CC BY
32
КОМПЛЕКСНОЕ ФИТОХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ SYNURUS DELTOIDES (AITON) NAKAI ИЗ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Ибатаев Жаркын Абыкенович
канд. хим. наук, ведущий научный сотрудник института прикладной химии,
ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Астана
Е-mail: zhardisser@mail. ru CYлеймен Ерлан Мэлсулы канд. хим. наук, PhD, директор института прикладной химии, доцент кафедры химии ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Астана
Е-mail: suleimen [email protected] Джалмаханбетова Роза Илемисовна д-р хим. наук, ведущий научный сотрудник института прикладной химии, ЕНУ
им. Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Астана
Е-mail: rozadichem@mail. ru Искакова Жанар Бактыбаевна канд. хим. наук, ведущий научный сотрудник института прикладной химии,
ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Астана
Е-mail: zhanariskakova@mail. ru Хусайнова Гу.лжазира Мусакызы младший научный сотрудник института прикладной химии, студентка 3 курса специальности химия ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Астана
Е-mail: gul-jazira@mail. ru Ишмуратова Маргарита Юлаевна канд. биол. наук, доцент кафедры фармацевтических дисциплин Карагандинского университета «Болашак», Республика Казахстан,
г. Караганда Е-mail: margarita. ishmur@mail. ru Горовой Петр Григорьевич академик, профессор, лаборатория хемотаксономии Тихоокеанского института биоорганической химии, Дальневосточного федерального университета, Ботанический сад ДВОРАН, РФ, г. Владивосток
Е-mail: p elrgorovoy@gm a il. com Дудкин Роман Викторович канд. биол. наук, доцент Тихоокеанского института биоорганической химии, Дальневосточного федерального университета, Ботанический сад ДВО РАН,
РФ, г. Владивосток Е-mail: r doudkin@mail. ru
COMPREHENSIVE PHYTOCHEMICAL STUDY OF SYNURUS DELTOIDES
(AITON) NAKAI FROM THE FAR EAST
Ibatayev Zharkyn
candidate of Chem. Science, Leading Researcher of the Institute of Applied
Chemistry, Republic of Kazakhstan, Astana
Suleimen Yerlan
candidate of Chem. Science, PhD, Director of the Institute of Applied Chemistry ENU, Associate Professor of Chemistry Department of L.N. Gumilev ENU, Republic
of Kazakhstan, Astana Jalmakhanbetova Roza
doctor of Chem. Science, Leading Researcher of the Institute of Applied Chemistry
ENU, Republic of Kazakhstan, Astana
Iskakova Zhanar
candidate of Chem. Science, Leading Researcher of the Institute of Applied
Chemistry ENU, Republic of Kazakhstan, Astana
Khussainova Gulzhazira junior Researcher of the Institute of Applied Chemistry ENU, 3th year student of the speciality chemistry of L.N. Gumilev ENU, Republic of
Kazakhstan, Astana Ishmuratova Margarita
candidate of biol. Sciences, Assistant Professor of Pharmaceutical Sciences Karaganda University "Bolashak", Republic of Kazakhstan, Karaganda
Gorovoi Peter
academician, Professor, Laboratory Chemotaxonomy Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far Eastern Federal University, Botanical Garden, FEB RAS, Russia,
Vladivostok
Doudkin Roman
candidate of biol. Sciences, Assistant Professor of Pacific Institute of Bioorganic Chemistry of the Far Eastern Federal University, Botanical Garden Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, Russia, Vladivostok
Благодарност ь
Работа выполнена по гранту МОН РК по бюджетным программам 055 «Фундаментальные и прикладные научные исследования» по теме «Фитохимическое изучение растений Казахстана и Сибири. Создание модифицированных производных на основе моно- и сесквитерпеноидов, флаваноидов и их биоскрининг» и «Создание образцов продукции под брендом «Ароматы степей Казахстана». Авторы благодарят Ш. Хан, Б. Теквани и М. Джакоб (университет Миссиссипи, США) за помощь в исследовании биоактивности (грант USDA Agricultural Research Service Specific Cooperative Agreement).
АННОТАЦИЯ
Проведено изучение антималярийной, цитотоксической и антирадикальной активности эфирного масла и экстракта Synurus deltoides (Aiton) Nakai, определен элементный состав растительного сырья и изучено анатомическое строение.
ABSTRACT
The study of antimalarial, cytotoxic and antiradical activity of essential oils and extract of Synurus deltoides (Aiton) Nakai, definition of elemental composition and anatomy structure of plant material was done.
