CC BY
201
Л. В. Мазур. Фотохимический состав растений семейства Asteraceae Dumort. Западного Забайкалья
УДК 581. 192: 574 (571.54)
ФИТОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РАСТЕНИЙ СЕМЕЙСТВА ASTERACEAE DUMORT. ЗАПАДНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
© Мазур Людмила Владимировна
кандидат биологических наук, доцент кафедры общей и аналитической химии Бурятского государственного университета. Россия, 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а E-mail: mila.mazur@ list.ru
В статье приведены результаты изучения 4 видов растений семейства Asteraceae Dumor. Западного Забайкалья на содержание в них биологически активных веществ (БАВ). Установлено, что накопление биологически активных веществ по органам растений происходит неодинаково и индивидуально для каждого вида.
Рассмотрено влияние условий местообитания на содержание суммы алкалоидов в надземных и подземных органах растений. Установлено, что содержание БАВ в органах Cacalia hastata не является постоянным, а изменяется в процессе индивидуального развития растения. Изучение влияния сезонного ритма и местообитания на содержание БАВ (в том числе и микроэлементов) позволяет определить сроки и места сбора растительного сырья, характеризующегося оптимальным накоплением БАВ.
Результаты проделанной работы свидетельствуют о необходимости дальнейшего исследования Echinops latifoli, Heteropappus altaicus и Inula britannica на выявление других групп БАВ, особенностей их накопления в зависимости от эколого-географических факторов.
Ключевые слова: Cacalia hastata L., Echinops latifolius Tausch, Heteropappus altaicus (Willd.) Novopokr, Inula britannica L., биологически активные вещества, элементный состав, фаза вегетации, динамика накопления.
PHYTOCHEMICAL STADY OF PLANTS FAMILY ASTERACEAE DUMORT IN WESTERN TRANSBAIKALIA
Lyudmila V. Mazur
PhD biology, associate professor of the department general and analytical chemistry, Buryat State University
24a Smolina St, Ulan-Ude, 670000 Russia
The article gives the results of the content of biologically active substances (BAS) in 4 species of plants in the genus Asteraceae Dumor. Western Transbaikalia. It was found that the accumulation of biologically active substances in the plants organs occurs differently and individually for each species. The influence of habitat conditions on the content of total alkaloids in the aerial and underground parts of plants was researched. We found out that content of biologically active substances in the organs of Cacalia hastata is not constant, and changes in the process of individual development of the plant. The study of the influence of the seasonal rhythm and habitat for the maintenance of biologically active substances (including trace elements) allow to determine the time and place of the collection of plant material, characterized by an optimal accumulation of biologically active substances. The results of this work indicate the necessity of further research Echinops latifoli, Heteropappus al-taicus and Inula britannica to identify other groups of biologically active substances, especially their accumulation depending on ecological and geogaficheskih factors
Keywords: Cacalia hastata L, Echinops latifolius Tausch, Heteropappus altaicus (Willd.) Novopokr, Inula britannica L., biologically active substances, elemental composition.
Виды растений семейства Asteraceae Dumort. очень широко распространены на территории Западного Забайкалья [1]. Многие из них издавна применяются в народной и тибетской медицине.
К таким растениям относятся Cacalia hastata L., известная в народной и тибетской медицине как кровоостанавливающее и ранозаживляющее средство, Echinops latifolius Tausch, используемый при лечении различных неврологических, терапевтических и кожных заболеваний, Heteropappus altaicus
(Willd.) Novopokr, обладающий жаропонижающим и противовоспалительным действием, Inula britannica L. как эффективное тонизирующее, общеукрепляющее, желчегонное средство [2].
Лечебные свойства растений обусловлены наличием в них специфических природных соединений, называемых биологически активными веществами (БАВ), и способностью накапливать отдельные необходимые микроэлементы, которые, входя в состав ферментов, участвуют и в синтезе БАВ [3].
Перечисленные виды растений семейства Asteraceae Dumort. Западного Забайкалья не были исследованы на наличие и содержание БАВ и микроэлементов, неизученными остаются эколого-фитоценотические особенности данных видов и особенности накопления в них основных биологически активных веществ (БАВ). В связи с этим целью данной работы является изучение экологических и биохимических особенностей какалии копьевидной, мордовника широколистного, гетеропаппуса алтайского и девясила британского.
Сбор растительного сырья проводили в фазы вегетации в 2010-2014 гг. в растительных сообществах с участием данных видов растений в Западном Забайкалье.
Наличие БАВ определяли по общепринятым методикам [4; 5]. Количественный анализ проводили с применением следующих методов: флавоноиды (в пересчете на кверцетин) — спектрофотомет-рия, аскорбиновая кислота — фотоколориметрия, алкалоиды — гравиметрия, дубильные вещества — перманганатометрия, микроэлементы — атомно-абсобционный анализ [4; 5].
Cacalia hastata и Heteropappus altaicus были нами исследованы на содержание алкалоидов, фла-воноидов, аскорбиновой кислоты и дубильных веществ, Echinops latifolius — алкалоидов, дубильных веществ и аскорбиновой кислоты, Inula britannica — флавоноидов, дубильных веществ и аскорбиновой кислоты. Полученные результаты приведены в табл. 1.
