CC BY
62
УДК 615.322:615.011.4:615.076.7
RESEARCH ARTICLE 3. Medical sciences
Corresponding Author: Burtseva Yelena Vladimirovna - Ph.D., Associate Professor Department of Medical and pharmaceutical chemistry Institute of Biochemical Technologies, Ecology and Pharmacy of Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol
E-mail: Burtsevaev2009@yandex.ru
© Burtseva Ye.V., Kuldyrkaeva E.V., Mekhonoshina I.S., Timasheva L.A., Pekhova O.A., Katsev A.M. - 2023
*** I Accepted: 30.03.2023
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-3-25-34
ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ГИДРОЛАТА HYSSOPUS OFFICINALIS L.
Бурцева1'2 Е.В., Кулдыркаева2 Е.В., Мехоношина1 И.С., Тимашева3 Л.А., Пехова3 О.А., Кацев1 А.М.
Институт биохимических технологий, экологии и фармации (структурное подразделение) ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского», г. Симферополь, Российская Федерация
2АО (Акционерное общество) «Алуштинский эфиромасличный совхоз-завод», г. Алушта, Российская Федерация
3ФГБУН «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма», г. Симферополь, Российская Федерация
Аннотация. Актуальность. На сегодняшний день все большую популярность приобретают продукты переработки растительного сырья, в частности трава иссопа лекарственного. Данное сырье широко применяется в народной медицине многих стран мира и включено в качестве официнального сырья в фармакопеи ряда европейских стран: Франции, Португалии, Румынии, Швеции и Германии. Гидролат иссопа находит широкое применение в парфюмерно-косметической, пищевой промышленности, однако не имеет применения в медицине в связи с отсутствием комплексного изучения.
В данной статье представлены результаты исследования химического состава, антибактериальной и антиоксидантной активности гидролата Hyssopus officinalis L.
Цель. Изучить химический состав, антибактериальную и антиоксидантную активности гидролата Hyssopus officinalis L.
Материалы и методы. Объект исследования - гидролат иссопа, полученный методом паровой дистилляции из свежеубранного сырья иссопа лекарственного (Hyssopus officinalis L.). Изучение химического состава гидролата проводили методом газожидкостной хроматографии. Антибактериальную активность гидролата оценивали по характеристикам роста и люминесценции морских светящихся бактерий Aliivibrio. fischeri F1 и рекомбинантных биолюминесцентных тест-объектов на основе E. rnli MG1655. Антиоксидантную активность определяли методом неферментативного инициирования перекисного окисления липидов в модельной биологической системе желточных липопротеидов in vitro. Результаты. Массовая доля эфирного масла в гидролате иссопа составляла 0,032%. В гидролате обнаружены изопинокамфон, пинокамфон; в-кариофиллен; в-пинен; сабинен и 1,8-цинеол. Динамика накопления продуктов перекисного окисления липидов в присутствии гидролата иссопа достоверно ниже в сравнении с контролем на 39,47%, что указывает на выраженную способность этого гидролата подавлять процессы свободно-радикального окисления, проявляя, таким образом, антиоксидантную активность. Заключение. В результате исследований установлено выраженные антибактериальные и антиоксидантные свойства гидролата Hyssopus officinalis L. Перспективами дальнейших исследований является разработка лекарственных и косметических средств на основе гидролата Hyssopus officinalis L. С антибактериальными и антиоксидантными свойствами.
Ключевые слова: гидролат иссопа, Hyssopus officinalis L., газожидкостная хроматография, биолюминесценция, антибактериальное действие, антиоксидантная активность.
CHEMICAL COMPOSITION AND BIOLOGICAL ACTIVITY OF ^SSOPUS OFFICINALIS L. HYDROLATES
Burtseva1,2 Ye.V., Kuldyrkaeva2E.V., Mekhonoshina1 I.S., Timasheva3 L.A., Pekhova3 O.A., Katsev1 A.M.
2023. Vol. 25. № 3
Issue Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-3
E-ISSN 2686-6838
'Institute of Biochemical Technologies, Ecology and Pharmacy of Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Russian Federation
2Joint-stock company «Alushta essential-oils sovhoz-zavod», Alushta, Russian Federation 3Research Institute of Agriculture of Crimea, Simferopol, Russian Federation
Abstract. Products ofplant raw materials processing, in particular hyssop herb are becoming more and more popular nowadays. This plant raw material is used in traditional medicine in many countries all over of the world and is included as an officinal raw material in pharmacopoeias of several European countries: France, Portugal, Romania, Sweden and Germany. Hyssop hydrolat is used in perfumery, cosmetics and food industries, but it is not used in medicine yet, due to the lack of a complex research.
This article presents the results of a research of the chemical composition, antibacterial and antioxidant activity of Hyssopus officinalis L. hydrolate.
The main aim of the article is to study the chemical composition, antibacterial and antioxidant activity of hydrolate of Hyssopus officinalis L.
Materials and methods. The object of the research is a hydrolate of hyssop obtained by the method ofsteam distillation from freshly harvested raw materials of hyssop (Hyssopus officinalis L.). The study of the chemical composition of the hydrolate was carried out by gas-liquid chromatography. The antibacterial activity of the hydrolate was assessed by the growth and luminescence characteristics of the marine luminescent bacteria Aliivibrio fischeri F1 and recombinant bioluminescent test-objects based on E. coli MG1655. Antioxidant activity was determined by the method of non-enzymatic initiation of lipid peroxidation in a model biological system of yolk lipoproteins. Results. The concentration of essential oil in the hyssop's hydrolate was defined as 0.032%. It was found that the hydrolate contains isopinocamphone, pinocamphone; ft-cariophillen; ft-pinen; sabinen and 1.8-cineol. The dynamics of the accumulation of lipid peroxide products in the presence of hyssop's hydrolate was significantly lower in comparison with the control by 39.47%, which indicates the ability of this hydrolate to suppress free radical oxidation processes, and thus exhibit antioxidant activity.
