CC BY
96
УДК 581.522.4(199.2)
ИЗМЕНЧИВОСТЬ СУММАРНОГО СОДЕРЖАНИЯ ФЛАВОНОИДОВ И АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ НАДЗЕМНЫХОРГАНОВ PERSICARIA MACULATA (Рэ^!п) ФЛОРЫ ДАГЕСТАНА
© 2011 Вагабова Ф.А., Гасанов Р.З., РамазановаА.Р., Курамагомедов М.К.
Горный ботанический сад ДНЦ РАН
В статье приводятся данные по содержанию суммы флавоноидов и антиоксидантной активности (САА) экстрактов надземных органов горца почечуйного Persicaria maculata (Rafin (Polygonum persicaria L.) природной флоры Дагестана, собранных в 2009 году. Было изучено влияние высотного фактора на изменчивость суммы флавоноидов и САА. Выявлена тесная связь между высотой над уровнем моря места сбора сырья и содержанием флавоноидов и САА вразличных органах Persicaria maculate.
The article contains the data on the content of the sum of flavonoids and the antioxidant activity (CAA) extracts of the above-ground organs of lady’s thumb Persicaria maculata (Rafin (Polygonum persicaria L.) of Dagestan natural flora of, collected in 2009. The authors studied the influence of the high-altitude factor upon the variation of the sum of flavonoids and CAA. They found a close relationship between the height above sea level of the collection place of the raw material and content of flavonoids and CAA in the various organs ofPersicaria maculate.
Ключевые слова: флавоноиды, горец почечуйный, антиоксдантная активность, высотный градиент, уровень моря.
Keywords: flavonoids, lady’s thumb (Polygonum gradient, sea level.
Поиск новых источников
биологически активных веществ с целью создания высокоэффективных
лекарственных средств является в настоящее время актуальной задачей. Наиболее интересным в этом отношении по своему многообразию и распространению является род Горец PERSICARIA Mill (Polygonum L.), сем. Гречишные (Polygonaceae L.), который представлен однолетними, реже многолетними растениями и
насчитывает около 300 видов. Почти все виды рода являются или при определенных условиях могут быть сорняками, вследствие чего они чрезвычайно широко распространены. В экологическом спектре преобладают растения умеренно и избыточно увлажнённых местообитаний - от мезофитов до гидрофитов [2. С. 129130]. Химический состав растений видов
persicaria L.), antioxidant activity, high-altitude
семейства Polygonaceae L. очень богат и разнообразен. Фармакологические
свойства этих растений связывают, прежде всего, с содержанием флавоноидов, обладающих широким спектром биологической активности; экстракты и настойки надземной части этих растений обладают
антиоксидантными, кардиопротективными, противоязвенными свойствами,
антифиброзным эффектом; проявляют антивирусную активность против вируса гепатита B, противоопухолевую активность; используются как противовоспалительное, кровоостанавливающее, слабительное и мочегонное средство [7. С. 127-141]. Функциональная роль флавоноидов, одной из обширных групп фенольных соединений, связана с процессами адаптации и выживания растений и к
этому времени хорошо изучена [2. С. 130]. Флавоноиды, флавогликозиды, антоциановые пигменты, наряду с другими низкомолекулярными
соединениями (аскорбиновая кислота, а-токоферол, Р-каротин, убихиноны, серосодержащие аминокислоты), а также с ферментами (пероксидаза,
супероксиддисмутаза, каталаза),
составляют мощную антиоксидантную систему в растениях, способную
восстанавливать окисленные формы антиоксидантных соединений [8. С. 58; 9. С. 395]. В настоящее время известно более 3000 растительных
антиоксидантов. Существуют различные мнения относительно зависимости
активности биологически активных соединений (низкомолекулярных АО) систем организмов от эколого-
климатических особенностей условий их произрастания [1. С. 231-232; 4. С. 255; 6. С. 358-359; 8. С. 396-399; 11. С. 5-10]. Известно, что виды растений с высокой устойчивостью к холоду, засухе, озону или оксидам серы содержат повышенное количество ферментативных и низкомолекулярных АО, и поэтому есть все основания связывать активность АО систем с условиями произрастания, особенно с действием стресс-факторов [8. С. 58]. Весьма интересен вопрос изучения широтных и высотных факторов, влияющих на процесс накопления БАВ в различных растениях. Так, увеличение высоты над уровнем моря усиливает роль абиотических (УФ, резкие перепады температур и т.д.) и уменьшает роль биотических факторов, что позволяет растениям в этих условиях накапливать большее количество вторичных метаболитов, к которым относится большинство
низкомолекулярных АО. С другой стороны, известно, что с возрастанием географической широты места произрастания содержание биологически активных веществ в растениях закономерно падает [8. С. 58]. Таким образом, активность антиоксидантной
системы может быть использована для оценки степени стресса и адаптации растения к неблагоприятным условиям среды.
