CC BY
26
PROSPECTS FOR USING ASTRAGALUS ONOBRYCHIS AS A SOURCE OF NATURAL ANTIOXIDANTS
Pozdnyakovа1 Т.А., Кие^уа1 E.S., Bubenchikov2 R.A.
1 Orel State University named after I.S. Turgenev, Orel, Russian Federation 2Kursk state Medical University, Kursk, Russian Federation
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АСТРАГАЛА ЭСПАРЦЕТНОГО В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА ПРИРОДНЫХ АНТИОКСИДАНТОВ
Позднякова1 Т.А., Кулешова1 Е.С., Бубенчиков2 Р.А.
1ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева», г. Орел, Российская Федерация
2ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет», г. Курск, Российская Федерация
a fV This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License ^ ^NSf by https://creativecommons.Org/licenses/by/4.0/
* i ПН RESEARCH ARTICLE | НАУЧНАЯ СТАТЬЯ 0 ©Pozdnyakova T.A., Kuleshova E.S., Bubenchikov ft A, 2021
dj -i http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-3-47-53
L •ЩТ Y / Ч Поступила 16.01.2021/ Принята 20.02.2021 | Received 16.01.2021/Accepted 20.02.2021
УДК 615.322:582.736
Abstract. The predominance of synthetic and genetically modified foods in the diet of a modern person often leads to disruption of natural metabolic processes and the accumulation of toxic free radicals in the body, which provokes the development of various diseases. Natural antioxidants from medicinal plants can help maintain health and stop the processes of peroxidation. In our opinion, Аstragalus onobrychis can become a promising source of natural antioxidants. The aim of this study was to establish the antioxidant activity in extracts from the herb Astragalus onobrychis. In order to obtain objective and reliable results during our research, we used two methods: the method of titrimetry and spectrophotometry of free radicals. The titrimetric method is based on the chemical interaction between an oxidizing agent (potassium permanganate) and natural antioxidants present in extracts from plant raw materials, since they exhibit the properties of reducing agents. The spectrophotometric method makes it possible to assess the value of antioxidant activity and the duration of the reaction by assessing the interaction of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazil with plant antioxidants. To establish the relationship between the antioxidant activity and the
Аннотация. Преобладание в рационе питания современного человека синтетических и генно-модифицированных продуктов зачастую приводит к нарушению естественных процессов метаболизма и накоплению в организме токсичных свободных радикалов, что провоцирует развитие различных заболеваний. Помочь сохранить здоровье и остановить процессы перекисного окисления могут природные антиоксиданты, источниками которых являются лекарственные растения. На наш взгляд, перспективным источником природных антиоксидантов может стать астрагал эспарцетный (Astragalus onobrychis L). Целью данного исследования явилось установление антиоксидантной активности в извлечениях из травы астрагала эспацетного. Для того, чтобы получить объективные и достоверные результаты при проведении исследований, нами были использованы две методики: метод титриметрии и спектрофотометрии свободных радикалов. Титриметрический метод основан на химическом взаимодействии между окислителем
presence of phenolic compounds in the plant, the content of flavonoids and hydroxycinnamic acids in the herb Astragalus onobrychis was determined. As a result of the studies, the total antioxidant activity of extracts from the herb Astragalus onobrychis was established and it was revealed that its value depends on the type of extractant used, since this factor is associated with the content of various groups of natural antioxidants in the extraction. The data obtained indicate the prospects of using the herb Astragalus onobrychis as a source of natural antioxidants.
Keywords: Astragalus onobrychis, antioxidant activity, flavonoids, hydroxycinnamic acids, free radicalis.
REFERENCES
[1] Radak D., Resanovic I., Isenovic E.R. Link between oxidative stress and acute brain ischemia. Angiologi. 2014. vol. 65. Р. 67-76.
[2] Sergalieva М.U., Маzhitovа М.V., Sаmоtruevа М.А. Plants of the genus Astragalus: prospects for use in pharmacy // Аstrakhan Medical Journal. 2015. № 2. C. 17-31.
[3] Plant resources of Russia: Wild flowering plants, their component composition and biological activity. V.3. Families Fabaceae-Apiaceae. / ed. A.L. Budantsev. SPb. M.: Partnership of scientific publications of KMK, 2010. 610 p.
[4] Shekhar T.C. Antioxidant Activity by DPPH Radical Scavenging Method of Ageratum conyzoides Linn. Leaves. American Journal of Ethnomedicine. 2014. vol. 1(4). Р. 244-249.