Conclusion. As a result of the research, hydrolate of Hyssopus officinalis L. was found to exhibit antibacterial and antioxidant properties. Prospects for further research are the development of medicines and cosmetics based on hydrolate of Hyssopus officinalis L. with antibacterial and antioxidant properties.
Keywords: hydrolate of hyssop, Hyssopus officinalis L., gas-liquid chromatography, bioluminescence, antibacterial action, antioxidant activity.
Введение. На сегодняшний день все большую популярность приобретают продукты
переработки лекарственного растительного сырья, в частности травы иссопа лекарственного. Данное сырье широко применяется в народной медицине многих стран мира и включено в качестве официнального сырья в фармакопеи ряда европейских стран: Франции, Португалии, Румынии, Швеции и Германии. По механизму воздействия на организм иссоп схож с шалфеем лекарственным. Данное растение обладает противовирусным, антисептическим,
обезболивающим, ранозаживляющим,
тонизирующим, противовоспалительным и отхаркивающим действием. Кроме того, иссоп помогает улучшить обменные процессы в организме, способствует хорошему пищеварению и улучшению аппетита, помогает при неврозах, стенокардии, хронических колитах, метеоризме и при заболеваниях суставов. Настои и отвары иссопа применяют наружно при ушибах, для промывания глаз и носоглотки, для полоскания при стоматитах и заболеваний носоглотки. Кроме того, иссоп является великолепным медоносом (от 40-60 кг/га). Его часто используют для привлечения пчел во время роения. Важно отметить, что иссоп применяется не только в
медицине, а также находит широкое применение в парфюмерно-косметической и пищевой промышленности [1].
Иссоп лекарственный (Hyssopus officinalis L.) -пряно-ароматическое, лекарственное и эфиромасличное растение, относящееся к семейству Яснотковые (Lamiaceae). Представляет собой многолетнее травянистое растение или небольшой полукустарник со стержневой корневой системой. В высоту растение достигает 20-70 см. Стебли прямостоячие, восходящие, четырёхгранные, коротко опушенные, одревесневающие при основании. Листья мелкие, линейно-ланцетные, длиной до 3 см, шириной до 1 см, сверху тёмно-зелёные, снизу серо-зелёные, с отчётливой серой жилкой. Цветки двугубые, тёмно-синие, реже розово-фиолетовые, ещё реже белые, ароматные, собраны в колосовидные соцветия. Плод состоит из четырёх орешков, заключённых в чашечку. На основании литературных данных известно, что в фазе цветения надземная часть растений иссопа лекарственного содержит до 1,5% эфирного масла (в пересчете на абсолютно сухую массу); флавоноиды (апигенин, лютеолин, кверцетин), их гликозиды и фенольные кислоты (хлорогеновая, протокатеховая, феруловая, сиреневая, п-
E-ISSN 2686-6838
гидроксибензойная кофейная, ванилиновая, п-кумаровая, розмариновая и гентизиновая); аскорбиновую кислоту и ß-каротин наряду со многими другими веществами [2, 3, 4]. Особую ценность представляют продукты
эфиромасличного производства - эфирное масло и гидролат иссопа.
Согласно международным стандартам гидролат или ароматная вода (aromatic water, hydrolate) -это дистилляционная вода, образующаяся после паровой дистилляции эфиромасличного сырья и отделения эфирного масла. когда пары воды проходят через растительный материал, они насыщаются ценными водорастворимыми биологически активными веществами. По органолептическим свойствам гидролат иссопа представляет собой прозрачную или слабо опалесцирующую жидкость, содержащую небольшое количество водорастворимых компонентов эфирного масла и имеющую запах и вкус эфирного масла иссопа [5]. Гидролат иссопа находит широкое применение в парфюмерно-косметической (ароматические компоненты духов, косметических средств, мыла), пищевой промышленности. Кроме того, гидролат иссопа обладает фитонцидными свойствами, применяется для ароматизации и увлажнения воздуха[6].
Однако, следует отметить, что гидролат иссопа в первую очередь позиционируется как средство натуральной косметики, поскольку содержит в себе целый ряд биологически активных водорастворимых компонентов эфирного масла. Гидролат иссопа можно использовать для приготовления лечебно-косметических средств -масок, кремов, скрабов, тоников. В шампуни можно добавлять гидролат иссопа до 50-70%, что позволит значительно смягчить действие поверхностно-активных веществ[7]. Исходя из этого, можно заключить, что гидролат иссопа активен также, как и эфирное масло, но в отличие от последнего оказывает более мягкое воздействие на кожу и использовать его можно в чистом виде. Гидролат легко проникает в верхние слои кожи и в структуру волос, поэтому обеспечивает быстрый тонизирующий, лифтинговый и увлажняющий эффект, также обладает противовоспалительными,
регенерирующими, дезодорирующими,
антиоксидантными, антисептическими
свойствами. Доказано, что иссоп обладает выраженным антибактериальным действием относительно Staphylococcus aureus, Streptococcus haemolyticus group A, Escherichia coli, Enterecoccus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans [8,9,10]. Спектр применения
гидролата иссопа довольно широкии и он подходят для ухода за любым типом кожи. Однако особого внимания и ухода требует жирная и проблемная кожа, склонная к высыпаниям. Проблемы кожи могут возникать из-за действия вредных факторов окружающей среды. Под влиянием солнечной радиации, загрязняющих веществ в клетках кожи запускаются свободно-радикальные реакции. Это приводит к развитию различных кожных болезней, в том числе бактериальных. Согласно литературным данным, акне поражает 80-90% подростков и до 50% взрослых пациентов и оказывает значительное влияние на качество жизни пациентов [11]. В данном аспекте особое внимание уделяется уходу за жирной и проблемной кожей, поскольку арсенал косметических средств для нее должен включать препараты, обладающие
антибактериальными, противовоспалительными, регенерирующими и антиоксидантными свойствами.
