CC BY
71
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 581.5
Р.С. Евдокимова
студент, кафедра биологической химии, ГБОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия»
И. С. Юткина
студент, кафедра биологической химии, ГБОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия» А.З. Каримова студент, кафедра биологической химии, ГБОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия»
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВЕ И ТКАНЯХ КРАПИВЫ ДВУДОМНОЙ (URTICA DIOICA)
Аннотация. Данная работа посвящена исследованию химического состава растения крапивы двудомной (Urtica dioica), произрастающей в Сакмарском районе Оренбургской области и в г. Оренбург (гора Маяк). В результате исследования было выявлено, что в траве крапивы содержатся важные эссенциальные микроэлементы (Си, Mn, Pb). Установлено, что распределение металлов неравномерно, также было выявлено, что для некоторых из них существует некий барьер поступления в растение.
Ключевые слова: крапива, медь, марганец, свинец.
R.S. Еу<^ок1тоуа, Medical University Orenburg State Medical Academy
I.S. Yutkina, Medical University Orenburg State Medical Academy
A.Z. Karimov, Medical University Orenburg State Medical Academy
DISTRIBUTION OF SOME ELEMENTSIN THE SOIL AND TISSUES NETTLE (URTICA DIOICA)
Abstract. This paper investigates the chemical composition of the plant nettle (Urticadioica), which grows in Sakmarsky District Orenburg and Orenburg in Mount Beacon. The study found that in the grass nettle contains important essential trace elements (Cu, Mn, Pb). It was established that the distribution of metals are not uniformly because it was found that some of them there is a barrier entering the plant.
Keywords: nettle, copper, manganese, lead.
Крапива двудомная (Urtica dioica) - всем известное растение, и известно оно тем, что очень полезно. С большим успехом крапиву применяют в кулинарии, косметологии и медицине.
Как лекарственное растительное сырье трава крапивы была известна еще со времен Авиценны, который подробно описал ее лечебные свойства. В России крапива стала применяться с 17 века. Многие сажали ее возле своих домов, считая, что трава крапивы может уберечь от злых духов.
Крапива произрастает на плодородной влажной почве, она также не редкость в наших огородах и лесах как сорняк. Это растение неприхотливо к культивированию, вследствие чего сегодня крапиву специально выращивают и культивируют в ряде стран Европы [3].
Целью нашей работы стало изучение химического состава растения крапивы двудомной, произрастающей в Сакмарском районе Оренбургской области и в г. Оренбург (гора Маяк). Для исследования нами было собрано там 20 экземпляров сырья крапивы двудомной. Оценка элементного состава растения проводилась методом атомной абсорбционной спектроскопии в лабораториях Оренбургского государственного аграрного университета. Оценивалось содержание меди Си, марганца Mn, и свинца Pb.
Надо отметить, что у некоторых видов растений существует специфический обмен, ко-
торый характеризует их избирательную способность к накоплению некоторых элементов [1]. Вследствие этого выявление биохимической роли элементов и их способность к накоплению в организмах растений имеет большое значение с точки зрения круговорота веществ в природе [7]. В формировании элементного состава растений участвуют два ведущих фактора - генетический и экологический. Соотношение их может изменяться в зависимости от факторов [6]. На содержание микроэлементов в растениях влияют: 1) содержание элемента в почве; 2) количество биодоступной формы элемента в почве; 3) вид растения, фаза развития и распределение элемента по органам; 4) эволюция растений в данных геохимических условиях [9].
В результате нашего исследования было выявлено, что в тканях крапивы металлы распределены неравномерно и что для некоторых из них существует физиологический барьер поступления в генеративные и ассимилирующие органы растения. Содержание микроэлементов также зависит от географического положения. Согласно полученным данным, в Сакмарском районе для свинца существует физиологический барьер, а для марганца и меди его практически нет. Так, в г. Оренбург на горе Маяк для марганца и свинца существует такой барьер, а для меди - нет. По результатам нашего исследования также было выявлено, что содержание микроэлементов в почве в Сакмарском районе меньше, чем в почве горы Маяк, что возможно связано с механизмами токсикологического действия и биохимической ролью микроэлементов для растений, способами их поглощения и переноса (табл. 1, рис. 1).