Persicaria maculata (Rafin.) A. et D. Love (= Polygonum persicaria L.) - горец почечуйный, однолетнее растение 40-60 см высотой. В траве горца почечуйного содержатся, по разным данным, до 5,04% флавоноидов [7. С. 127-141; 8. С. 231]. Горец почечуйный широко распространен почти по всей европейской части России, реже в Средней Азии, Сибири и на Дальнем Востоке. На Кавказе встречается во многих флористических районах. Произрастает на сырых лугах, по берегам водоемов, у канав, по сырым лесным полянам, на поливных землях.
Поскольку в Дагестане только начаты работы по изучению химического состава видов рода PERSICARIA, а исследование высотного распределения растений и особенности их химического состава является интересным с научной точки зрения, мы задались целью выявить изменчивость суммарного содержания флавоноидов в надземных органах и антиоксидантную активность
растительных экстрактов надземных органов Persicaria maculate в зависимости от высотного градиента в условиях умеренно-континентального климата Дагестана.
Материал и методы
Во флоре Дагестана род «горец» представлен 22 видами [5. С. 156-160]. Сырье для фитохимического анализа горца почечуйного было собрано в период цветения (август-сентябрь), в различных пунктах Дагестана вдоль высотного градиента (от 60 до 1900 м над уровнем моря), высушено при комнатной температуре в тени до воздушно-сухой массы. Основными местами сбора были обочины дорог, строения, берега рек, поливной канал. Характеристика собранного сырья представлена в таблице 1.
Таблица 1
Характеристика мест сбора природных популяций Persicaria maculata (Polygonum persicaria) в 2009 году в Дагестане
Г еографический пункт
Высота над уровнем моря, м; координаты
Кизилюртовский район, с. Стальское, по берегам поливного канала H=60; E=46°58'11,41" N= 43°11 16,09
Шамильский район, с. Голотль, в саду Н=800, E=46°43'52,1” N=42°29'11,06"
Цудахарская экспериментальная база, по берегам речки Н=1100, E=47°9'48,74" N=42°20'21,87"
Чародинский район, с. Ириб, у поливного канала H=1650, E=46°49'4,39" N=42°9'36,74"
Гунибская экспедиционная база, на полях H=1700, E=46°57'30,92" N=42°23'16,07"
Гунибская экспедиционная база, на полях H=1900, E=46°57'14,23" N=42°23'22,6"
Примечание: И - высота над уровнем моря; е - северная широта; п - восточная долгота
Суммарное количество флавоноидов определяли фотометрическим способом (КФК-3) в пересчете на рутин по методике ГФ [3. С. 323-325]. Суммарную антиоксидантную активность измеряли по методике А. Я. Яшина [10. С. 132]. Математическая обработка результатов проводилась согласно программе «Statistica v. 5.5».
Результаты и обсуждение
Результаты исследования суммарного содержания флавоноидов и
антиоксидантной активности (САА) экстрактов надземных органов Persicaria maculate из природных популяций флоры Дагестана сбора 2009 года представлены в таблице 2 и рисунками.