В связи с этим, актуальным вопросом является исследование антиоксидантных и
антибактериальных свойств гидролата иссопа.
Цель: изучить химический состав гидролата Hyssopus officinalis L. и его антибактериальную и антиоксидантную активность. Задачи:
1. Изучить химический состав гидролата с помощью газожидкостной хроматографии с применением метода внутреннего стандарта.
2. Оценить антибактериальное действие гидролата.
3. Оценить антиоксидантную активность гидролата in vitro методом неферментативного инициирования перекисного окисления липидов в суспензии яичных липопротеидов.
Материалы и методы. Объект исследования - гидролат иссопа лекарственного (Hyssopus officinalis L.) производства АО «Алуштинский эфиромасличный совхоз-завод», полученный методом паровой дистилляции. Паровую дистилляцию проводили в аппарате контейнерного типа. Сырье, из которого получали гидролат: свежеубранная надземная часть растений ^officinalis в фазу цветения. Изучение химического состава гидролатов проводили в отделе переработки и стандартизации эфиромасличного сырья ФГБУН «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма» методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) в 2018 - 2020 гг. ГЖХ-анализ образцов гидролата иссопа был проведен на хроматографе «Кристалл 2000М» с пламенно-ионизационным детектором на кварцевой
компонентов сравнения с
капиллярной колонке длиной 50 м и внутренним диаметром 0,32 мм, неподвижная фаза - ПЭГ 20М (Carbowax 20М). Программирование
температуры термостата от 120оС до 180оС; температура испарителя: 240оС, температура детектора: 260оС. Программирование давления на входе в колонку от 100 кПа до 132,4 кПа с делением потока: 1/66, объем пробы: 210-3 см3. Газ-носитель азот. Идентификацию
растворенных и частично растворенных в гидролате проводили путем компонентами эфирного масла иссопа лекарственного, соотношение
компонентов в эфирном масле гидролата проводили методом внутренней нормализации
[5].
Антиоксидантную активность (АОА) определяли методом неферментативного инициирования перекисного окисления липидов (ПОЛ) в модельной биологической системе желточных липопротеидов (ЖЛП) [12]. В качестве препарата сравнения использовали водорастворимый антиоксидант - кислоту аскорбиновую. К суспензии ЖЛП добавляли исследуемый материал в количестве 1мл, свободно-радикальное окисление инициировали свежеприготовленным 0,7% раствором железа (II) сульфата пробы инкубировали при 37°С в течение 30 минут. Свободно радикальное окисление останавливали 25% раствором трихлоруксусной кислоты, содержащей 2,5 мг/100 мл натрия эдетата для связывания ионов железа (II). Интенсивность протекания процессов ПОЛ в модельной системе оценивали по концентрации ТБК-реактантов (тиобарбитуровой кислоты) с учетом молярного коэффициента экстинкции, АОА (%) рассчитывали по формуле:
АОА, % =
D«-Dn
DK
* 100,
где - содержание ТБК-реактантов в
контрольной пробе;
Бо1)о- содержание ТБК-реактантов в опытной пробе.
Антибактериальную активность
гидролатов оценивали с использованием биолюминесцентных тест-бактерий. В работе использовали морские тест-бактерии АНтЬгю fischeri F1 из собственной коллекции морских биолюминесцентных микроорганизмов, а также рекомбинантные биолюминесцентные тест-бактерии на основе Е.соН MG1655 с конститутивным и индуцибельным типами люминесценции (любезно предоставленны д.б.н Мануховым И.В, зав. лабораторией молекулярной генетики, Московский физико-технический институт), Таблица 1.
Острую и хроническую
антибактериальные активности гидролатов оценивали по интенсивности биолюминесценции бактерий А. Fischeri F1 и Е.соН MG1655 (рХеп7), по описанным ранее методикам [13]. Выявление ДНК-повреждающего и прооксидантного действий проводили с использованием индуцибельных биорепортерных штаммов (тест-бактерии 2-5, Таблица 1). В качестве положительных контролей, вызывающих специфическую индукцию биолюминесценции бактерий, применяли диоксидин (2,3-Бис-(гидроксиметил) хиноксалина 1,4-ди-К-оксид) и пероксид водорода, Таблица 1. Методика проведения биотестирования была описана ранее [14, 15]
Таблица 1
Рекомбинантные биолюминесцентные тест-бактерии
№ Тест-штамм Область применения штамма Тип биолюминесценции/специфический индуктор (Контроль(+))
1. E.coli MG1655 (pXen7) Оценка интегральной биоцидности Конститутивный/-
2. E. coli MG1655 (pRecA-lux) Выявление ДНК-повреждающего действия Индуцибельный/ диоксидин 2,25 10-5 М)
3. E. coli MG1655 (pColD-lux)
4. E. coli MG1655 (pKatG-lux) Оценка окислительного стресса(прооксидантное действие) Индуцибельный/ пероксид водорода (4,45 10-4 М)
5. E. coli MG1655 (pSoxS-lux)
Table 1
Recombinant bioluminescent test-bacteria
№ Test-strain Scope of the strain Bioluminescence type/specific inducer (Control(+))
1. E.coli MG1655 (pXen7) Evaluation of integral biocidal capacity Constitutive /-
2. E. coli MG1655 (pRecA-lux) Detection of DNA-damaging effects Inducible/ dioxidine 2,25 10-5 М)
3. E. coli MG1655 (pColD-lux)
4. E. coli MG1655 (pKatG-lux) Evaluation of oxidative stress (pro-oxidant effect) Inducible / hydrogen peroxide (4,45 10-4 М)
З. E. coli MG1655 (pSoxS-lux)
Биоцидность гидролатов оценивали по выживаемости биолюминесцентных бактерий после их инкубации с различными разведениями образцов при температуре 25°С [16]. Через 24 ч по 5 мкл каждого образца наносили на поверхность плотной питательной среды на чашках Петри, после чего их помещали в термостат при оптимальной для роста тест-бактерий температуре. Через 24 ч рост и биолюминесценцию бактерий оценивали визуально, а также фотографировали результаты с помощью камеры мобильного телефона.