Ключевые слова: антималярийная ; цитотоксическая; антирадикальная активность; эфирное масло; хлороформно -этанольный экстракт; элементный состав; анатомическое строение; Synurus deltoides (Aiton) Nakai.
Keywords: antimalarial; cytotoxic; antiradical activity; essential oil; chloroform-ethanol extract; elemental composition; anatomy; Synurus deltoides (Aiton) Nakai.
Synurus deltoides (Aiton) Nakai (сростнохвостник дельтовидный) — многолетнее травянистое растение, высотой до 1,5 м, относится к семейству сложноцветных. S. deltoides широко распространен в Дальнем Востоке, СевероВосточной Азии. Цветочные корзинки этого растения использовали в Тибетской медицине при кожных заболеваниях [8].
Надземная часть и экстракт S. deltoides широко используется в качестве пищевой добавки, БАД, компонента курительной смеси без никотина [6, 7]. Экстракт S. deltoides также обладает противовоспалительным эффектом [1, 3, 4]. Таким образом имеются множество работ по изучению и практическому применению экстрактов и биомасс различных частей S. deltoides. Между тем отсутствуют данные по антималярийной, цитотоксической и антирадикальной активности эфирного масла и экстрактивных веществ S. deltoides.
В связи с этим нами было изучено сырье — листовые пластинки S. deltoides, которое было собрано в сентябре 2013 г. в Шкотовском районе Приморского края на лугу в окрестностях с. Новомосква (Россия).
Эфирное масло получали методом гидродистилляции на аппарате Клевенджера в течение 2-х часов [2].
Экстракт получали кипячением мелкоизмельченных листьев в смеси хлороформ-этанол в соотношении 1:1. Экстрагирование проводили трижды, полученные экстракты объединяли и упаривали на роторном испарителе до густой массы.
Изучение антималярийной активности проводили по методике описанной нами в [9]. Как видно из таблицы 1, спиртовой экстракт S. deltoides оказывает слабовыраженную активность в отношении Plasmodium falciparum D6.
Таблица 1.
Антималярийная активность эфирного масла и экстракта S. deltoides
Образец P. falciparum D6 % Inh.
Эфирное масло S. deltoides 11
Экстракт S. deltoides 45
Изучение цитотоксической активности проводили по методике описанной нами в [11]. Данные по изучению цитотоксической активности эфирного масла
S. deltoides приведены в таблицах 2—4.
Таблица 2.
Эфирное масло S. deltoides 10 мг/мл
Пар ал- К-во личинокв контроле К-во личинок в образце % выживших личино к в контроле % выживших личинок в образце Смер т- Налич ие нейро-
лел ь вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. ность, А,% токсич ности, %
1 23 3 20 6 0
2 25 2 19 7 0 92 77 15 0
3 24 2 21 4 0
Ср 24 2 20 6 0
Таблица 3.
Эфирное масло S. deltoides 5 мг/мл
Пара л-лель К-во личинокв контроле К-во личинок в образце % выживших личино к в контроле % выживших личинок в образце Смер т-ность, А,% Налич ие нейро-токсич ности, %
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар.
1 23 3 18 6 0 92 80 12 0
2 25 2 20 6 0
3 24 2 22 3 0
Ср 24 2 20 5 0
Таблица 4. Эфирное масло S. deltoides 1 мг/мл
Пара л-лель К-во личинокв контроле К-во личинок в образце % выживших личино к в контроле % выживших личинок в образце Смер т-ность, А,% Налич ие нейро-токсич ности, %
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар.
1 23 3 21 3 0 92 88 4 0
2 25 2 19 4 0
3 24 2 24 3 0
Ср 24 2 21 3 0
Также нами проведено исследование по определению цитотоксической активности экстракта S. deltoides, результаты анализа приведены в таблица 5—
Таблица 5.
Экстракт S. deltoides 10 мг/мл
Пара л-лель К-во личинокв контроле К-во личинок в образце % выживших личино к в контроле % выживших личинок в образце Смер т- Налич ие нейро-
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар. ность, А,% токсич ности, %
1 24 1 20 8 0
2 25 2 23 3 0 96 78 18 0
3 26 1 21 7 0
Ср 25 1 21 6 0
Таблица 6. Экстракт S. deltoides 5 мг/мл
Пар ал- лел ь К-во личинокв контроле К-во личинок в образце % выживших личино к в контроле % выживших личинок в образце Смер т-ность, А,% Налич ие нейро-токсич ности, %
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар.
