CC BY
7dehyde Assay for Flavanols and Proanthocy-anidins / C. Taylor, M. Wallace, М. Giusti // Journal of Food Science. - 2010. - Vol. 75. Nr. 7. - Р. 619-625.
8. Ершик, О. А. Спектрофотометри-ческое определение проантоцианидинов конденсацией с 4-(^№диметиламино) коричным альдегидом / О. А. Ёршик, Г. Н. Бузук // Растительные ресурсы. -2015. - Вып. 2. - С. 220-228.
Адрес для корреспонденции:
210023, Республика Беларусь, г. Витебск, пр. Фрунзе, 27, УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», кафедра фармакогнозии c курсом ФПК и ПК, тел. раб.: 8(0212) 37-09-29, Бузук Г. Н.
Поступила 02.11.2015 г.
Н. А. Кузьмичева, Г. Н. Бузук, О. В. Курлюк
СОДЕРЖАНИЕ ПРОАНТОЦИАНИДИНОВ В КОРЕ ИВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРОТОЧНОСТИ УВЛАЖНЕНИЯ ПОЧВЫ
Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет
Установлено статистически достоверное увеличение содержания проантоцианидинов в коре Salix viminalis и Salix cinerea из ценопопуляций с застойным типом увлажнения почвы по сравнению с проточно-увлаженными местообитаниями. По-видимому, это связано с тем, что затопляемые почвы содержат наибольшее количество доступного для растений марганца, который необходим для биосинтеза флавоноидов.
Ключевые слова: проантоцианидины, экологические факторы, проточность увлажнения почвы, кора ив, Salix viminalis, Salix cinerea.
ВВЕДЕНИЕ
Проантоцианидины - одни из самых интересных и важных для жизнедеятельности организма человека представителей растительных полифенольных соединений. Они широко распространены в растительном мире и составляют основную (до 80%) часть потребляемых человеком флавоноидов. Наиболее богаты проанто-цианидинами и их предшественниками -мономерными катехинами - следующие виды продуктов питания: виноград, яблоки, бобы, пшеница, а также какао, кофе, чай всех видов [1].
Биологическая роль этих природных соединений многообразна и связана в основном с их антиоксидантными и антирадикальными свойствами, а также со свойством образовывать комплексы с белками, ионами металлов (трехвалентными железом и алюминием, двухвалентной медью и др.) [1, 2]. Показано, что употребление в пищу продуктов, богатых проантоцианидинами, способствует уменьшению биодоступности негемового железа, которое является актив-
ной прорадикальной частицей. Кроме того, поскольку установлена связь между избыточным поступлением в организм человека алюминия и болезнью Альцгеймера, про-антоцианидины могут снизить риск старческого слабоумия за счет связывания ионов алюминия [3]. Способность проантоцианидинов образовывать таннин-белковые связи, наряду с окислительно-восстановительными свойствами, обусловливает ингиби-рующее действие на ряд ключевых ферментов метаболических каскадов капиллярного эндотелия - ксантиноксидазу, коллагеназу, бета-глюкуронидазу и гиалуронидазу [1]. Вместе с тем, антиоксидантная активность у комплекса проантоцианидинов с белками снижается по сравнению со свободными проантоцианидинами почти в два раза, однако в присутствии этанола комплексы с белками практически не образуются, и биодоступность и антиоксидантная активность проантоцианидинов восстанавливается [4].
Проантоцианидины, так же, как и мономерные флавоноиды, очень эффективно инактивируют гидроксил-радикал и супероксид-анион, превосходя в этом в несколько
раз низкомолекулярные антиоксиданты: витамины С и Е. Общеизвестно, что полифе-нольный комплекс красных вин значительно снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, таких как гипертония и атеросклероз. Основные механизмы такого защитного действия включают в себя защиту от оксидативной модификации липопро-теинов низкой плотности, ингибирование агрегации тромбоцитов и стимуляцию секреции эндотелиального оксида азота [1]. Проантоцианидины оказывают также антимикробное, противовирусное, противовоспалительное, противоопухолевое [5], гепа-топротекторное действие [6].
Проантоцианидины (конденсированные дубильные вещества) часто присутствуют в корнях и корневищах многолетних травянистых растений вместе с гидролизуемыми дубильными веществами, причем преобладают обычно последние. Из лекарственного растительного сырья, содержащего преимущественно проантоцианидины, следует назвать корневища лапчатки и корневища с корнями сабельника болотного. Оба эти вида предпочитают застойно-увлажненные местообитания, и это не случайно. Было установлено, что на кислых и затопляемых почвах повышается доступность для растений ионов марганца, который необходим для биосинтеза флавоноидов [7, 8].
Марганец является необходимым микроэлементом в осуществлении некоторых основных процессов жизнедеятельности растений. Однако в растительных клетках число истинных Мп-содержащих ферментов ограничено, при этом марганец играет важную роль в каталитических реакциях в качестве активатора. Известно более 35 ферментов, активируемых марганцем. Большинство из них катализируют реакции окисления-восстановления, декарбок-силирования, гидролиза. Кроме того, марганец активирует несколько ферментов, катализирующих превращения шикимо-вой кислоты в процессе биосинтеза проан-тоцианидинов [8].
Таким образом, на биосинтез и накопление флавоноидов в растениях значительное влияние оказывает минеральный состав почвы в целом и содержание марганца в частности. В свою очередь, доступность ионов марганца зависит от проточ-ности увлажнения почвы. Для доказательства этого влияния были отобраны виды ив с учетом их экологических особенностей.