Результаты и обсуждения. В результате исследований установлен качественный и количественный состав эфирного масла, полученного из растений иссопа лекарственного, выращенных в Крыму. В эфирном масле было определено в среднем за годы исследований 38 компонентов, из них идентифицировано 25. Установлено, что химический состав эфирного масла включает следующие основные группы веществ - терпеновые углеводороды: монотерпеновые углеводороды - а и Р-пинены, сабинен, лимонен, у-терпинен, Р-мирцен, п-цимол, камфен; сексвитерпены - Р-кариофиллен, гермакрен D, Р - бурбонен, кадинен, аллоаромадендрен; кетоны - пинокамфон, изопинокамфон; эфиры - миртенилметиловый эфир; высоко атомный спирт спатуленол и оксид 1,8-цинеол. Преобладающими компонентами эфирного масла являются кетоны (изопинокамфон и пинокамфон) сумма которых достигает максимума в фазу цветения 75,9-78,6 %, что соответствует требованиям ISO 9841 и данным других исследователей. В зависимости от географического региона и условий произрастаний растений иссопа лекарственного качество эфирного масла изменяется, что подтверждено результатами исследований других авторов [17, 18, 19].
В результате ГЖХ-анализа в гидролатах иссопа была определена массовая доля эфирного
масла, которая колебалась в зависимости от качества сырья иссопа лекарственного (фаза уборки), погодных условий в период заготовки сырья и соблюдения параметров технологии извлечения эфирного масла по годам на уровне 0,032-0,100%. В гидролатах иссопа лекарственного были определены следующие компоненты: бициклические монотерпеновые кетоны изопинокамфон и пинокамфон; сесквитерпеновый углеводород Р-кариофиллен; монотерпеновые углеводороды а-пинен, сабинен и оксид 1,8-цинеол. В разные годы содержание компонентов эфирного масла в гидролатах варьировало, но преобладающими были изопинокамфон и пинокамфон. Так, в гидролате полученном в 2020 г. содержались следующие компоненты: изопинокамфон, пинокамфон; кариофиллен; Р-пинен; сабинен и 1,8-цинеол (рис. 1).
При сравнении химического состава эфирного масла иссопа и гидролата установлены качественные и количественные изменения состава летучих ароматических компонентов в гидролатах. Сравнительный анализ показал, что гидролат в основном содержит водорастворимые в разной степени компоненты эфирного масла.
" ПИД-1, MB -80G
-70G
-60Ü
-SM
-40G
-30G
-Ж
Г'"" i S i-inii^. . Л J MWV'-4S—«-
Рис.1 - Хроматограмма гидролата H.officinalis на капиллярной полярной колонке
2 — Р-пинен; 3 — сабинен; 5 — внутренний стандарт; 9 — 1,8-цинеол; 10 — пинокамфон; 13 -изопинокамфон; 14 - Р-кариофиллен.
Fig.1 - Chromatogram of H.officinalis hydrolate on a capillary polar column
2 - p-pinene; 3 - sabinene; 5 - internal standard; 9 -1,8-cineole; 10 - pinocamphone; 13 -isopinocamphone; 14 - p-caryophyllene
Из источников научной литературы известно, что эфирное масло и экстракты иссопа лекрственного обладают выраженной
антибактериальной и антиоксидантной активностью, которые обусловлены наличием в них пинокамфона, изопинокамфона, Р-пинена, 1,8-цинеола, сабинена. Изомер Р-пинена - а-пинен может восстанавливать когнитивные функции и улучшать память, способен оказывать противовоспалительное и антикатаболическое действие. Сабинен обладает противогрибковой активностью, которая была изучена в отношении грибов рода Candida. 1,8-цинеол (эвкалиптол) применяют в медицине как антисептическое и отхаркивающее средство. Он активен в отношении грамположительных и
грамотрицательных бактерий, некоторых вирусов, простейших и грибов. Важно также отметить, что эвкалиптол используется как инсектицид в средствах от насекомых. При нанесении на кожу оказывает противозудное, противоаллергическое местное раздражающее действие. Пинокамфон и изопинокамфон обладают успокаивающими, муколитическими, обезболивающими, улучшающими пищеварение и ранозаживляющими свойствами. В исследованиях изучались мышечно-
релаксационные свойства эфирного масла иссопа и его основных компонентов, включая
изопинокамфон, пинокамфон, лимонен и ß-пинен. Тесты проводились на морских свинках и кроликах. Результаты показали, что изопинокамфон обладал мышечно-
релаксирующими свойствами, в то время как лимонен и бета-пинен не оказывали никакого эффекта. Кроме того, изучались противогрибковые свойства эфирного масла иссоп и его составляющих против штаммов Candida. Эфирное масло иссопа обладает более высокой противогрибковой активностью, чем любой из его компонентов в отдельности, однако наиболее активным противогрибковым компонентом является пинокамфон.
Следовательно, антибактериальная и
антиоксидантная активность гидролата иссопа может быть обусловлена наличием этих компонентов [20, 21, 22].
