CC BY
82УДК: 582.662:581.19
РАСТЕНИЯ РОДА ЭАЫСОРМА - СБАЛАНСИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК БИОАКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ (ОБЗОР)
ГОЛУБКИНА ЕКАТЕРИНА ВАЛЕРЬЕВНА
кандидат медицинских наук, доцент кафедры патологическая физиология ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России,
г. Астрахань ORCID Ю 0000-0001-6328-3317 ИСЯКАЕВА РАЛИНА РАФИКОВНА ассистент кафедры химия фармацевтического факультета ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России, г. Астрахань
О^С1Ю Ю 0000-0001-9804-2951 МАЖИТОВА МАРИНА ВЛАДИМИРОВНА Доктор биологических наук, доцент, зав. кафедрой химия фармацевтического факультета ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России, г. Астрахань ORCЮ Ю 0000-0002-1822-6652
ТАРАНИНА АННА АЛЕКСАНДРОВНА ООО «Саликорния Нутришн», г. Астрахань, Россия.
О^С1Ю Ю 0000-0002-6411-0386 АННОТАЦИЯ
Сегодня поиск неиспользуемой или недостаточно используемой флоры в качестве высокоценных пищевых источников признается актуальным во многих регионах. В последнее десятилетие было установлено, что ряд недостаточно изученных растений имеет сбалансированный нутрицевтический состав и считается пригодным для включения в рацион. Задача данной работы - проведение анализа и сравнительной характеристики данных по нутрицевтическому составу растений рода За11согп1а (семейства СЬепороб'асеае). Описаны физиологические меха-
низмы воздействия на организм составных компонентов растений. Обсуждены возможности разработки и использования представителей, произрастающих на солончаках Прикаспийской низменности (Salюomia perennans WШd) в качестве сбалансированного источника биоактивных компонентов. Ожидается, что эти исследования будут полезны для дальнейшего изучения и популяризации данного экстремофильного галофита.
Ключевые слова: Salicornia; галофит; Chenopodiaceae; антиоксидант; артериальная гипертензия; воспаление; беталаин; флавоноиды.
PLANTS OF THE GENUS SALICORNIA - A BALANCED SOURCE OF BIOACTIVE COMPONENTS (REVIEW)
GOLUBKINA EKATERINA VALER'EVNA
Cand. Sci. (Med.), Assosiate Professor of Astrachan State Medical
University, Russia, Astrachan ISYAKAEVA RALINA RAFIKOVNA assistant of Astrachan State Medical University, Russia, Astrachan
MAZHITOVA MARINA VLADIMIROVNA Dr. Sci. (Biol.), Head of Department of Astrachan State Medical
University, Russia, Astrachan TARANINA ANNA ALEKSANDROVNA OOO «Salikorniya Nutrishn», Russia, Astrachan ABSTRACT
Today, the search for unused or underutilized flora as high-value food sources is relevant in many regions over the world. In the last decade, it has been established that a lot of insufficiently studied plants have a balanced nutraceutical composition and are considered suitable for inclusion in the diet. The purpose of this work - the analysis and comparative characteristics of data on the nutraceutical composition of
Электронный научный журнал «Биология и интегративная медицина» №11 - ноябрь (39) 2019
plants of the genus Salicornia (family Chenopodiaceae). The physiological mechanisms of influence on the body of the main components of plants are described. Possibilities of elaboration and use of the representatives growing on saline soils of the Caspian lowland (Salicornia perennans Willd) as the balanced source of bioactive components are discussed. It is expected that these studies will be useful for further study and popularization of this extremophilic halophyte.
Keywords: Salicornia; halophyte; Chenopodiaceae; antioxidant; hypertension; inflammation; betalain; flavonoids.
SALICORNIA ТУРКУМИ УСИМЛИКЛАРИ - БИОАКТИВ КОМПОНЕНТЛАРНИНГ МУВОЗАНАТЛАШГАН МАНБАИ (АДАБИЁТЛАР ШАРХИ)
ГОЛУБКИНА ЕКАТЕРИНА ВАЛЕРЬЕВНА
тиббиёт фанлари номзоди, патологик физиология кафедраси доценти, Астрахан давлат тиббиёт университети,
Астрахан ш. ORCID ID 0000-0001-6328-3317 ИСЯКАЕВА РАЛИНА РАФИКОВНА фармацевтика факультети кимё кафедраси ассистенти, Астрахан давлат тиббиёт университети, Астрахан ш.