[5] Pozdnyakova TA, Bubenchikov RA Study of the antioxidant activity of the herb Astragalus glycyphyllus // Postgraduate Bulletin of the Volga Region. 2019. № 1-2. P. 27-32.
[6] State Pharmacopoeia 14th edition. Electronic edition. - 2018. URL: http: //femb.ru/femb/pharmacopea.php (accessed date: 08.01.2021).
установлена активность
(калия перманганатом) и природными антиоксидантами, присутствующими в извлечениях из растительного сырья, поскольку они проявляют свойства восстановителей. Спектрофотометрический метод позволяет оценить величину антиоксидантной активности и продолжительность протекания реакции путем оценки взаимодействия 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила с растительными
антиоксидантами. Для установления
зависимости между антиоксидантной активностью и присутствием в растении фенольных соединений было определено содержание в траве астрагала эспарцетного флавоноидов и гидроксикоричных кислот. В результате проведенных исследований была суммарная антиоксидантная извлечений из травы астрагала эспарцетного и выявлено, что ее величина зависит от типа используемого экстрагента, поскольку с этим фактором связано содержание в извлечении разных групп природных антиоксидантов. Полученные данные свидетельствуют о перспективности использования травы астрагала эспарцетного в качестве источника природных антиоксидантов.
Ключевые слова: астрагал эспарцетный, антиоксидантная активность, флавоноиды, гидроксикоричные кислоты, свободные радикалы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[1] Radak D., Resanovic I., Isenovic E.R. Link between oxidative stress and acute brain ischemia. Angiologi. 2014. vol. 65. Р. 67-76.
[2] Сергалиева М.У., Мажитова М.В., Самотруева М.А. Растения рода Астрагал: перспективы применения в фармации // Астраханский медицинский журнал. 2015. № 2. С. 17-31.
[3] Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т.3. Семейства Fabaceae-Apiaceae. / под ред. А.Л. Буданцева. СПб. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. 610 с.
[4] Shekhar T.C. Antioxidant Activity by DPPH Radical Scavenging Method of Ageratum conyzoides Linn. Leaves. American Journal of Ethnomedicine. 2014. vol. 1(4). Р. 244-249.
[5] Позднякова Т.А., Бубенчиков Р.А. Изучение антиоксидантной активности травы астрагала солодколистного // Аспирантский вестник Поволжья. 2019. № 1-2. С. 27-32.
[6] Государственная фармакопея 14 издание. Электронное издание. - 2018. URL:
http: / / femb.ru/femb/pharmacopea.php (дата обращения: 08.01.2021).
Author Contributions. Pozdnyakovа ТА. - literature review, writing a text; Ku¡eshovа Е.S. - statistical data processing; Bubenchikov R.A. - collection and processing of materials, research concept and design. Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest.
Pozdnyakovа Т.А. - SPIN ID: 6240-0208; ORCID ID: 0000-0002-6058-6619
Research interests, number of main publications: Study of biologically active compounds of natural origin, more than 50 publications were published, 1 of them in SCOPUS, 21 in the Higher Attestation Commission and 31 in conference proceedings.
Kuleshovа Е.S. - SPIN ID: 6803-4980; ORCID ID: 0000-0001-7832-365K
Research interests, number of main publications: Study of biologically active compounds of natural origin, more than 50 publications were published, 2 of them in SCOPUS, 9 in the Higher Attestation Commission and 30 in conference proceedings.
Bubenchikov R.A. - SPIN ID: 6547-3764
Research interests, number of main publications: Study of biologically active compounds of natural origin, more than 200 publications were published, 2 of them in SCOPUS, more than 70 in the Higher Attestation Commission and 80 in conference proceedings.
Вклад авторов. Позднякова Т.А. - обзор литературы, написание текста; Кулешова Е.С. - статистическая обработка данных; Бубенчиков Р.А. - сбор и обработка материалов, концепция и дизайн исследования. Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Позднякова Т.А. - SPIN ID: 6240-0208; ORCID ID: 0000-0002-6058-6619
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: Изучение биологически активных соединений природного происхождения, опубликованы более 50 публикаций, из них 1 в СКОПУС, 21 в ВАК и 31 в материалах конференций.
Кулешова Е.С. - SPIN ID: 6803-4980; ORCID ID: 0000-0001-7832-365Х
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: Изучение биологически активных соединений природного происхождения, опубликованы более 50 публикаций, из них 2 в СКОПУС, 9 в ВАК и 30 в материалах конференций.
Бубенчиков Р.А. - SPIN ID: 6547-3764
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: Изучение биологически активных соединений природного происхождения, опубликованы более 200 публикаций, из них 2 в СКОПУС, более 70 в ВАК и 80 в материалах конференций.