Исходя из того, что снижение механической прочности и проницаемости кожи провоцирует ряд метаболических сдвигов как в отдельных клетках, так и в тканях одну из центральных ролей в генезе многих патологии играет нарушение прооксидантно-
антиоксидантного равновесия с последующей активацией свободно-радикальных реакций. Последнее подчеркивает своевременность и актуальность поиска и разработки высокоэффективных средств, способных корректировать окислительно-
восстановительный гомеостаз. Исходя из этого интересным было дальнейшее изучение антиоксидантной активности гидролата иссопа. При изучении антиоксидантной активности полученные в модельных опытах данные свидетельствуют о том, что уровень ТБК-реактантов в контроле составил 107 нмоль/л через 30 минут с момента внесения ионов Бе2+(табл. 1).
Таблица 2
Антиоксидантная активность гидролата иссопа при Fe2 + - инициированном перекисном окислении
липидов
Исследуемый образец Уровень ТБК-реактантов, нмоль/л Антиоксидантная активность, %
Контроль 107,10±1,40 -
Референтный препарат 28,41±3,55 (p<0,001) 73,47
Гидролат иссопа 64,82±3,65 (p<0,01) 39,47
Примечание: p- вероятность по сравнению с контролем, ТБК- тиобарбитуровая кислота
Antioxidant activity of hyssop hydrolate in Fe2 + - initiated lipid peroxidation
Таble 2
Test sample TBA-reactant levels, nmol/l Antioxidant activity, %
Control 107,10±1,40 -
Reference drug 28,41±3,55 (p<0,001) 73,47
Hyssop hydrolat 64,82±3,65 (p<0,01) 39,47
Note: p- probability compared to control, TBA-thiobarbituric acid
исследований
выраженной
лекарственного
Динамика накопления продуктов перекисного окисления липидов в среде инкубации в присутствии аскорбиновой кислоты достоверно ниже контрольной группы (табл. 1), что указывает на выраженную способность препарата подавлять процессы свободно-радикального окисления. Данные относительно влияния гидролата иссопа на интенсивность липопероксидации указывают, что максимальная эффективность препарата проявляется на 30 минут эксперимента (АОА равна 39%). Количество ТБК-реактантов в опытной модельной системе составляет 64,82 нмоль/л и достоверно отличается от показателей в контроле (р<0,01), что указывает на способность препарата реализовывать некоторую способность противостоять окислительному стрессу. Следовательно, результаты данного фрагмента позволяют сделать вывод о способности изучаемого средства подавлять
интенсивность накопления конечных продуктов перекисного окисления липидов в изучаемом биосубстрате при Fe2 +-инициации данного процесса, проявляя, таким образом, антиоксидантную активность.
Антибактериальное действие гидролата иссопа изучали с использованием биолюминесцентных тест-бактерий. На рис. 2 показано действие гидролата на морские люминесцентные бактерии A. fischeri F1. Уже при разведениях гидролата 0,1 и более (меньше, чем в 10 раз), наблюдалось практически полное ингибирование бактериальной люминесценции. Для проверки биоцидности данного эффекта, пробы выдерживали в течение суток и после чего проводился их высев на плотную питательную среду [16]. Результаты показали, что при тех же разведениях происходит снижение
интенсивности бактериального роста,
исчезновение желтой пигментации колоний, характерной для A. fischeri F1, и их биолюминесценции. Полное подавление роста бактерий наблюдается при разведении 0,5 (в 2 раза).
Изучение действия гидролата на рост и биолюминесценцию рекомбинантного тест-штамма E.coli p(Xen), обладающего конститутивной биолюминесценцией показало аналогичные результаты. Увеличение концентрации гидролата приводило к значительному снижению роста тест-бактерий и полностью ингибировало их биолюминесценцию. Таким образом, было установлено, что гидролат иссопа характеризуется неспецифической антибактериальной активностью в отношении
исследованных представителей природных (A. fischeri F1) и энтеробактерий (E.coli MG 1655(pXen7)).
Рис.2- Действие гидролата иссопа на биолюминесценцию и рост морских бактерий A. fischeri F1.
А. Действие гидролата иссопа на биолюминесценцию
A. fischeri F1 (острое действие, 30 мин);
Б. Рост бактерий A. fischeri F1 в присутствии гидролата иссопа (хроническое действие 24, ч);
B. Биолюминесценция бактерий A. fischeri F1 на плотной питательной среде в присутствии гидролата иссопа (хроническое действие, 24 ч).
Fig.2-Effects of hyssop hydrolate on bioluminescence and growth of marine bacteria A. fischeri F1.
A. Action of hyssop hydrolate on bioluminescence of A. Fischeri F1 (acute action, 30 min);
Б. Growth of A. fischeri F1 bacteria in the presence of hyssop hydrolate (chronic action 24, h);
B. Bioluminescence of A. fischeri F1 bacteria on nutrient dense medium in the presence of hyssop hydrolate (chronic action, 24 h).
