CC BY
27УДК 615.322, 577.19, 57.033
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССА БИОСТИМУЛЯЦИИ ЛИСТЬЕВ ALOE VERA И ALOE ARBORESCENS ПО МЕТОДУ В. П. ФИЛАТОВА НА СУММАРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ АНТРАЦЕНПРОИЗВОДНЫХ В НАТИВНОМ СОКЕ
Еремина Анастасия Андреевна, студент, направление подготовки 06.03.01 Биология, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: [email protected]
Научный руководитель: Романенко Наталья Александровна, кандидат биологических наук, доцент кафедры биохимии и микробиологии, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: [email protected]
Аннотация. Целью работы являлось исследование влияния процесса биостимуляции по методу В. П. Филатова в условиях низкой температуры и отсутствия света на суммарное содержание антраценпроизводных в листьях Aloe vera и Aloe arborescens с целью выявления оптимальных условий заготовки растительного сырья. Количественный анализ проводился фотоколориметрическим методом. Наблюдалось постепенное повышение концентрации до определенного уровня, а затем при длительной биостимуляции (свыше 12 суток) - ее спад. Наибольшая концентрация антраценпроизводных выявлена на 6-й день биостимуляции в листьях Aloe arborescens, на 12-й - Aloe vera. По итогам исследования рекомендовано при заготовке исследуемых растений подвергать сырье консервации по методу В. П. Филатова в течение 6-12 суток в зависимости от вида.
Ключевые слова: Aloe arborescens, Aloe vera, антраценпроизводные, биостимуляция, фотоколориметрия.
Для цитирования: Еремина А. А. Исследование влияния процесса биостимуляции листьев Aloe vera и Aloe arborescens по методу В. П. Филатова на суммарное содержание антраценпроизводных в нативном соке // Шаг в науку. - 2020. - № 2. - С. 17-20.
INVESTIGATION OF THE EFFECT OF THE BIOSTIMULATION PROCESS OF ALOE VERA AND ALOE ARBORESCENS LEAVES USING THE V. P. FILATOV METHOD ON THE TOTAL CONTENT OF ANTHRACEN DERIVATIVES IN THE NATIVE JUICE
Eremina Anastasia Andreevna, student, training program 06.03.01 Biology, Orenburg State University, Orenburg
e-mail: [email protected]
Research advisor: Romanenko Natalia Aleksandrovna, PhD in Biological Sciences, Associate Professor, Department of Biochemistry and Microbiology, Orenburg State University, Orenburg e-mail: [email protected]
Abstract. The aim of the work was to study the effect of biostimulation process using the method of V. P. Filatov in low temperature and lack of light on the total content of anthracene derivatives in the leaves of Aloe vera and Aloe arborescens in order to identify optimal conditions for harvesting plant raw materials. Quantitative analysis is performed using the photocolorimetric method. There was a gradual increase in concentration to a certain level, and then with prolonged biostimulation (over 12 days) - its decline. The highest concentration of anthracen derivatives was detected on the 6th day of biostimulation in the leaves of Aloe arborescens, and on the 12th - of Aloe vera. According to the results of the study, it is recommended to subject raw materials to conservation according to the method of V. P. Filatov for 6-12 days, depending on the species.
Key words: Aloe vera, Aloe arborescens, anthracen derivatives, biostimulation, photocolorimetry. Cite as: Eremin, A. A. (2020) [Investigation of the effect of the biostimulation process of Aloe vera and Aloe arborescens leaves using the v. p. filatov method on the total content of anthracen derivatives in the native juice]. Shag v nauku [Step into science]. Vol. 2, рр. 17-20.
Растения, содержащие антраценпроизводные, широко используются в фармакологии, благодаря наличию слабительных, антибактериальных, про-
тивовоспалительных свойств. В большом количестве антраценпроизводные представлены в растениях рода Aloe, в том числе Aloe vera (алоэ вера) и Aloe
arborescens (алоэ древовидное), которые являются распространенными в нашей стране комнатными растениями, лечебные свойства которых широко известны, что способствует их использованию в традиционной и альтернативной медицине [2].
Фенольный состав листьев растений рода Aloe отличается большим разнообразием. Например, в работах И. Н. Зилфикарова и соавторов [3, 6] показано, что листья Aloe arborescens содержат, как минимум, 14 соединений фенольной природы, среди которых общими для всех представителей рода являются алоэ-эмодин и его гликозид - алоин, представленный двумя типами стереоизомеров, которые являются производными хризацина.