ORCID ID 0000-0001-9804-2951 МАЖИТОВА МАРИНА ВЛАДИМИРОВНА биология фанлари доктори, доцент, фармацевтика факультети кимё кафедраси мудири, Астрахан давлат тиббиёт университети. Астрахан ш. ORCID ID 0000-0002-1822-6652
ТАРАНИНА АННА АЛЕКСАНДРОВНА ООО «Саликорния Нутришн», Астрахан ш, Россия.
ORCID ID 0000-0002-6411-0386
АННОТАЦИЯ
Бугунги кунда куплаб худудларда ишлатилмаган ёки кам ишлатиладиган флорани юцори сифатли озица манбаи сифатида ишлатиш мухим саналади. Сунгги йилларда кам урганилган усимликларнинг бир цанчаси мувозанатлашган озуца таркибига эга эканлиги ва уларни рационга цушиш мумкинлиги аницланди. Тадцицотнинг мацсади Salicomia туркумига (Chenopodiaceae оиласи) кирувчи усимликларнинг тахлили ва озицавий таркибининг циёсий тахлилини утказишдир. Мацолада усимлик компонентлари-нинг организмга физиологик таъсир этиш механизмлари таърифлаб берилган, Каспийолди худудларда усувчи бу усимлик-ларни биоактив компонентларнинг мувозанатлашган манбаи сифатида ишлатиш истицболлари куриб чицилган. Бу тадцицот келажакда мазкур экстремофил галофитнинг кейинги текши-рувларида мухим цадам булиб хизмат цилади.
Калит сузлар: Salicomia, галофит, Chenopodiaceae, антиокси-дант, артериал гипертензия, яллигланиш, беталаин, флаво-ноидлар
ВВЕДЕНИЕ
Благодаря своей высокой биологической ценности растения рода Salicornia (солерос) именуют также «морскими бобами». Древние греки перед боем употребляли в пищу сочные побеги представителей рода Salicornia. Об этих растениях писал и Уильям Шекспир в произведении «Король Лир» (1605). Джордж Вашингтон (1732-1799) называл растения рода Salicornia своей любимой травой - [18].
Представители рода Salicornia произрастают на засоленных территориях Калмыкии, Самарской, Казахстанской, Волгоградской
областей. На солончаках Астраханской области распространен вид Salicornia perennans Willd (Salicornia prostrata PallJ.
Основной сочлененный стебель растения не выше 30 см с вертикальными боковыми ветвями. Листья - мелкие и похожи на чешуйки (рис. 1). Зеленый цвет в начале вегетационного периода (июль-август) сменяется багряно-красным — в конце (сентябрь-октябрь).
Растения рода Salicornia проявляют антиоксидантную активность и представляют интерес для биологов и клиницистов, потому что помогают защитить организм от повреждений, вызванных реактивными свободными радикалами - [12; 22; 25].
Физиологическое значение растений рода Salicornia
Семена растений рода Salicornia, обладающие приятным ореховым вкусом и консистенцией, похожей на оливковое масло, в высокой степени содержат жирные кислоты, такие как олеиновая (56,58%) и полиненасыщенная линолевая (14,16%) - [14].
Побеги представителей рода Salicornia богаты Mg2+, Ca2+, Fe2+, K+, пищевыми волокнами, белком, полисахаридами - [7; 23].
Известно, что приблизительно 5% кислорода восстанавливается до свободных радикалов, таких как супероксид, пероксид водорода, гидроксил и оксид азота в процессе использования его в нормальных физиологических и метаболических процессах - [21; 25].
Все эти радикалы, известные как активные формы кислорода, вызывают окислительное повреждение биомолекул, таких как ДНК, липиды, белки и углеводы, и это приводит к различным патологическим расстройствам, включая диабет, атеросклероз, артериальную гипертензию, нейродегенеративные заболевания и артрит. Антиоксидантную активность растениям рода Salicornia обеспечивают входящие в ее состав изорамнетин 3-O-ß-D-глюкопиранозид и 3Ю^^-глюкопиранозид - [6].
Рис.1. (слева и справа) — растения Salicornia perennans Willd (экспедиция авторов, Астраханская область, июль 2019г)
Фенольные соединения, обнаруженные в представителях рода Salicornia включают флавоноиды и фенольные кислоты - [13]. Механизм их действия связан с ингибированием биосинтеза лейкотриенов, через блокирование липоксигеназы, окисляющей арахидоновую кислоту мембран клеток организма. Последующее снижение агрегационной активности тромбоцитов и коррелирующего с ней уровня малонового диальдегида в плазме крови, снижает чувствительность к окислению и, в последствии, - риск сердечнососудистых заболеваний. Биологическая активность компонентов фенольной группы известна своими антирадикальными, диуретическими, гепатопротекторными и противовоспалительными свойствами
- [7; 20; 24].