For citation: Pozdnyakovа Т.А., Kuleshovа Е.S., Bubenchikov R.A. PROSPECTS FOR USING ASTRAGALUS ONOBRYCHIS AS A SOURCE OF NATURAL ANTIOXIDANTS // Medical & pharmaceutical journal "Pulse". 2021. Vol.23. №3. C. 47-53. http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-3-47-53.
Для цитирования: Позднякова Т.А., Кулешова Е.С., Бубенчиков Р.А. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АСТРАГАЛА ЭСПАРЦЕТНОГО В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА ПРИРОДНЫХ АНТИОКСИДАНТОВ // Медико-фармацевтический журнал "Пульс". 2021. Vol.23. №3. С. 47-53. http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-3-47-53.
Введение. Бурное развитие науки за последнее столетие и внедрение инновационных технологий во все сферы хозяйственной деятельности существенно расширили возможности людей, но в то же время сделали нас более уязвимыми. Расширение ассортимента генно-
модифицированных продуктов питания и
замена натуральных компонентов на синтетические аналоги приводит к нарушению естественных процессов метаболизма. В живых организмах начинают преобладать реакции перекисного окисления, накапливаются свободные радикалы, повреждающие клетки, снижается иммунитет [1]. Плохая экология мегаполисов, где
проживает большое количество людей, постоянные стрессы еще больше усугубляют проблемы со здоровьем. Применение синтетических лекарственных препаратов зачастую не может решить эту проблему, скорее наоборот, еще больше нарушает хрупкое равновесие. Поэтому в приоритете для профилактики разрушающего действия свободных радикалов должны быть антиоксиданты природного происхождения. Источниками таких биологически активных веществ являются лекарственные растения. На наш взгляд, перспективным источником природных антиоксидантов может стать астрагал эспарцетный (Astragalus onobrychis L), широко используемый в народной медицине как противовоспалительное, общеукрепляющее и тонизирующее средство [2]. Поскольку доказанную способность инактивировать свободные радикалы проявляют такие фенольные соединения, как флавоноиды, фенолкарбоновые кислоты, кумарины, то их присутствие в траве астрагала эспарцетного позволяет предположить наличие у фитокомплексов исследуемого растения антиоксидантной активности [3].
В задачи нашего исследования входило установление наличия антиоксидантной активности в извлечениях из травы астрагала эспарцетного и определение ее интенсивности.
Материалы и методы исследования. Для
установления наличия антиоксидантной активности в растительном сырье в течение летнего периода 2019-2020 годов заготавливали траву астрагала эспарцетного, произрастающего в Курской области. Для этого срезали олиственные побеги растения в период его массового цветения, сушили воздушно-теневым способом до состояния ломкости стеблей и измельчали. Полученный порошок с размером частиц не более 2 мм использовали для получения извлечений.
Поскольку единого метода
установления в извлечениях из растительного сырья антирадикальной активности нет, а при использовании только одной методики возможно искажение конечного результата, то нами при проведении исследования были использованы два взаимодополняющих друг
друга метода. Сначала наличие антиоксидантной активности в извлечениях из травы астрагала эспарцетного было установлено с помощью титриметрического метода, а затем подтверждено спектрофотометрическим методом
определения свободных радикалов [4, 5].
Для того, чтобы оценить степень влияния природы экстрагента на выраженность антиоксидантного действия, готовили извлечения из травы астрагала эспарцетного с использованием различных экстрагентов: спирта этилового в разведениях 30%, 50%, 70% и 96% и воды очищенной. Первоначальные настои изготавливали в соотношении сырье-экстрагент 1:10 по методике, описанной в ГФ 14 издания [6]. Далее каждым полученным извлечением из микробюретки для определения
антиоксидантной активности оттитровывали смесь, состоящую из 1 мл раствора калия перманганата 0,05 Н, 1 мл раствора кислоты серной 20% и 8 мл свежепрокипяченной и охлажденной воды очищенной. Титрование производили до исчезновения розовой окраски титруемого раствора. Таким образом определяли объем извлечения из травы астрагала эспарцетного, необходимый для нейтрализации содержащегося в растворе окислителя, поскольку значение
антиоксидантной активности обратно пропорционально данному показателю. Расчет величины антиоксидантной активности (мг/мл) производили
относительно стандартных растворов кверцетина, цинарозида и рутина, для которых заранее была установлена антиоксидантная активность [5].