Таблица 1
Содержание биологически активных веществ по органам растений, % от массы абсолютно сухого сырья (фаза цветения)
Вид Исследуемая Сумма алка- Флавоноиды, в Дубильные ве- Аскорбиновая
часть растения лоидов пересчете на кверцетин щества, в пересчете на танин кислота, мг %
Cacalia hastata листья 0,22±0,01 0,21±0,01 6,44±0,10 1,44±0,04
стебли 0,10±0,04 0,09±0,01 1,08±0,12 0,28±0,02
цветки 0,36±0,03 0,15±0,02 7,18±0,11 0,76±0,03
корневище 0,29±0,02 0,03±0,01 7,87±0,12 0,69±0,02
с корнями
Echinops листья 0,14±0,02 5,81±0,12 0,17±0,02
latifolius стебли 0,18±0.01 2,88±0,11 0,09±0,02
цветки 0,17±0,03 1,84±0,10 0,61±0,04
корневище 0,93±0,02 1,75±0,12 0,07±0,02
с корнями
Heteropappus altaicus надземная часть 0,14±0.01 0,76±0.04 4,43±0,10 0,88±0,04
цветки 0,05±0.01 1,70±0,03 5,92±0,12 1,86±0,05
корневище — 0,08±0,02 — 0,35±0,03
с корнями
Inula britannica листья 18,57 ±0,10 2,15±0,12
стебли не определяли 0,64±0,06 4,17 ±0,12 1,69±0,01
цветки 7,44±0,10 0,72±0,03
корневище 0,06±0,01 3,01 ±0,12 1,52±0,03
с корнями
Примечание: знак «-» — соединение отсутствует.
Данные, приведенные в таблице 1, показывают, что накопление биологически активных веществ по органам растений происходит неодинаково и индивидуально для каждого вида. Алкалоиды в фазу
Л. В. Мазур. Фитохимический состав растений семейства Asteraceae Dumort. Западного Забайкалья
цветения в образцах Cacalia hastata накапливаются в цветках, Heteropappus altaicus — в надземной части, а в корневище и корнях обнаруживаются только следы алкалоидов. В то же время в образцах Echinops latifolius наибольшее содержание алкалоидов отмечено в подземных органах. Распределение флавоноидов по органам растений также неодинаково, наибольшее их содержание отмечено в надземной части всех изучаемых видов. Максимальное количество дубильных веществ в образцах Cacalia hastata отмечено в корневище с корнями, тогда как в образцах Heteropappus altaicus — в цветках, Echinops latifolius и Inula britannica — в листьях. Аскорбиновая кислота в образцах Cacalia hastata и Inula britannica в большей мере содержится в листьях, тогда как в сырье Echinops latifolius и Heteropappus altaicus — в цветках.
Поскольку для большинства видов заготовка растительного сырья ведется в фазу массового цветения, сведения о распределении биологически активных веществ по органам растения являются актуальными для наиболее целесообразного использования лекарственного растительного сырья.
Общеизвестно, что содержание биологически активных веществ в растениях зависит от фазы вегетации. Нами проведено определение аскорбиновой кислоты и суммы алкалоидов и флавоноидов по фазам вегетации в надземных и подземных органах Cacalia hastata. Установлено, что максимальное содержание алкалоидов и флавоноидов наблюдается в надземных органах в фазу цветения, а аскорбиновой кислоты — в начальный период вегетации растений. В подземных органах содержание всех БАВ отмечено в начале и в конце вегетационного периода.
Поэтому в целях сохранения зарослей данного вида на рассматриваемой территории можно рекомендовать сбор только надземной части растения.
Влияние местообитания на содержание БАВ рассматривали на примере алкалоидов.
Heteropappus altaicus — мезоксерофит, растет на степных, иногда солонцеватых лугах, сухих степях, щебнистых и каменистых склонах невысоких гор, опушечных разнотравных лугах, в сухих сосняках. Образцы растений, приуроченные к остепненным участкам в предгорье Хабар-Дабан, содержали 0,18±0,03 % алкалоидов в надземной части растений. В подземных органах нами обнаружены следы алкалоидов. В образцах растений, которые были собраны в сосняке разреженном разнотравном, с лучшей обеспеченностью влагой, содержание суммы алкалоидов составило 0,12±0,04 %.
Echinops latifoli — мезоксерофит, обитает в остепненных разреженных лесах, по степям, на залежах, вдоль дорог. Образцы мордовника широколистного, произрастающего на разнотравно-злаковом лугу, содержали 0,32±0,04 % алкалоидов в надземных органах и 0,86±0,06 % — в подземных.
Растения, собранные в сосновом лесу, содержали 0,24±0,04 % алкалоидов в надземных органах и 0,53±0,06 % — в подземных.