Один из активных компонентов в растениях Salicornia herbacea
- это хлорогеновая кислота, сложный эфир кофейной (3,4-диоксико-ричной) с хинной кислотой - С16Н18О9 (ХГК), а также глутаминовая (C5H9NO4) и аспарагиновая кислоты (C4H7NO4). Экспериментальным путем указанный нутрицевтический состав позволил выявить антиоксидантную активность побегов растений Salicornia herbacea, которая была эффективна в защите плазмидной ДНК от разрывов
49
ФИШотЕФЯтиЖ
цепей, вызванных гидроксильными радикалами. Было обнаружено, что водный экстракт надземных частей растения защищает также от окислительного стресса при овариэктомии. Уровень малонового диальдегида в общем гомогенате и митохондриальной фракции печени был заметно повышен у овариэктомизированных крыс и снижался на фоне приема экстракта растений рода Salicornia почти до контрольного уровня, а пониженные уровни супероксиддисмутазы и каталазы, ответственные за антиракальную защиту, - повышались - [6; 11].
Антиоксидантный эффект также был выявлен и у однолетнего суккулентного галофита Suaeda japonica Makino семейства Chenopodiaceae. Представители данного вида распространены на приморских приливных равнинах Кореи и Японии богаты минералами, такими как натрий, магний, кальций, калий и железо. Антиокси-дантные свойства растению обеспечивают бетацианины, представляющие собой красный пигмент - [15].
Кроме того, из метанольного экстракта Salicornia herbacea были выделены другие активные соединения, такие как ситостерол, стигмастерол, флавоноловые гликозиды - кверцетин 3Ю-а^-глюко-пиранозид и изорамнетин 3-O-a-D- глюкопиранозид, которые способствуют уменьшению содержания холестерина в крови - [9].
В составе метанольного экстракта Salicornia herbacea было выявлено присутствие восьми фенольных кислот: хлорогеновой, синаповой, феруловой, кофейной, салициловой, сиринговой, ß-кумаровой и транскоричной и восьми флавоноидов: мирицетина, кверцетина, кемферола, рамнетина, изорамнетина, гесперитина, галангина и акацетина. Все они проявляют синергизм между собой в способности перехватывать и нейтрализовывать супероксидные радикалы, понижать давление - [8; 17]. Кажущееся противоречие между быстрым метаболизмом мирицетина и кверцетина, например,
Электронный научный журнал «Биология и интегративная медицина» №11 - ноябрь (39) 2019
в организме животных и более длительным фармакологическим их действием можно объяснить биологической активностью их метаболитов - [10]. Халкон кверцетин, например, увеличивает текучесть липидов мембран сосудистых клеток, повышая резистентность сосудов к внешним воздействиям.
Высокоэффективным жидкостным хроматографическим анализом в побегах Sarcocornia fruticosa (L.)A.J. Scott было обнаружено наличие высокого процентного содержания эллаговой кислоты и катехина. Извлеченные фенольные кислоты оказывали положительное влияние на кукурузное масло в процессе хранения. Данные результаты показали, что обработка масла экстрактами Salicornia fruticosa (L.)A.J. Scott подавляет процессы перекисного окисления, обеспечивая ему свойства природного антиоксиданта [8].
Метанольный экстракт Salicornia herbacea выявил содержание 4,85 мг /мл беталаина - [15]. К слову, беталаины - водорастворимые азотсодержащие пигменты, предшественником которых является индол, и представлены двумя структурными группами: красно-фиолетовые бетацианины и желто-оранжевые бетаксантины. Данные пигменты используют для изготовления пищевых красителей. Беталаин не ограничивается только подавлением активности свободных радикалов, а повышает активность и экспрессию мРНК некоторых детоксифицирующих ферментов, включая НАДФ-Н и глутатион^-трансферазу и, следовательно, усиливает антиоксидантную защиту - [16]. Ингибируя липо-оксигеназный путь и синтез провоспалительных лейкотриенов, а также за счет баланса вне- и внутриклеточных минералов, беталаин поддерживает целостность клеточной мембраны, проявляя противовоспалительные и антигипертензивные свойства - [4; 5].
Кроме того, пигмент на уровне эндотелиальных клеток сосудов способствует преобразованию нитратов в нитриты и выделению
Электронный научный журнал «Биология и интегративная медицина» №11 - ноябрь (39) 2019
оксида азота. Это один из важнейших биологоческих медиаторов в обеспечении баланса между вазоконстрикторами (эндотелин -1, тромбоксан) и вазодилатиторами (оксид азота, простациклин), предотвращая дисфункцию эндотелия и, следовательно, риск возникновения гипертензии и атеросклероза - [9].