Поскольку антиоксидантная
активность в растительном сырье связана с наличием в нем фенольных соединений, то параллельно проводили определение содержания в траве астрагала эспарцетного флавоноидов и гидроксикоричных кислот. Определение количественного содержания флавоноидов в пересчете на гиперозид проводили методом спектрофотометрии, в основе которого лежит реакция комплексообразования с алюминия хлоридом. Процентное содержание суммы
гидроксикоричных кислот в траве астрагала эспарцетного рассчитывали в пересчете на
кислоту хлорогеновую, используя для этого метод прямой спектрофотометрии при длине волны 328 нм в [5].
Спектрофотометрическая методика определения антиоксидантной активности в траве астрагала эспарцетного также предполагает использование в качестве непосредственного объекта исследования спиртового извлечения из травы растения. В этом случае в качестве экстрагента был использован спирт этиловый 70%. Настой готовили также в соотношении 1:10 по фармакопейной методике. 2 мл исходного извлечения смешивали с равным объемом спирта этилового 96% и сначала измеряли оптическую плотность получившегося раствора на спектрофотометре СФ-2000 в кювете с толщиной слоя 10 мм при длине волны 517 нм на фоне спирта этилового 96%. После чего прибавляли 2 мл 0,5 М раствора
ДФПГ (2,2-дифенил-1-пикрилгидразил
(М^зОв, М = 394.33)) в спирте этиловом 96% и определяли оптическую плотность получившегося раствора в тех же условиях через каждые 10 минут в течение 1 часа на фоне спирта этилового 96%.
Результаты исследования и их обсуждение.
Как показали результаты исследований, проведенных по двум разным методикам, все извлечения из травы астрагала эспарцетного проявляют антиоксидантную активность. Однако ее интенсивность различна и находится в зависимости от вида экстрагента. При этом также прослеживается четкая зависимость между содержанием в извлечении фенольных соединений и величиной антиоксидантной активности (табл. 1).
Таблица 1
Антиоксидантная активность извлечений из травы астрагала эспарцетного, определенная методом титриметрии
Вид используемого экстрагента Антиокси дантная активность, мг/кг Содержание суммы флавонои-дов, % Содержание суммы гидроксико-ричных кислот, %
в пересчете на рутин в пересчете на цинарозид в пересчете на кверцетин
Вода очищенная 21,43 ± 0,45 21,12 ± 0,39 14,10 ± 0,32 0,144 ± 0,004 1,530 ± 0,057
Спирт этиловый 30% 22,78 ± 0,71 22,92 ± 0,56 16,53 ± 0,41 0,195 ± 0,006 1,724 ± 0,059
Спирт этиловый 50% 23,96 ± 0,82 23,57 ± 0,90 17,41 ± 0,51 0,198 ± 0,005 1,817 ± 0,080
Спирт этиловый 70% 25,28 ± 1,02 25,21 ± 1,09 18,29 ± 0,68 0,207 ± 0,008 1,982 ± 0,072
Спирт этиловый 96% 11,43 ± 0,29 11,93 ± 0,21 9,71 ± 0,17 0,037 ± 0,001 0,502 ± 0,038
Type of extractant used Antioxidant activity, mg / kg The content of the sum of flavonoids, % Content of the sum of hydroxycinnam ic acids, %
in terms of routine in terms of cynaroside in terms of quercetin
Purified water 21,43 ± 0,45 21,12 ± 0,39 14,10 ± 0,32 0,144 ± 0,004 1,530 ± 0,057
Ethanol 30% 22,78 ± 0,71 22,92 ± 0,56 16,53 ± 0,41 0,195 ± 0,006 1,724 ± 0,059
Ethanol 50% 23,96 ± 0,82 23,57 ± 0,90 17,41 ± 0,51 0,198 ± 0,005 1,817 ± 0,080
Ethanol 70% 25,28 ± 1,02 25,21 ± 1,09 18,29 ± 0,68 0,207 ± 0,008 1,982 ± 0,072
Ethanol 96% 11,43 ± 0,29 11,93 ± 0,21 9,71 ± 0,17 0,037 ± 0,001 0,502 ± 0,038
Table 1
Antioxidant activity of extracts from the herb Astragalus onobrychis, determined by titrimetry
method
Наибольшая антиоксидантная
активность наблюдается у извлечений, полученных с использованием спирта этилового 70%, этим же экстрагентом извлекается и наибольшее количество флавоноидов и гидроксикоричных кислот. Наименьшее значение антиоксидантной активности установлено, когда в качестве экстрагента выступает спирт этиловый 96%, при этом содержание фенольных соединений в данных извлечениях также минимально (табл. 1). Достаточно высокие показатели антиоксидантной активности отмечены у водных извлечений из травы астрагала эспарцетного, что, вероятнее всего, связано с высокой экстрагирующей способностью воды, очищенной в отношении полисахаридов и кислоты аскорбиновой, также проявляющих свойства антиокисдантов (табл. 1).