E-ISSN 2686-6838
Рис.3 - Действие гидролата иссопа на рост и биолюминесценцию рекомбинантного тест-штамма E.coli p(Xen7)
А. Действие гидролата Иссопа на биолюминесценцию E.colip(Xen) (Острое действие, 30мин) Б. Рост бактерий E.coli p(Xen) в присутствии гидролата иссопа (хроническое действие, 24 ч)
Fig.3 - Effects of hyssop hydrolate on growth and bioluminescence of recombinant test strain E.coli p(Xen7)
А. Action of Hyssop hydrolate on bioluminescence of E.coli p(Xen) (Acute action, 30 min)
Б. Growth of E.coli p(Xen) bacteria in the presence of hyssop hydrolate (chronic action, 24 h)
Для более детального исследования антибактериального действия гидролата использовали панель из четырех штаммов, обладающих индуцибельным механизмом биолюминесценции и специфически
реагирующих на ДНК-повреждающее и прооксидантное действие (биорепортерные штаммы). В присутствииспецифических индукторов (см. раздел материалы и методы) биолюминесценция таких штаммов усиливается во много раз, что было использовано как положительный контроль при биотестировании, рисунок 4. Отрицательный контроль (контроль (-)) включал в себя только бактерии в среде для биотестирования без каких-либо дополнительных компонентов, рисунок 4
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0 ■— I
p(Xen) p(Rec) p(Col) p(Kat) p(Sox) ■ Контроль(-) ■ Контроль(+) ■ Иссоп (Control <-jj..... (Control (+)) (Hyssop)
Рис.4 - Эффект гидролата иссопа в отношении рекомбинантных биолюминесцентных
биорепортерных штаммов
Fig.4 - The effect of hyssop hydrolate on recombinant bioluminescent bioreporter strains
В присутствии гидролата иссопа (разведение 0,2) индукции свечения не происходило, а наблюдалось полное ингибирование биолюминесценции тест-штаммов. Полученные данные свидетельствуют о том, что антибактериальное действие иссопа не связано как с повреждением нуклеиновых кислот, так и с возникновением окислительного стресса. Как показывает анализ литературных данных, эфирные масла, которые являются одним из основных компонентов гидролатов, проявляют биоцидную активность, вызывая повреждение клеточных мембран. Кроме того, в ряде работ показано ингибирующее действие эфирных масел в отношении генетического механизма бактерий quorum sensing, который регулирует как биолюминесценцию, так и способностью бактерий формировать биопленки. Возможно, именно с этими механизмами связан больший эффект исследуемого гидролата иссопа на морские бактерии A. fischeri F1, люминесценция которых регулируется по такому механизму.
Заключение. Полученные данные отчасти подтверждаются наличием антиоксидантного действия
1. Результаты исследований в условиях in vitro при Fe 2+ инициированном перекисном окислении липидов свидетельствуют о выраженной антиоксидантный активности гидролата H.officinalis.
2. Исходя из данных анализа химического состава гидролата H.officinalis можно предположить, что именно эфирное масло, определяет выявленный биологический эффект.
3. Гидролат H. officinalis обладает антибактериальной активностью, как в отношении природных тест-обьектов, так и рекомбинантных бактерий E.coli (pXen-lux).
В дальнейшем исследования могут быть продолжены и направлены на разработку лекарственных и косметических средств на основе гидролата H.officinalis.
REFERENCES
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
[1]. Khlypenko L.A., Bakova N.N., Rabotyagov V.D., Scherbakova Yu.P., Vinogradov B.A. Study of the genus Hyssopus L. in conditions of a southern coast of Crimea // Bulletin of the State Nikita Botanical Gardens 2004. Edition 90. p. 59-63.
[2]. Benedec D, Ilioara Oniga, Tipercius B., Popescu H. Preliminary research of some polyphenolic compounds
[1]. Л.А. Хлыпенко [и др.] Изучение рода Hyssopus L. в условиях Южного берега Крыма // Бюл. Никит. ботан. сада. 2004. Вып. 90. С. 59-63.
[2]. Benedec D, Ilioara Oniga, Tipercius B., Popescu H. Preliminary research of some polyphenolic compounds from Hyssopus officinalis L. (Lamiaceae), Farmacia, 2002, Vol. 50: 54-57.
E-ISSN 2686-6838
from Hyssopus officinalis L. (Lamiaceae), Farmacia, 2002, Vol. 50: 54-57.
[3]. Beriozko M.N., Beriozko O.M., Vecher N.N. Useful plants : common hyssop // Agriculture and plant protection. 2016. №5. p.58-59.
[4]. Bespalyko L.V., Kharchenko V.A., Shevchenko Y.P., Ushakova I.T. Common hyssop (Hyssopus officinalis L.) // Vegetable crops of Russia. №2. 2016. p. 60-63. DOI: 10.18619/2072-9146-2016-2-60-63
[5]. Timasheva L.A., Pekhova O.A., Danilova I.L. On the methodology of quantitative determination of essential oil in herbal distilates // Taurida herald of the agrarian sciences. 2019. № 3(19). p.122-132.
[6]. Ali Saebi, Saeed Minaee, AlirezaMahdavian, Mohammad-Taghi Ebadi. Effect of precision harvesting on the quality of herbal distillates (Case study of Hyssopus officinalis L.), Food Science and Technology, 2019, 16(89): 325-332.
[7]. Grebennikova O.A., Paliy A.Y., Khlypenko L.A., Rabotyagov V.D. Biologically active substances of Hyssopus officinalis L. // Journal «The Orbital». 2017. №1. p. 21-28.
[8]. Hristova, Y., Wanner, J., Jirovetz, L., et al. Chemical composition and antifungal activity of essential oil of Hyssopus officinalis L. from Bulgaria against clinical isolates of Candida species, Biotechnology and Biotechnological Equipment. 2015. 29 (3): 592-601. DOI: 10.1080/13102818.2015.1020341
[9]. Cvijovic V., Djukic D, Mandis L. Composition and antimicrobial activity of essential oils of some medicinal and spice plants, Chemistry of Natural Compounds, 2010, 46 (3): 481-482. DOI: 10.1007/s10600-010-9652-z
[10]. Svydenko L., Vergun O., Ivanisova E., et al. Antioxidant activity of ethanol extracts of Hyssopus Officinalis L. Conference: 5th International Scientific Conference Agrobiodiversity for Improving the Nutrition, Health, Quality of Life and Spiritual Human Development, 2021 Nov 3:121. DOI: 10.15414/2021.9788055224015
[11]. Dessinioti C, Dreno B. Acne treatments: future trajectories. Clin Exp Dermatol. 2020 Dec;45(8):955-961. DOI: 10.1111/ced.14239
[12]. Gudzenko A.P., Nemyatih O.D., Kuldyrkaeva E.V. Study of the antioxidant properties of the capillary protector for children "Phytoetavit"// Pharmacom. 2010. № 4. p. 81-85.