Исследование качественного и количественного состава антраценпроизводных в сырье различных видов алоэ, используемых в производстве фармакологических препаратов, проводится с целью определения подлинности лекарственных средств и их биологической активности. Для качественного определения антраценпроизводных используются цветные реакции с растворами щелочей (например, реакция Борнтрегера). Количественное определение проводят чаще всего фотоколориметрическим или хроматографическим методами. Следует отметить, что химические методы количественного определения антраценпроизводных, основанные на специфических цветных реакциях, не дают абсолютного результата. Выбор метода индивидуален для конкретного вида растения и обусловлен преобладающими в растении производными антрацена [1, 5, 7]. Так в отношении алоэ древовидного рекомендуемы фотоколориметрические методы определения антраценпроизводных в пересчете на алоэ-эмодин и алоэнин [3]. Однако для количественной оценки относительного содержания исследуемых соединений допустимо использовать и ряд других, более доступных методик, например, используемый в данной работе метод определения агликонов антраценового ряда в пересчете на хризофановую кислоту, чаще всего применяемый для определения производных хри-зацина в листьях сенны (кассии)1.
Кроме того, важным вопросом при исследовании фармакологического сырья является выявление наилучших в отношении биохимического состава способов и условий его заготовки и хранения. После сбора сырья свежие листья рекомендовано консервировать в течение 12 дней в темноте при температуре +4 °С [3]. Данный метод был впервые предложен и научно обоснован Владимиром Петровичем Филатовым, который считал, что в клет-
ках изолированных тканей животных и растений, которые находятся в условиях, неблагоприятных для их существования, происходят биохимические изменения, в результате которых вырабатываются и накапливаются активные вещества, способные поддерживать жизненные процессы. Появление этих веществ рассматривают как результат адаптации тканей к условиям среды. Химия биогенных стимуляторов полностью не выяснена.
Известно, что воздействие холодового стресса на растительные ткани в течение определенного периода времени вызывает изменение количественного содержания биологически активных соединений. В исследовании И. Н. Зилфикарова и соавторов показано достоверное нарастание суммы антра-ценпроизводных в листьях A. arborescens к пятому дню биостимуляции, а затем постепенный спад, возможно обусловленный угнетением процессов синтеза, вплоть до следовых количеств. Установлено, что длительное (более 15 дней) влияние холодового стресса способствует снижению содержания в листьях алоэ практически всех основных классов биологически активных веществ. Максимальная биологическая активность экстракта наблюдается у листьев 10-дневной экспозиции [3, 4].
Целью проведенного исследования являлась оценка изменения суммарного содержания производных антрацена в пересчете на хризофановую кислоту в листьях Aloe vera и Aloe arborescens при выдерживании по методу В. П. Филатова в условиях холодового стресса и сравнение динамики нарастания концентрации данных соединений в соке исследуемых растений.
В качестве объекта исследования использовались свежие листья родственных растений двух видов Aloe vera и Aloe arborescens возрастом около 1 года. Листья отделяли от стебля полностью, вместе с влагалищем, не допуская повреждения листовой пластины и потери сока. Затем образцы оборачивали фольгой и выдерживали в холодильнике при температуре +4 °C в течение 18 суток. Количественный анализ содержания антрацен-производных в образцах проводился в свежих листьях, на 6, 12 и 18 сутки выдерживания.
Как указывалось выше, для оценки содержания антраценпроизводных в сырье использовался спектрофотометрический метод, регламентированный ФС. 2.5.0038.15. Сенны листья2. Листья гомогенизировали без предварительного высушивания, затем навеску подвергали экстракции сначала дистиллированной водой при нагревании, затем несколько раз хлороформом. Выделение агликонов
1 ФС. 2.5.0038.15 Сенны листья: Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII издание. Т. III [Электронный ресурс] // Федеральная электронная медицинская библиотека, 2020. - Режим доступа: http://femb.ru/ (дата обращения: 15.04.2020).
2 Там же.
включало гидролиз гликозидов 50 %-ным раствором серной кислоты при нагревании. Окрашенные соединения получали при взаимодействии свободных производных антрацена с щелочно-аммиач-ным раствором. Количество агликонов антрацен-производных оценивали по формуле в пересчете на хризофановую кислоту. Результаты исследова-
ния показаны в таблице 1. Достоверность результатов исследования оценивалась с использованием непараметрических критериев для независимых выборок - ^/-критерия Манна-Уитни и для зависимых - х2 Фридмана с использованием программы IBM SPSS Statistics 23.0.