Данные, полученные в результате исследований, проведенных с использованием титриметрического метода, подтверждается результатами протекания реакции с ДФПГ (Sigma-Aldrich). Растворы ДФПГ в спирте этиловом 96 % имеют пурпурно-синюю окраску и определенные значения оптической плотности. При его взаимодействии с антиоксидантами, содержащимися в исследуемых извлечениях из травы астрагада эспарцетного, снижается интенсивность окраски раствора и его оптическая плотность, что устанавливается
спектрофотометрическим методом. Значения антиоксидантной активности и степень ингибирования радикалов представлены в таблице 2, зависимость этих значений от времени протекания реакции - на рисунке 1.
so öS
70 60 50 40 30 20 10 0
Степень ингибирования радикалов
Антиоксидантная активность
10 20 30 40 50 60 Время протекания рекации, мин
Антиоксидантная активность извлечении из травы астрагала эспарцетного, установленная спектрофотометрическим методом
Время протекания реакции, мин Степень ингибирования радикалов, % Антиоксидантная активность, %
10 30,51 ± 1,19 5,98 ± 0,08
20 42,57 ± 1,63 10,11 ± 0,538
30 54,95 ± 1,88 19,23 ± 0,656
40 63,12 ± 1,95 24,35 ± 1,11
Рис. 1 - Зависимость степени ингибирования свободных радикалов и антиоксидантной активности извлечений из травы астрагала эспарцетного от времени протекания реакции
Fig. 1 -Dependence of the degree of inhibition of free radicals and the antioxidant activity of extracts from the herb Astragalus onobrychis.on the reaction time
Таблица 2
50 63,39 ± 1,78 25,12 ± 1,07
60 63,51 ± 1,67 25,24 ± 1,14
Table 2
Antioxidant activity of extracts from the herb Astragalus onobrychis, determined
spectrophotometrically
Reaction time, min Radical inhibition rate, % Antioxidant activity, %
10 30,51 ± 1,19 5,98 ± 0,08
20 42,57 ± 1,63 10,11 ± 0,538
30 54,95 ± 1,88 19,23 ± 0,656
40 63,12 ± 1,95 24,35 ± 1,11
50 63,39 ± 1,78 25,12 ± 1,07
60 63,51 ± 1,67 25,24 ± 1,14
После добавления к раствору ДФПГ исследуемых извлечений наблюдается постепенное возрастание степени
ингибирования радикалов и антиоксидантной активности. Данный процесс идет в течение 40 минут, затем наступает равновесие и в дальнейшем эти показатели уже практически не изменяются (табл. 2, рис. 1).
Заключение: впервые было проведено изучение антиоксидантной активности извлечений из травы астрагала эспарцетного. В результате проведенных исследований была установлена суммарная антиоксидантная активность извлечений из травы астрагала эспарцетного и выявлено, что ее величина зависит от типа используемого экстрагента, поскольку с этим фактором связано содержание в извлечении разных групп природных антиоксидантов. Наибольшей антиоксидантной активностью обладают
извлечения, полученные с использованием в качестве экстрагента спирта этилового 70%, этим же экстрагентом извлекается максимальное количество фенольных соединений. Наличие в исследуемом растении биологически активных веществ, способных ингибировать свободные радикалы, устанавливали с помощью двух методов: титриметрии и спектрофотометрии свободных радикалов. Также было установлено, что для максимального ингибирования свободных радикалов антиоксидантными веществами,
содержащимися в извлечениях из травы астарагала эспарцетного, достаточно 40 минут. Полученные данные свидетельствуют о перспективности использования травы астрагала эспарцетного в качестве источника природных антиоксидантов.
Corresponding Author: Pozdnyakova Tatiana Aleksandrovna -Ph.D., Associate Professor, Associate Professor of Department of Pharmacology, Clinical Pharmacology and Pharmacy i.S. Turgenev
Orel State University.
E-mail: pozdnyakova. tatyana. 72@mail. ru
Ответственный за переписку: Позднякова Татьяна Александровна - кандидат фармацевтических наук, доцент, доцент кафедры фармакологии, клинической фармакологии и фармации ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева».
E-mail: pozdnyakova. tatyana. 72@mail. ru