[13]. Antypenko, O.M., Antypenko, L.M., Kovalenko, S.I., et al. Potential of N-aryl (benzyl,heteryl)-2-(tetrazolo[1,5-c]quinazolin-5-ylthio)acetamides as anticancer and antimicrobial agents, Arabian Journal of Chemistry, 2016, 9(6): 792-805. DOI: 10.1016/j.arabjc.2014.09.009
[14]. Carniato, F., Gatti, G., Vittoni, C., et al. More efficient prussian blue nanoparticles for an improved caesium decontamination from aqueous solutions and biological fluids, Molecules, 2020, 25 (15): 3447. DOI: 10.33 90/molecules25153447
[15]. Chugunova E., Boga C., Sazykin I., et al. Synthesis and antimicrobial activity of novel structural hybrids of benzofuroxan and benzothiazole derivatives, Eur. J. Med. Chem., 2015, Vol. 93: 349-359. DOI: 10.1016/j.ejmech.2015.02.023
[16]. Suppi S., Kasemets K., Ivask A., Kunnis-Beres K., et al. A novel method for comparison of biocidal properties of nanomaterials to bacteria, yeasts and algae // J Hazard Mater, 2015, 286 (9):75-84. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.12.027
[17]. Kizil, S., Ha^imi, N., Tolan, V., Kilrn?, E. & Karata§, H.. Chemical Composition, Antimicrobial and Antioxidant Activities of Hyssop (Hyssopus officinalis L.) Essential Oil, Not. Bot. Hort. Agrobot. Cluj, 38(3), 2010: 99-103 DOI: 10.15835/nbha3834788
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10].
Березко М.Н, Березко О.М., Вечер Н.Н. Полезные растения: иссоп лекарственный // Земледелие и защита растений. 2016. №5. С.58-59. Л.В.Беспалько [и др.] Иссоп лекарственный (Hyssopus officinalis L.) // Овощи России. №2. 2016. С. 60-63. DOI: 10.18619/2072-9146-2016-2-60-63 Тимашева Л. А., Пехова О. А., Данилова И. Л. О методике количественного определения эфирного масла в гидролатах // Таврический вестник аграрной науки. 2019. № 3(19). С.122-132. Ali Saebi, Saeed Minaee, AlirezaMahdavian, Mohammad-Taghi Ebadi. Effect of precision harvesting on the quality of herbal distillates (Case study of Hyssopus officinalis L.), Food Science and Technology, 2019, 16(89): 325-332.
О.А. Гребенникова [и др.] Биологически активные вещества Hyssopus officinalis L. // Журнал «Орбиталь», г. Ялта. 2017. №1. С. 21-28. Hristova, Y., Wanner, J., Jirovetz, L., et al. Chemical composition and antifungal activity of essential oil of Hyssopus officinalis L. from Bulgaria against clinical isolates of Candida species, Biotechnology and Biotechnological Equipment. 2015. 29 (3): 592-601. DOI: 10.1080/13102818.2015.1020341 Cvijovic V., Djukic D, Mandis L. Composition and antimicrobial activity of essential oils of some medicinal and spice plants, Chemistry of Natural Compounds, 2010, 46 (3): 481-482. DOI: 10.1007/s10600-010-9652-z Svydenko L., Vergun O., Ivanisova E., et al. Antioxidant activity of ethanol extracts of Hyssopus Officinalis L. Conference: 5th International Scientific Conference Agrobiodiversity for Improving the Nutrition, Health, Quality of Life and Spiritual Human Development, 2021 Nov 3:121. DOI: 10.15414/2021.9788055224015 Dessinioti C, Dreno B. Acne treatments: future trajectories. Clin Exp Dermatol. 2020 Dec;45(8):955-961. DOI: 10.1111/ced.14239
Гудзенко О.П. Немятих О.Д., Кулдиркаева К.В. Вивчення антиоксидантних властивостей дитячого капшяропротектору «Фггоетавгг» // Фармаком. - 2010. - № 4. - С. 81-85. [13]. Antypenko, O.M., Antypenko, L.M., Kovalenko, S.I., et al. Potential of N-aryl (benzyl,heteryl)-2-(tetrazolo[1,5-c]quinazolin-5-ylthio)acetamides as anticancer and antimicrobial agents, Arabian Journal of Chemistry, 2016, 9(6): 792-805. DOI: 10.1016/j.arabjc.2014.09.009 Carniato, F., Gatti, G., Vittoni, C., et al. More efficient prussian blue nanoparticles for an improved caesium decontamination from aqueous solutions and biological fluids, Molecules, 2020, 25 (15): 3447. DOI: 10.33 90/molecules25153447
Chugunova E., Boga C., Sazykin I., et al. Synthesis and antimicrobial activity of novel structural hybrids of benzofuroxan and benzothiazole derivatives, Eur. J. Med. Chem., 2015, Vol. 93: 349-359. DOI: 10.1016/j.ejmech.2015.02.023
Suppi S., Kasemets K., Ivask A., Kunnis-Beres K., et al. A novel method for comparison of biocidal properties of nanomaterials to bacteria, yeasts and algae // J Hazard Mater, 2015, 286 (9):75-84. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.12.027
Kizil, S., Ha^imi, N., Tolan, V., Kilinf, E. & Karata§, H.. Chemical Composition, Antimicrobial and Antioxidant Activities of Hyssop (Hyssopus officinalis L.) Essential Oil, Not. Bot. Hort. Agrobot. Cluj, 38(3), 2010: 99-103 DOI: 10.15835/nbha3834788
Pandey, V.; Verma, R.S.; Chauhan, A.; Tiwari, R. Compositional variation in the leaf, flower and stem essential oils of Hyssop (Hyssopus officinalis L.) from
[11].
[12].
[14].
[15].
[16].
[17].
[18].