Есть основания полагать, что растения рода За!1согп1а препятствуют увеличению массы тела и проявляют антидиабетический эффект - [19]. На лабораторных крысах с экспериментальной моделью сахарного диабета был показан гипогликемический и гиполипидемический эффект сухого экстракта растений рода ЗаИсогп1а. У животных было отмечено снижение массы тела, вызванное диетой с высоким содержанием жира. Кроме того, этаноловый экстракт побегов растений рода ЗаИсогп1а регулировал уровни экспрессии генов, связанных с липогенезом и гены, связанные с глюконеогенезом в печени - [3].
Нами было выявлено, что для получения экстрактивных веществ из надземных частей ЗаИсогп1а регеппапв Willd параметры дистиллированной воды статистически не отличаются от водно-этанольных растворов, что позволило в дальнейшем использовать ее для обнаружения ионов К+, Na+, О", Ca2+ и Мд2+ в побегах и листьях растения - [1; 2].
Заключение
Представители рода ЗаИсогп1а оппозиционируются как «овощи второго порядка» и «растения будущего». Несмотря на многочисленные свидетельства о полезных свойствах побегов для здоровья, растение до сих пор широко не используется. Поскольку продовольственная нестабильность становится все более очевидной, такие источники питания не должны теряться. Кроме того, засоленные места обитания имеют низкую агрономическую значимость, поэтому данный галофит можно культивировать для
оптимизации его использования. Результаты наших исследований позволяют рассматривать вид Salicornia perennans Willd в качестве альтернативного и сбалансированного источника пищевой соли.
Исследования поддержаны ГРАНТом: Договор №2955ГС1/45399 от 29.03.2019, заявка №С1-52509, конкурс Старт-19-1.
Список литературы:
1. Исякаева Р.Р. Голубкина Е.В., Хазова Н.А. Возможность применения растения рода Солерос (Salicornia) в качестве заменителя пищевой соли // Актуальные исследования висцеральных систем в биологии и медицине: сборник материалов Всероссийской науч.-практич. конф. (11-12 декабря 2018 г.) -Астрахань, 2018. С. 35-37.
2. Исякаева Р.Р. Мажитова М.В., Голубкина Е.В., Сухенко Л.Т., Хазова Н.А. Изучение условий экстракции растения рода Солерос (Salicornia) // Актуальные проблемы науки, производства и химического образования: сборник материалов IX Всероссийской науч.-практич. конф. с международ. уч. (21-24 ноября 2018 г.) - Астрахань, 2019. С.19-21.
3. Bang M.A., Kim H.A, Jim C.Y. Hypoglycemic and antioxidant effect of dietary hamcho powder in streptozotocin-induceddiabetic rats // Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition. 2002. No 31. P. 840-846.
4. Biswas M., Dey S., Sen R. Betalains from Amaranthus tricolor L. // Journal of Pharmacogn and Phytochemistry. 2013. No 1. P. 87-95.
5. Cherkas A., Zarkovic K., Gasparovic A.C., Jaganjac M., Milkovic L., Abrahamovych O., Yatskevych O., Waeg G., Yelisyeyeva O., Zarkovic N. Amaranth oil reduces accumulation of 4-hydroxynonenal-histidine adducts in gastric mucosa and improves heart rate variability in duodenal peptic ulcer patients undergoing Helicobacter pylori eradication // Free Radical Research. 2018. Vol. 52. No 2. P. 135-149. doi:10.1080/10715762.2017.1418981
6. Cho J.Y., Park S.Y., Shin M.J., Gao T.C., Moon J.H. Ham K.S. Isolation and identification of antioxidative compounds in fermented
glasswort (Salicornia herbacea L.) juice // Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition. 2010. No 39. P. 1137-1142.
7. Edison D.D., Karuppasamy R., Veerabahu R.M. Acvity, total phenolics and flavonoids of Salicornia brachiata roxb.leaf extracts (Chenopodiaceae) // World Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2013. Vol.2. No1. P. - 352-366.
8. Elsebaie E.M, Elsanat S.Y., Gouda M.S., Elnemr K.M. Utilization of Salicornia fruticosa herb for producing antioxidants // Bangladesh Journal of Scientific and Industrial Research. 2014. No 49. P. 53-58.
9. Essaidi I., Brahmi Z., Snoussi A., Koubaier B.H.H., Casabianca H., Abe N., Omri E.A., Chaabouni M.M, Bouzouita N. Phytochemical investigation of Tunisian Salicornia herbacea L., antioxidant, antimicrobial and cytochrome P450 (CYPs) inhibitory activities of its methanol extract // Food Control. 2013. No 32. P.125-133.