Таблица 1. Содержание антраценпроизводных в образцах Aloe vera
Продолжительно сть био стимуляции Количество агликонов в пересчете на хризофановую кислоту, мкг/г*
Aloe vera Aloe arborescens
0 суток 127,31 ± 1,20 117,29 ± 2,51
6 суток 142,55 ± 1,71 135,03 ± 2,70
12 суток 152,78 ± 1,46 118,44 ± 2,37
18 суток 12,15 ± 1,00 87,96 ± 1,53
* От массы свежего сырья
Содержание агликонов антраценового ряда в нативном соке свежих, не подвергшихся холодо-вому стрессу листьев A. vera на 8,54 % достоверно выше (p = 0,05), чем в соке листьев A. arborescens. Анализ результатов исследования показывает для обоих видов достоверное увеличение концентрации антраценпроизводных на 6-ые сутки биостимуляции в среднем для образцов A. vera на 11,97 % (p = 0,029 по критерию Фридмана для нескольких зависимых выборок), для A. arborescens - на 15,12 % (p = 0,042). При выдерживании в условиях холодового стресса листьев A. vera в дальнейшем наблюдается повышение концентрации производных антрацена на 7,18 % в течение следующих 6-ти дней, а в исследованных образцах A. arborescens наблюдается отрицательная динамика - концентрация падает на 12 %, практически до уровня содержания в свежих листьях. Полученные результаты в целом повторяют закономерность изменения концентрации, обнаруженную в отношении A. arborescens
в ранее упоминаемой работе И. Н. Зилфикарова и соавторов, несмотря на то, что в экспериментах используются различные методики. Однако следует учитывать, что полученные данные не позволяют оценить изменения качественного состава антра-ценпроизводных, вызванного стрессовыми условиями. Также следует обратить внимание на различия в видовом отношении. Для вида A. vera описанной закономерности не наблюдается, что может быть связано с особенностями химического состава растения и требует дальнейшего исследования.
При биостимуляции продолжительностью свыше 12 суток наблюдается падение концентрации антраценпроизводных для вида A. vera на 92 % от максимальной (12 суток) и на 90,46 % от начальной (свежие листья), для вида A. arborescens - на 25,73 % от концентрации, зафиксированной на 12-е сутки, и на 25 % от начальной. Динамика изменения концентрации антраценовых агликонов отражена на рисунке 1.
Рисунок 1. Влияние продолжительности биостимуляции на количество агликонов антраценового ряда в пересчете на хризофановую кислоту в листьях A. vera и A. arborescens
Таким образом, по результатам исследования можно рекомендовать при заготовке листьев растений рода Aloe, в частности A. vera и A. arborescens, для получения препаратов, содержащих максимальные концентрации производных антрацена и обладающих наибольшей биологической активностью, проводить предварительно консервацию
по методу В. П. Филатова. Оптимальная продолжительность биостимуляции отличается в зависимости от видовой принадлежности растений: для A. vera максимальная концентрация производных антрацена достигается на 12-ые сутки, для A. arborescens - на 6-е.
Литература
1. Антонова Н. П., Моргунов И. М., Прохватилова С. С. Сравнительная оценка методов количественного определения антраценпроизводных в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. - 2018. -№ 4. - С. 252-261.
2. Высочина Г. И. Антрахиноны и биологическая активность видов рода Rheum L. (Polegonaceae) (обзор) // Химия растительного сырья. - 2018. - № 4. - С. 29-41.
3. Зилфикаров И. Н., Оленников Д. Н., Ибрагимов Т. А. Современные аспекты фармакогностического и биохимического изучения сырья алоэ древовидного и каллизии душистой. - Щелково: Издатель Мархо-тин П. Ю., 2013. - 192 с.
4. Ибрагимов Т. И. Фитохимическое исследование и усовершенствование стандартизации сырья и препаратов алоэ древовидного и каллизии душистой: автореф. дис. ... канд. фарм. наук: 14.04.02. - Пятигорск, 2011. - 24 с.
5. Марахова А. И., Аврач А. С., Скалозубова Т. А. Спектрофотометрия в анализе сборов // Медицина и образование в Сибири. - 2012. - № 2. - С. 53-59.
6. Оленников Д. Н., Зилфикаров И. Н., Ибрагимов Т. А. Исследование химического состава алоэ древовидного (Aloe arborescens Mill.) // Химия растительного сырья. - 2010. - № 3. - С. 77-82.
7. Романенко Н. А., Еремина А. А. Химические методы обнаружения и количественного определения антраценпроизводных в растительном сырье // Оренбургские горизонты: прошлое, настоящее, будущее: сб. ст. Всероссийской научно-практической конференции (Оренбург, 21-22 ноября, 2019 г.). -Оренбург: Фронтир, 2019. - С. 308-311.
Статья поступила в редакцию: 29.04.2020; принята в печать: 13.08.2020.