E-ISSN 2686-6838
[18]. Pandey, V.; Verma, R.S.; Chauhan, A.; Tiwari, R. Compositional variation in the leaf, flower and stem essential oils of Hyssop (Hyssopus officinalis L.) from Western-Himalaya, J. Herb. Med, 2014, Vol. 4: 89-95. DOI 10.1016/j.hermed.2013.12.001
[19]. Jankovsky M., Landa T. Genus Hyssopus L. - recent knowledge: A review // Horticultural Science (HORTSCI). 2018. Vol. 29 (No. 3): P.119-123 D0I:10.17221/4474-HORTSCI
[20]. Wafaa M. Hikal, Hussein A. H. Said-Al Ahl. Anti-leishmanial Activity of Hyssopus officinalis: A Review, International Journal of Environmental Planning and Management, 2017, 3(2):10-15
[21]. Kovalenko N.A., Ahramovich T.I., Supichenko G.N., Sachivko T.V., Bosak V.N. Antibacterial activity of hyssopus officinalis essential oils // Khimija rastitel'nogo syr'ja. 2019. №1. p. 191-199. DOI: 10.14258/jcprm.2019014083
[22]. Kotyuk L.A. Antimicrobial activity of oil-bearing plants Lamiaceae LindL. towards Escherichia coli // Biological bulletin of Mellitopol state pedagogical university named after Bohdan Khmelnytsky. 2016. Vol. 6. №° 1. p. 216 -236.
Western-Himalaya, J. Herb. Med, 2014, Vol. 4: 89-95. DOI 10.1016/j.hermed.2013.12.001
[19]. Jankovsky M., Landa T. Genus Hyssopus L. - recent knowledge: A review // Horticultural Science (HORTSCI). 2018. Vol. 29 (No. 3): Р.119-123 DOI:10.17221/4474-HORTSCI
[20]. Wafaa M. Hikal, Hussein A. H. Said-Al Ahl. Anti-leishmanial Activity of Hyssopus officinalis: A Review, International Journal of Environmental Planning and Management, 2017, 3(2):10-15
[21]. Н.А.Коваленко [и др.] Антибактериальная активность эфирных масел иссопа лекарственного // Химия растительного сырья. 2019. №1. С. 191-199. DOI: 10.14258/jcprm.2019014083
[22]. Котюк Л.А. Антимикробная активность эфиромасличных растений семейства Lamiaceae Lind l. относительно Escherichia coli // Бюлопчний вюник Мелггопольського державного педагопчного ушверситету iменi Богдана Хмельницького. 2016. Т. 6. № 1. С. 216 -236.
Author Contributions. Burtseva Ye.V., Kuldyrkaeva E.V., Katsev A.M.— literature review, writing a text; Mekhonoshina I.S. —
statistical data processing; Burtseva Ye. V., Mekhonoshina I.S., Timasheva L.A., Pekhova O.A., Katsev A.M. — collection and
processing of materials, research concept and design.
Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest.
Burtseva Ye.V. — SPIN ID: 14443-9170; ORCID ID: 0000-0002-5418-7849
Kuldyrkaeva E.V. - SPIN ID: 4678-1769; ORCID ID: 0000-0003-0864-476X.
Mekhonoshina I.S. —ORCID ID: 0000-0002-5418-7849
Timasheva L. A. — SPIN ID: 8116-4851; ORCID ID: 0000-0001-9230-7664,
Pekhova O. A. — SPIN ID: 2725-1790; ORCID ID: 0000-0003-1725-9046
Katsev A.M. - SPIN ID: 6343-9384; ORCID ID: 0000-0002-7762-3818
For citation: Burtseva Ye.V., Kuldyrkaeva E.V., Mekhonoshina I.S., Timasheva L.A., Pekhova O.A., Katsev A.M. CHEMICAL COMPOSITION AND BIOLOGICAL ACTIVITY OF HYSSOPUS OFFICINALIS L. HYDROLATES. // Medical & pharmaceutical journal "Pulse". - 2023;25(3):25-34. http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-3-25-34.
Вклад авторов. Бурцева Е.В., Кулдыркаева Е.В., Кацев А.М. — обзор литературы, написание текста; Мехоношина И.С. — статистическая обработка данных; Бурцева Е.В., Мехоношина И.С., Тимашева Л.А., Пехова О.А., Кацев А.М. — сбор и обработка материалов, концепция и дизайн исследования.
Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Бурцева Е.В. — SPIN ID: 1443-9170; ORCID ID: 0000-0002-5418-7849 Кулдыркаева Е.В.. - SPIN ID: 4678-1769; ORCID ID: 0000-0003-0864-476X Мехоношина И.С. —ORCID ID: 0000-0002-5418-7849 Тимашева Л.А. — SPIN ID: 8116-4851; ORCID ID: 0000-0001-9230-7664 Пехова О.А. .— SPIN ID: 2725-1790; ORCID ID: 0000-0003-1725-9046 Кацев А.М. - SPIN ID: 6343-9384, ORCID ID: 0000-0002-7762-3818
Для цитирования: Бурцева Е.В., Кулдыркаева Е.В., Мехоношина И.С., Тимашева Л.А., Пехова О.А., Кацев А.М. ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ГИДРОЛАТА HYSSOPUS OFFICINALIS L. // Медико-фармацевтический журнал "Пульс". 2023;25(3):25-34. http://dx.doi.org/Z10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-3-25-34.
Информация о финансировании. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-25-20206, https://rscf.ru/project/22-25-20206, процесс публикации статьи за счет АО «Алуштинский эфиромасличный совхоз-завод».
Funding information. The research was supported by the grant of the Russian Science Foundation № 22-25-20206, https://rscf.ru/project/22-25-20206, the process of publishing an article at the expense of Joint-stock company «Alushta essential-oils sovhoz-zavod».