Максимальное накопление флавоноидов наблюдается в соцветиях (0,08 0,11%) и минимальное в стеблях (0,02 0,10%). При этом наибольшее значение содержания флавоноидов отмечается в сырье, собранном на высотах 1700 и 1900 м над уровнем моря. Низкое суммарное содержание флавоноидов в образцах горца почечуйного. Persicaria maculate сбора 2009 года, возможно, объясняется прохладным и влажным летом, с одной стороны, и возможностями КФК 3, с другой. Суммарная антиоксидантная активность (САА) оказалась выше в листьях (2,325,67мг/г) и наименьшее - в стеблях (0,98-1,67мг/г).
Таблица 2
Количественное содержание флавоноидов и антиоксидантной активности надземной части Persicaria maculata (Polygonum persicaria) флоры Дагестана (- P<0,05)
Высота над уровнем моря, м Сумма флавоноидов, % Сумма антиоксидантной активности (САА), мг/г
Соцветия Листья Стебли Соцветия Листья Стебли
60 0,080±0,00 0,07±0,00 0,07±0,00 2,54±0,01 2,32±0,01 1,67±0,02
800 0,10±0,01 0,05±0,00 0,02±0,01 2,21±0,00 3,26±0,03 1,36±0,02
1100 0,09±0,00 0,05±0,01 0,08±0,00 1,56±0,34 3,04±0,01 0,98±0,13
1650 0,08±0,01 0,05±0,00 0,05±0,00 2,07±0,024 2,84±0,00 1,53±0,01
1700 0,10±0,01 0,08±0,01 0,10±0,00 3,39±0,01 5,67±0,01 1,63±0,01
1900 0,11±0,01 0,09±0,02 0,08±0,09 2,88±0,01 2,68±0,01 1,63±0,00
На рисунках 1 и 2 показаны средние значения суммарного содержания флавоноидов и САА надземных органов Persicaria maculate. При этом заметны большие колебания в содержании флавоноидов и САА листьев исследуемого сырья между
популяциями. Нужно отметить, что наибольшей антиоксидантной
активностью обладают экстракты
листьев, причем максимума они
достигают в популяции на высоте 1700 м (5,67 мг/г).
Рис. 1. Количественное содержание флавоноидов в соцветиях, стеблях и листьях Persicaria maculata (Polygonum persicaria L.) вдоль высотного градиентаДагестана.
(G-высота надуровнем моря)
На рисунках 3 и 4 показаны итоги регрессионного анализа по содержанию суммы флавоноидов, суммы
антиоксидантной активности на высотный градиент. Отмечаемая положительная корреляция между суммой флавоноидов в соцветиях и суммы антиоксидантной активности в листьях с высотой над уровнем моря места сбора сырья (r = 0,34 и r = 0,41) носит случайный характер. Таков же характер корреляции между высотой над уровнем моря, места сбора и содержанием суммы флавоноидов в листьях и стеблях (r = 0,4 и 0,31); суммой САА в соцветиях и стеблях (r = 0,29 и 0,09) соответственно. На наш взгляд, положительная корреляция между высотой места сбора и
Рис. 2. Суммарное содержание антиоксидантной активности (САА) надземных органов Persicaria maculata (Polygonum persicaria) в зависимости от высоты произрастания. (G-высотанад уровнем моря)
содержанием суммы флавоноидов в соцветиях при уменьшении содержания флавоноидов в листьях подтверждает следующую мысль, что флавоноиды накапливаются именно в тех органах, в которых требуется большая защита от стрессовых факторов. Возможно, в листьях флавоноиды играют меньшую защитную роль, уступая место другим низкомолекулярным АО, как антоцианы, дубильные вещества, токоферолы. Поскольку мы изучали суммарную антиоксидантную активность
биологически активных метаболитов, приходится предположить
существование в данном случае других адаптивных механизмов к
неблагоприятным условиям среды, кроме накопления флавоноидов.