10. Gunina L.M., Dmitriev A.B., Shustov E.B., Kholodkov A.B., Golovashchenko R.B. Prospects of Application of Diet Supplements Based on Amaranth in the Practice of Training Athletes // Ukra'ins'kij zurnal medicini, biologii ta sportu. 2018. Vol.3. No 7. P.267-277. doi: 10.26693/jmbs03.07.267
11. Ha B.J., Lee S.H., Kim H.J., Lee J.Y. The role of Salicornia herbacea in ovariectomy-induced oxidative stress // Biol. Pharm. Bull. 2006. Vol. 29. No 7. P. 1305-1309.
12. Hidalgo A., Ferraretto A., Noni I.D., Bottani M., Cattaneo S., Galli S., Brandolini A. Bioactive compounds and antioxidant properties of pseudocereals-enriched water biscuits and their in vitro digestates // Food Chemistry 2018., Vol. 240. P. 799-807. doi: 10.1016/ j.foodchem.2017.08.014
13. Karamac M., Longato F.G.E., Meineri G., Janiak M.A., Amarowicz R., Pier Peiretti G. Antioxidant Activity and Phenolic Composition of Amaranth (Amaranthus caudatus) during Plant Growth // Antioxidants. 2019. Vol.8. No 6. P. 173-184. doi:10.3390/antiox8060173
14. Kim J.Y., Cho J.Y, Ma Y.K, Park K.Y, Lee S.H, Ham K.S, Lee H.J, Park K.H, Moon J.H. Dicaffeoylquinic acid derivatives and flavonoid glucosides from glasswort (Salicornia herbacea L.) and their antioxidative activity // Food Chem. 2011. Vol.125. P. 55-62.
15. Kim J.Y., Song J.Y., Lee J.M., Oh S.H., Lee H.J., Choi H.J. A study on physiochemical property of Salicornia herbaciea and Suaeda japonica // Journal of Food Hygiene and Safety. 2010. No 25. P. 170-179.
16. Miguel M., Betalains in Some Species of the Amaranthaceae Family: A Review, Antioxidants. 2018. Vol. 7. No 4. P. 53-61. doi:10.3390/antiox7040053
17. Multari S., Marsol-Vall A., Keskitalo M., Yang B., Suomela J.-P. Effects of different drying temperatures on the content of phenolic compounds and carotenoids in quinoa seeds (Chenopodium quinoa) from Finland // Journal of Food Composition and Analysis. 2018. Vol.72. P. 7582. doi:10.1016/j.jfca.2018.06.008
18. Oswin D. Bio prospecting marine halophyte Salicornia brachiata for medical importance and salt encrusted land development // Journal of Coastal Zone Management. 2008. Vol.11. No 2. P. 62-69.
19. Ranilla L.G1, Apostolidis E., Genovese M.I., Lajolo F.M., Shetty K. Evaluation of indigenous grains from the Peruvian Andean region for antidiabetes and antihypertension potential using in vitro methods // J. Med Food. 2009. Vol. 12. No 4. P. 704-13. doi: 10.1089/jmf.2008.0122
20. Romano A., Ferranti P., Crops S. Food Security: Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) // Reference Module in Food Science. 2018. doi:10.1016/B978-0-08-100596-5.22573-0
21. Rosenblueth M., Ormeño-Orrillo E., López-López A., Rogel M.A., Reyes-Hernández B.J., Martínez-Romero J.C. Nitrogen fixation in cereals // Front Microbiol. 2018. Vol. 9. P. 1794-1811.
22. Satheesh N.,. Fanta S.W. Review on structural, nutritional and anti-nutritional composition of Teff (Eragrostis tef) in comparison with Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) // Cogent Food & Agriculture.2018. Vol. 4. No 1. P. 1-27. doi:10.1080/23311932.2018.1546942
23. Shmalko N., Smirnov S. Amaranth grain processing in a grain roller mill // Food Processing: Techniques and Technology. 2018. Vol. 48. No 1. P. 99-107. doi:10.21603/2074-9414-2018-1-99-107
24. Ventura Y., Eshel A., Pasternak D., Sagi M. The development of halophyte-based agriculture: past and present // Ann Bot. 2015. Vol.115.No 3. P. 529-40. doi: 10.1093/aob/mcu173
25. Yang L., Li Q., Zhao G. Characterization of the complete chloroplast genome of Chenopodium sp. (Caryophyllales: Chenopodiaceae) // Mitochondrial DNA Part B. 2019. Vol. 4. No 2. P. 2574-2575. doi:10.1080/23802359.2019.1640089