Cacalia hastata — гигромезофит, растет во влажных прирусловых, приручьевых долинных хвойных и мелколиственных лесах, на лесных опушках и полянах, среди кустарников, на пойменных высокотравных лугах, осоковых болотах. В образцах какалии копьевидной из черемушника разнотравного содержание алкалоидов составило: в надземной части — 0,32±0,04 %, в подземной — 0,26±0,02 %. В образцах растений из сосняка разнотравно-вейникового, с меньшей влажностью почвы, в надземной части сумма алкалоидов составила 0,25±0,03 %, а в подземной — 0,18±0,03 %.
Большой интерес представляет изучение корреляционной зависимости между накоплением в растениях БАВ и содержанием микроэлементов. Микроэлементы не только необходимы для нормальной жизнедеятельности человека, но и выполняют регуляторную роль в метаболизме физиологически активных веществ.
Содержание основных 6 микроэлементов в надземной части растений приведено в таблице 2.
Таблица 2
Содержание микроэлементов в надземной части растений, мг/кг
Вид Mn Zn Cu Ni Co Cr
Cacalia hastata 92,60 42.13 7,96 1,49 1,26 7,45
Echinops latifoli 32,40 7,80 12,00 0,38 0,45 -
Heteropappus altaicus 48,11 23,82 8,57 0,42 0,44 1,28
Inula britannica 44,55 11,22 4,45 0.24 0,35 2,28
Примечание: знак «-» — микроэлемент не определяли.
Из данных таблицы 2 следует, что содержание микроэлементов варьирует в следующих пределах: Mn — 32,40-92,60 мг/кг, Zn — 7,80-42,13 мг/кг, Cu — 4,45-12,00 мг/кг, Ni — 0,24-1,49 мг/кг, Co — 0,35-1,26мг/кг, Cr — 1,28-7,45 мг/кг.
Большее содержание марганца, цинка, никеля, кобальта и хрома выявлено в надземной части Cacalia hastata, меди — Echinops latifoli. Причем содержание всех рассматриваемых элементов в изучаемых видах находится в пределах, отмеченных для 21 вида лекарственных растений Западного Забайкалья [6].
Известно, что растения, синтезирующие алкалоиды, накапливают марганец и цинк, реже кобальт; фенольные соединения — медь и марганец; аскорбиновую кислоту — никель и хром [3].
Полученные нами данные по содержанию микроэлементов и БАВ в надземной части какалии копьевидной, мордовника широколистного, гетеропаппуса алтайского и девясила британского согласуются с указанными результатами.
Таким образом, в результате проведенной работы выявлены растительные сообщества с участием Cacalia hastata, Echinops latifoli, Heteropappus altaicus и Inula bitannica. Определено количественное содержание БАВ. Установлено, что содержание БАВ в органах растений не является постоянным, а изменяется в процессе индивидуального развития растения.
Результаты проделанной работы свидетельствуют о необходимости дальнейшего исследования Echinops latifoli, Heteropappus altaicus и Inula britannica на выявление других групп БАВ, особенностей их накопления в зависимости от эколого-географических факторов.
Литература
1. Определитель растений Бурятии / под ред. О. А. Аненхонова. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2001.
672 с.
2. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование. Семейство Asteraceae / под ред. П. Д. Соколова. СПб.: Наука, 1993. 349 с.
3. Лекарственные растения — концентраторы хрома. Роль хрома в метаболизме алкалоидов / М. Я. Лов-кова [и др.] // Известия РАН. Сер. Биология. 1996. № 5. С. 552-564.
4. Химический анализ лекарственных растений / под ред. Н. И. Гринкевич, Л. Н. Сафронич. М.: Высшая школа, 1983. 176 с.
5. Методы биохимического анализа растений / под ред. А. И. Ермакова. Л.: Агропромиздат, 1987. 430 с.
6. Кашин В. К. Жизненно необходимые микроэлементы в лекарственных растениях Забайкалья // Химия в интересах устойчивого развития. 2009. Т. 17. С. 379-388.
References
1. Opredelitel rastenii Buryatii [Specifier of plants of Buryatia] Pod red. О.А. АпепкИоиоуа. Ulan-Ude. 2001. 672 p.
2. Rastitelnyu resursy SSSR: Zvetkovye rasteniya, ikh khimicheskii sostav, ispolzovanie. Semeistvo Asterace-ae.[Plant resources of USSR: flowering plants, chemical composition, usage. Family Asteraceae] Pod red. P.D. Sokolo-va. Saint-Petesburg. 1993. 349 p.
3. Lovkova M.Ya., Buzuk G.M., Sokolova S.M.Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya [Applied biochemistry and microbiology]. 2008. Vol. 44, № 4. 459 p.
4. Khimicheskii analiz lekarstvennykh rastenii [Chemical analisys of medicinal plants] Pod red. N.I. Grinkevich, L.N. Safronich. Moscow. 1983. 176 p.
5. Metody biokhimicheskogo analiza rastenii [Methods of biochemical analisys of plants] Pod red. А.1. Еrma-kova. Leningrad. 1987. 430 p.
6. ^shin V.K Zhiznenno neobkhodimye mikroelementy v lekarstvennykh rasteniyakh Zabaikalya [Vital microelements in medicinal plants Transbaikalia] Khimiya v interesakh ustoichivogo razvitiya. 2009. Vol. 17. Pp. 379 - 388.