1 24 1 24 3 0 96 92 4 0
2 25 2 23 2 0
3 26 1 24 1 0
Ср 25 1 24 2 0
Таблица 7. Экстракт S. deltoides 1 мг/мл
Пар ал- лел ь К-во личинокв контроле К-во личинок в образце % выживших личино к в контроле % выживших личинок в образце Смер т-ность, А,% Налич ие нейро-токсич ности, %
вы ж. поги б. вы ж поги б. пар.
1 24 1 24 1 0 96 96 0 0
2 25 2 25 0 0
3 26 1 23 1 0
Ср 25 1 24 1 0
На основании проведенных экспериментов можно предположить, что эфирное масло и экстракт S. deltoides во всех испытанных концентрациях не проявляют цитотоксическую активность.
Продолжая исследование объекта нами изучена антирадикальная активность (АРА) полученного эфирного масла и экстракта S. deltoides.
Антирадикальная активность определена с помощью реакций ингибирования относительно радикала 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил (DPPH). Антирадикальная активность расчитана по следующей формуле:
АРА (%) = (A0 - At) / A) *100
(1)
где: А — оптическая плотность контрольного образца;
А — оптическая плотность исследуемого образца.
Оптические плотности растворов сняты на спектрофотометре Сагу 60 ЦУ-Уб при постоянной длине волны 520 нм. Антирадикальные активности определены относительно эталона — бутилгидроксианизола (ВНА) [10].
Рассчитанные по формуле (1) значения АРА эфирного масла и экстракта растения приведены в таблице 8:
Таблица 8.
Зависимости антирадикальной активности (%) экстракта и эфирного масла растений S. deltoides от концентрации
№ Исследуемые объекты Концентрация (мг/мл)
0,1 0,25 0,5 0,75 1,0
1 ВНА 80,0 80,7 80,3 80,5 80,7
2 Эфирное масло S. deltoides 17,01 9,80 10,80 11,72 8,43
3 Экстракт S. deltoides 66,23 50,61 32,45 30,34 31,10
На основе анализа полученных результатов можно сказать, что эфирное масло растений S. deltoides имеет низкую АРА по сравнению эталонным веществом (ВНА). Антирадикальная активность экстракта растений S. deltoides также невысокая и ее значение зависит от концентрации. При изменении концентрации в пределах 0,1—1,0 мг/мл АРА снижается от 66 % до 30 %.
Для получения данных по доброкачественности растительного сырья было проведено изучение его элементного состава. Проведено сухое озоление сырья S. deltoides, зольность растения составила 12,5 %. Содержание элементов в составе золы определяли методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на приборе ICP-AES, и в результате которого получены количественные данные о 43 элементах.
Таблица 9.
Элементный состав золы S. deltoides
№ Элемент Символ Содержани е (мг/кг) № Элемент Символ Содержание (мг/кг)
1 Серебро Ag <0,1 23 Ниобий Nb 22,46
2 Алюминий Al 866 24 Никель Ni 16,11
3 Мышьяк As <1 25 Фосфор Р 21747
4 Золото Au <100 26 Свинец Pb 7,29
5 Бор В 32,18 27 Платина Pt <10
6 Барий Ba 1044 28 Сурьма Sb <0,1
7 Бериллий Be 0,56 29 Скандий Sc <0,1
8 Висмут Bi <0,1 30 Олово Sn <0,1
9 Кадмий Cd 1,24 31 Стронций Sr 1082
10 Церий Се 381 32 Тантал Та <0,1
11 Кобальт Co 3,38 33 Теллур Те <0,1
12 Хром Cr 18,09 34 Торий Th <0,1
13 Медь Cu 56,26 35 Титан Ti 87,22
14 Железо Fe 1041 36 Таллий Tl <0,1
15 Галлий Ga <0,1 37 Уран U <0,05
16 Германий Ge <0,1 38 Ванадий V 48,43
17 Гафний Hf 4,62 39 Вольфрам W <1
18 Индий In <0,1 40 Иттрий Y 2,48
19 Лантан La 4,88 41 Иттербий Yb 0,36
20 Литий Li 108,3 42 Цинк Zn 45,07
21 Марганец Mn 467 43 Цирконий Zr 12,48
22 Молибден Mo 3,48
Для стандартизации и выявления строения на микроуровнях ценного растительного сырья (уточнения локализации эфирного масла в надземных органах) S. deltoides, мы провели изучение его анатомического строения.