Таблица 1 - Содержание некоторых элементов в тканях и почве крапивы двудомной, произрастающей в Сакмарском районе и в г. Оренбурге на горе Маяк (мг/кг)
мг/кг Си Мп РЬ
Сакмарский район почва 4,0 33,5 0,75
трава 3,2 28,3 0,23
Гора Маяк (г.Оренбург) почва 4,3 54,7 2,5
трава 2,9 40,0 0,64
Си Мп РЬ
Рисунок 1 - Содержание микроэлементов в траве крапивы двудомной
Отмеченные закономерности объясняются биохимической ролью указанных элементов для растения. Так, медь, как и другие металлы с переменной валентностью, играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах и является компонентом ряда окислительных ферментов. Эти ферменты участвуют в тканевом дыхании, углеводном и белковом обмене растения. В присутствие меди в растениях идет процесс фотосинтеза, повышается устойчивость растения к грибным и бактериальным болезням. Недостаток меди в растениях отрицательно сказывается на их водоудерживающей и водопоглощающей способности [5]. Содержа-
ние меди в почве и траве достаточно различно, что говорит о потребности организма растения в данном микроэлементе.
Марганец так же, как и медь, обладает высокой активностью в окислительно-восстановительных процессах. Он является важным компонентом в процессе фотосинтеза, поскольку входит в состав активного центра кислородовыделяющего комплекса фотосистемы II и проводит разложение воды и выделение кислорода: 2Мп4+ + 2Н2О -> 2Мп2+ + 4Н+ + О2. Кроме того, марганец участвует в восстановлении СО2. Содержание Mn в почвах гораздо превышает его содержание в растении, что свидетельствует о наличии физиологического барьера крапивы [2].
Свинец является сильным стресс-фактором и весьма распространенным токсикантом. Несмотря на то, что он входит в состав всех живых организмов и доказаны его с, одной стороны, жизненная необходимость, а с другой - токсичность, механизм действия и биологическая роль элемента не изучены. Содержание Pb в почве так же, как и Mn, превышает содержание в растении, и это тоже будет свидетельствовать о наличии барьера крапивы.
Содержание микроэлементов в почве и траве растения зависит от географического расположения и экологии местности. Так, из полученных данных видно, что содержание элементов больше на горе Маяк. Это связано с тем, что она находится на западной окраине г. Оренбурга, в 500 м восточнее Сакмарской ТЭЦ, которая является одним из мощных источников загрязнения почвы и, как следствие, произрастающих на ней растений.
Список литературы:
1. Боев В.М. Антропогенное загрязнение окружающей среды и состояние здоровья населения Восточного Оренбуржья / В.М. Боев, М.Н. Воляник. - Оренбург: УрО РАН, 1995. - 127 с.
2. Боев В.М. Дисбаланс микроэлементов как фактор экологически обусловленных заболеваний / В.М. Боев, В.В. Утенина, В.В. Быстрых, В.В. Утенин, С.В. Перепелкин, А.Г. Сетко, В.Ф. Куксанов // Гигиена и санитария. - 2001. - № 5. - С. 68.
3. Лекарственные растения Оренбуржья (ресурсы, выращивание и использование) / Н.Ф. Гусев, Г.В. Петрова, О.Н. Немерешина. - Оренбург: Издат. центр ОГАУ, 2007. - 332 с.
4. Гусев Н.Ф. Некоторые аспекты интродукции лекарственных растений в степном Пре-дуралье / Н.Ф. Гусев, О.Н. Немерешина. // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2005. - № 6. - С. 15-17.
5. Ильин В.Б. Тяжёлые металлы в системе «почва-растение» / В.Б. Ильин. - Новосибирск, 1991. - 357 с.
6. Немерешина О.Н. К вопросу о содержании микроэлементов в сырье перспективных видов лекарственных растений южного Предуралья / О.Н. Немерешина, Н.Ф. Гусев // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2006. - № 12. - С. 167-168.
7. Немерешина О.Н. Оценка содержания тяжелых металлов в тканях Polygonumaviculare L. на техногенно загрязненных территориях / О.Н. Немерешина, А.А. Шайхутдинова // Экология и промышленность России. - 2012. - № 9. - С. 46-49.
8. Немерешина О.Н. К вопросу изучения антиокислительной защиты высших растений в условиях влияния атмосферных выбросов предприятий Газпрома / Немерешина О.Н., Гусев Н.Ф. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2011. - Т. 2, № 30-1. - С. 218-224.
9. Ноздрюхина Л.Р. Нарушение микроэлементного обмена и пути его коррекции / Л.Р. Ноздрюхина, Н.И. Гринкевич. - М.: Наука, 1980. - 280 с.