СРЛ = -d.iibiit* ■+ , (jUOVI + ЬЫСК>?а Cocrelation; r = ,40836
'''О-. Reg cession 95? confid. 0
: 6 е й
--'" 0 ;
Puc. 3. Регрессионный анализ no содержанию суммы флавоноидов в соцветиях Persicaria maculata (Polygonum persicaria на высотный градиент
Таким образом, проведенные исследования суммарного содержания флавоноидов и САА в надземных органах Persicaria maculate, собранных в природных популяциях флоры Дагестана, показали, что при адаптации
дикорастущих растений к комплексу факторов высотного градиента наблюдается активация антиоксидантных систем. Максимальное накопление флавоноидов наблюдается в соцветиях (0,08-0,11%) и минимальное - в стеблях (0,02-0,10%). При этом наибольшее значение содержания флавоноидов отмечается в сырье, собранном на высотах 1700 и 1900 м над уровнем моря. Суммарное содержание антиоксидантов САА оказалось выше в листьях (2,32-5,67 мг/г) и наименьшее - в стеблях (0,981,67%). При этом наибольшей антиоксидантной активностью обладают экстракты листьев Persicaria maculate, причем максимума они достигают в популяции на высоте 1700 м (5,67 мг/г).
Рис. 4. Регрессионный анализ по содержанию суммы САА в листьях Persicaria maculata (Polygonum persicaria на высотный градиент
Результат регрессионного анализа по содержанию флавоноидов и САА на высотный градиент выявил случайный характер корреляции между высотой над уровнем моря, места сбора и содержанием суммы флавоноидов и САА в соцветиях, листьях и стеблях: r (фл/высота) = 0,34; 0,4; 0,31; и r (АОА/высота) = 0,29; 041; 0,09 соответственно.
Полученные данные необходимо учесть при проведении
интродукционных работ, при оценке вида как источника флавоноидов и заготовке лекарственного сырья, поскольку биологическая ценность его зависит от содержания и активности низкомолекулярных АО. Кроме того, полученные данные имеют и фундаментальное значение, так как дают возможность оценить влияние абиотических факторов на накопление флавоноидов и других вторичных метаболитов.
Примечания
1. Высочина Г. И., Кульпина Т. Г., Березовская Т. П. Содержание флавоноидов в некоторых видах Polygonum L., секции Persicaria (Mill.) DC. флоры Сибири // Растительные ресурсы. 1987. Т. 23. В. 2. С. 229-233. 2. Высочина Г. И. Фенольные соединения в систематик е и филогении семейства Гречишные (Polygonaceae Juss.) Сообщ. III. Род Горец - Persicaria Mill. // Turczaninowia. 2008. № 11(4). С. 129-137. 3. Государственная фармакопея СССР. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. 11-е изд. М. : Медицина, 1989. 400 с. 4. Китаева М. И., СеленинаЛ. В. Фитохимическое изучение горца птичьего // Тезисы докладов II Республиканской конференции по медицинской ботанике. Киев, 1988. С. 255. 5. Муртузалиев Р. А. Конспект флоры Дагестана. Махачкала : Эпоха, 2009. 320 с. 6. Пупыкина К. А. Фитохимическое изучение и антиоксидантные свойства некоторых растений, интродуцированных в Республике Башкортостан // Вестник Воронежского государственногоуниверситета. Серия: Химия, биология, фармация. 2006. № 2. С. 357-360. 7. Рас тительные ресурсы России. Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. СПб.-M. : КМК, 2008. 421 с. 8. Стогний В. В., Журавская А. Н., Кершенгольц Б. М. Влияние условий произрастания на активность антиок сидантной системы семян различных видов дикорастущих растений // Растительные ресурсы. 2000. Т. 36. Вып. 1. С. 57-63. 9. Чанишвили Ш., Бадридзе Г., Рапава Л., Джанукашвили Н. Влияние высотного фактора на содержание антиоксидантов в листьях некоторых травянис тых растений // Экология. 2007. № 5. С. 395-400. 10. Яшин А. Я. Инжекционно-проточная система с амперометрическим детектором для селективного определения антиоксидантов в пищевых продуктах и напитках // Российский химический журнал. 2008. Т. 1. № 2. С. 130-135. 11. Wink M. Evolution of secondary metabolites from an ecological and molecular philogenetic perspective // Phytochemistry. 2003. V. 64. P. 3-19.
Статья поступила вредакцию 14.11.2011 г.
