - Bacillus subtilis L2; 6 - Вас. anthracoides-96; 7 - Вас. anthracoides-1; 8 - Proteus vulgaris; 9 - E. coli M-17; 10 - E. coli 675; 11- Pseudomonas aeruginosa.

Несколько выше была выраженность антибактериального действия (с преобладанием бактерицидного действия над бактериостатическим) у 5%-го раствора: диаметр зон задержки (отсутствия) роста колебался от 7 до 11 мм по отношению к стафилококкам (тест-культуры №№ 1-3) и бациллам (тест-культуры №№ 5, 6) и 10 мм, 18 мм по отношению к эшерихиям (тест-культура № 9) и синегнойной палочке (тест-культура № 11) соответственно.

Существенно выше была выраженность антибактериального действия у 20%-го раствора: по отношению к стафилококкам, энтеробактериям (протею и эшерихиям) и синегнойной палочке диаметр зоны задержки (отсутствия) роста колебался от 15 до 19 мм и от 9 до 12 мм - по отношению к бациллам. При этом антибактериальное действие по отношению к 7 (№№ 1, 2, 3, 5, 6, 7, 9) тест-культурам из 9 было бактерицидным.

Название Время, мин. Высота, mV Площадь, mVXсек. ФО Конц.

галловая кислота 3,Ї2 252,6В 5В3Ї,55 Ї 6,Ї6

неидент. 3,54 Ї69,23 4ВЇ6,4В Ї 5,09

умбеллиферон 4,Ї69 559,3В Ї60В2,Ї Ї Ї6,9В

цикориевая кислота 5,6Ї 74,29 ЇВ24,4 Ї Ї,93

хлорогеновая кислота 5,ВВ5 70,4Ї 24ВВ,69 Ї 2,63

виценин 6,65В 54,9Ї 3Ї32,Ї6 Ї 3,3Ї

зскулетин 7,977 7В,4Ї ЇВ49,3В Ї Ї,95

кофейная кислота В,427 ЇВ4,55 Ї0762,Ї2 Ї ЇЇ,36

гесперидин Ї2,5 3Ї2,ВЇ Ї7В53,34 Ї ЇВ,В5

рутин Ї3,9Ї 206,95 Ї47Ї2,4Ї Ї Ї5,53

неидент. Ї6,79 2Ї,2Ї Ї40Ї,3В Ї Ї,4В

неидент. Ї7,В6 Ї5,92 Ї3Ї9,34 Ї Ї,39

лютеолин-7-гликозид 20,2 ВЇ,3В 6ЇВ5,53 Ї 6,53

неидент. 22,02 Ї9,2В ЇВ93,34 Ї 2

неидент. 25,03 9,06 Ї574,43 Ї Ї,66

неидент. 30,09 3,45 Ї0Ї0,2Ї Ї Ї,07

неидент. 3В,67 Ї4,65 ЇВ57,04 Ї Ї,96

неидент. 45,92 -0,02 ЇЇЇ,74 Ї 0,Ї2

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48мин

РИС.

ВЭЖХ фенольных соединений сухого экстракта золотарника кавказского (длина волны детектирования 360 нм).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

IVh

МЕДИЦИНСКИЙ

АЛЬМАНАХ

Степень выраженности антибактериального действия у 10%-го раствора по отношению к стафилококкам (тест-культуры №№ 1-3) и грамотрицательным бактериям (№№ 8, 9, 11) существенно не отличалась от антибактериального действия 20%-го раствора, будучи несколько слабее по отношению к бациллам (№№ 5-7).

Выводы

Методом ВЭЖХ впервые установлено содержание в сухом экстракте золотарника кавказского 18 фенольных соединений, из которых идентифицированы рутин, лютеолин-7-гликозид, умбеллиферон, виценин, эскулетин, геспередин, галловая кислота, цикориевая кислота, хлорогеновая кислота, кофейная кислота. Определено количественное содержание фенольных соединений в пересчете на рутин -3,056%. Выявлено антибактериальное действие различной концентрации водных растворов сухого экстракта травы золотарника кавказского. Наиболее широкий спектр антибактериального действия отмечен у 20%-го водного раствора экстракта в отношении S. aureus, S. epidermidis, Bacillus subtilis, Вас. anthracoides, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa. Антибактериальное действие 10%-го раствора существенно не отличалось от 20%-го раствора, но было существенно ниже у 5%-го, 2,5%-го растворов и почти отсутствовало у 1%-го раствора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федотова В.В., Челомбитько В.А. Анатомо-диагностическое изучение золотарника кавказского (Solidago caucasica Kem.-Nath.) флоры Северного Кавказа. Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр. ПятГФА. 2012. Вып. 67. С. 128-131.

2.Федотова В.В., Челомбитько В.А. Изучение фенольных соединений золотарника кавказского (Solidago caucasica Kem.-Nath.) Научные ведомости БелГУ. Серия Медицина, Фармация. 2012. № 10 (129). Вып. 18. С. 175-177.

3.Федотова В.В., Охремчук А.В., Челомбитько В.А. Изучение органических кислот золотарника кавказского (Solidago caucasica Kem.-Nath.) и черноголовника многобрачного (Poterium polygamum Waldst. & Kit.) Научные ведомости БелГУ. Серия Медицина, Фармация. 2012. № 16 (135). Вып. 19. С. 173-175.

4. Федотова В.В., Челомбитько В.А. Аминокислотный и минеральный состав травы золотарника кавказского (Solidago caucasica Kem.-Nath.) Кластерные подходы фармацевтического союза: образование, наука и бизнес: сб. науч. тр. БелГУ. 2012. С. 184-187.

5.Федотова В.В., Челомбитько В.А. Виды рода золотарник (Solidago): значение для медицинской практики, перспективы изучения. Научные ведомости БелГУ. Серия Медицина, Фармация. 2012. № 16 (135). Вып. 19. С. 136-145.

6.Demir H., Adk L., Bali E.B., Юх L.Y., Kaynak G. Antioxidant and antimicrobial activities of Solidago virgaurea extracts. African Journal of Biotechnology. 2009. Vol. 8. № 2. P. 274-279.

7. Kolodziej B., Kowalski R., Kedzia B. Antibacterial and antimutagenic activity of extracts aboveground parts of three Solidago species: Solidago virgaurea L., Solidago canadensis L. and Solidago giganteа Ait. Journal of Medicinal Plants Research. 2011. Vol. 5. № 31. P. 6770-6779.

8. Государственная фармакопея Российской Федерации, XII изд., часть I. М.: «Научный центр экспериментальных средств медицинского применения», 2007. 704 с.

Ш

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.