Материалы и методы. Объектом исследования являлись листья S. deltoides, собранного в фазе плодоношения.
При выполнении анатомического исследования сухие образцы надземных органов размачивали в горячей воде и размягчали в смеси глицерин-спирт-вода дистиллированная в соотношении 1:1:1 [3, 5], кипятили в 5 %-ном водном растворе гидроксида калия. Изготавливали поверхностные препараты и срезы вручную. Рисунки выполняли при помощи аппарата РА-4М. При описании анатомического строения использовали принципы, изложенные в трудах В.Н. Вехова, Л.И. Лотовой [1, 4].
Анатомическое строение. Клетки верхнего и нижнего эпидермиса извилисто-стенные, нижние — крупнее по размеру (рис. 2). Устьица
аномоцитного типа (окружены 4 и более клетками эпидермы) и встречаются на обеих сторонах листа, но преобладают на нижней стороне. Листья с верхней стороны почти голые, с нижней имеют густое опушение, состоящее из звездчатых и простых многоклеточных волосков. С нижней стороны листа отчетливо видные многоклеточные округлые или бобовидной формы друзы — кристаллы оксалата кальция.
В области средней жилки клетки эпидермиса имеют вытянутую прозенхимную форму.
Рисунок 1. Препарат листа S. deltoides с поверхности. Ув. 5 х 10: А — эпидермис над жилкой листа; Б — верхний эпидермис; В — нижний эпидермис; 1 — основные клетки эпидермы; 2 — устьица; 3 — звездчатые трихомы; 4 — простые многоклеточные трихомы; 5 — друзы
Таким образом, диагностическими признаками сырья S. deltoides являются форма клеток эпидермиса листа форма и строение звездчатых кроющих трихом.
Выводы:
1. проведено изучение антималярийной, цитотоксической и антирадикальной активности эфирного масла и экстракта S. deltoides;
2. определен элементный состав растительного сырья;
3. изучено анатомическое строение S. deltoides.
Список литературы:
1. Вехов В.Н., Лотова Л.И., Филин В.Р. Практикум по анатомии и морфологии высших растений. М.: МГУ, 1980. — 560 с.
2. Государственная Фармакопея СССР. Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье МЗ СССР. 11-е изд. М., 1990. — 400 с.
3. Долгова А.А., Ладыгина Е.Я. Руководство к практическим занятиям по фармакогнозии. М.: Медицина, 1977. — 255 с.
4. Лотова Л.И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений. М.: КомКнига, 2007. — 512 с.
5. Прозина М.Н. Ботаническая микротехника. М.: Высшая школа, 1960. — 206 с.
6. Патент KR 2012108512, Юж. Корея. Processing method of Synurus deltoides / Park, Jeong Ja. № KR 2011-26470; заявл. 24.03.2011; опубл. 5.10.2012. — С. 10.
7. Патент US 2004/0094170 A1, США. Nicotine free cigarette substitute / Zeong Ghee Zho, Hyun Hwa Cho. № US 10/298,517; заявл. 19.11.2002; опубл. 20.05.2004. — С. 3.
8. Шретер А.И. Лекарственная флора Советского Дальнего Востока. М.: Медицина, 1975. — 328 с.
9. Kikhanova Zh.S., Iskakova Zh.B., Dzhalmakhanbetova R.I., Seilkhanov T.M., Ross S.A., Suleimen E.M. Constituents of Artemisia austriaca and their biological activity // Chemistry of Natural Compounds. — 2013. — № 49 (5) — P. 967—968.
10. Sawant O., Kadam V.J., Ghosh R. In vitro Free Radical Scavenging and Antioxidant Activity of Adiantum lunulatum // Journal of Herbal Medicine and Toxicology. — 2009. — № 3(2). — P. 39—44.
11. Suleimenov E.M. Components of Peusedanum morisonii and their antimicrobial and cytotoxic activity // Chemistry of Natural Compounds. — 2009. — № 45 (5)--P. 710—711.
12. Yunyao Jiang and Myeong-Hyeon Wang. Ethanol extract of Synurus deltoides (Aiton) Nakai suppresses in vitro LPS-induced cytokine production in RAW
264.7 macrophages and in vivo acute inflammatory symptoms // Nutrition Research and Practice. — 2014. — V. 8. — № 1. — P. 11—19.