Известно, что все ивы требовательны к влажности, освещенности и способны заселять обнаженные участки почвы, но их требовательность к степени аэрирован-ности почв неодинакова. Одни из них растут в условиях проточного увлажнения, другие же предпочитают заболоченные почвы. Виды, которые выбраны нами для исследования, занимают первое и предпоследнее место в шкале увеличения потребности в аэрации почв, представленной в монографии В. И. Парфенова и И. Ф. Мазана [9]: S. cinerea, S. aurita, S. pentandra, S. rosmarinifolia, S. myrsinifolia, S. caprea, S. fragilis, S. triandra, S. alba, S. dasyclados, S. purpurea, S. viminalis, S. acutifolia. Ива остролистная, которая стоит на последнем месте в шкале, в окрестностях Витебска не встречается в дикорастущем виде [9].
Целью работы явилось изучение влияния проточности увлажнения на накопление проантоцианидинов в коре и листьях ивы прутьевидной и ивы пепельной.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В качестве материала для исследования использовали кору и листья ивы прутьевидной (Salix viminalis L.) и ивы пепельной (Salix cinerea L.), произрастающих в естественных фитоценозах в Витебском районе.
Нами были изучены 3 ценопопуляции ивы прутьевидной, две из которых находились в пойме р. Западная Двина, а одна вне поймы, а также две ценопопуляции ивы пепельной, также различающиеся по степени проточности. В июне 2013 года в каждой из изученных ценопопуляций были взяты по 5 нормально развитых побегов ивы. Образцы коры и листьев сушили в тени без нагревания, хранили в бумажных пакетах в темном прохладном месте. Перед проведением анализа количественного содержания проантоцианидинов кору и листья раздельно измельчали, формируя средние пробы из каждой ценопопуляции, из которых брали по 2 навески сырья. Ценопопу-ляции нумеровали в направлении повышения уровня проточности увлажнения.
Количественное содержание проанто-цианидинов в образцах ивы определяли спектрофотометрически по методике, описанной для корневищ с корнями сабельника болотного, адаптированной к исследуемому сырью [10].
Данные подвергали статистической обработке с использованием программы Microsoft Office Excel 2007.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Полученные данные представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 - Количественное содержание
проантоцианидинов в коре и листьях ивы прутьевидной в экологическом ряду
№ * Содержание проантоцианидинов, %
ценопопуляции Кора Листья
1 9,04 ± 0,18 1,21±0,03
2 7,70 ± 0,11
3 6,85 ± 0,24 1,04±0,02
Среднее значение 7,86±0,18 1,13±0,02
Примечание: * - номера ценопопуляций увеличиваются с увеличением степени проточности увлажнения почвы.
Таблица 2 - Количественное содержание проантоцианидинов в коре и листьях ивы пепельной в экологическом ряду
№ * Содержание проантоцианидинов, %
ценопопуляции Кора Листья
1 10,06 ± 0,19 2,84±0,04
2 8,87 ± 0,12
Среднее значение 9,46±0,16
Примечание: * - номера ценопопуляций увеличиваются с увеличением степени проточности увлажнения почвы.
Наибольшее содержание проантоци-анидинов обнаружено в коре ивы пепельной в ценопопуляции №1 (внепойменное местообитание с застойным типом увлажнения) - 10%. В коре растений ивы этого же вида из пойменной ценопопуляции содержание проантоцианидинов ниже 9%.
В коре ивы прутьевидной содержание проантоцианидинов изменяется аналогично: максимальное количество у растений из местообитания с застойным типом увлажнения (9%), у растений из пойменных ценопопуляций содержание проантоцианидинов около 7%. Та же тенденция сохраняется и в листьях (1,21% против 1,04%).
Полученные данные для коры двух видов ив подвергали дисперсионному анализу для выяснения достоверности полученных различий. Внутригрупповая дисперсия количественного содержания
проантоцианидинов в коре ивы прутьевидной равна 0,098; межгрупповая - 1,21; F = 12,39. Рассчитанный F-критерий превышает табличное значение F-критерия Фишера (6,61) при уровне значимости а = 0,05, что позволяет говорить о статистически значимом влиянии уровня про-точности увлажнения почвы на содержание проантоцианидинов. Сила этого влияния 42,5%.
Внутригрупповая дисперсия количественного содержания проантоциани-динов в коре ивы пепельной равна 0,073; межгрупповая - 0,708; F = 9,70. Табличное значение F-критерия Фишера (9,13) при уровне значимости а = 0,05 также ниже рассчитанного, поэтому с 95% вероятностью можно утверждать, что степень про-точности увлажнения почвы оказывает влияние на содержание проантоцианиди-нов в коре ивы пепельной. Сила этого влияния 40,7%.
Для листьев достоверность связи содержания проантоцианидинов с проточ-ностью увлажнения почвы не доказана (F = 7,61<Fst = 9,13).
Таким образом, чем выше проточность увлажнения почвы, тем меньше проантоци-анидинов накапливается в коре ив. Причем, если это показано для видов ив, занимающих крайние положения в экологической шкале потребности в аэрации почв, то вполне вероятно, что это характерно и для остальных видов этого ряда. Но данный вопрос требует дальнейших исследований.
Одно из возможных объяснений полученным результатам то, что в застойно-увлажненных условиях повышается доступность для растений ионов марганца, который необходим для биосинтеза флавоноидов [8].
Таким образом, лекарственное растительное сырье Salicis cortex, заготовленное в местообитаниях с застойным типом увлажнения почв, будет содержать больше проантоцианидинов, и, следовательно, его фармакологическая активность будет выше.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Содержание проантоцианидинов в коре ивы пепельной в среднем 9,46%, в коре ивы прутьевидной 7,86%; в листьях содержание проантоцианидинов намного ниже: 2,84% у ивы пепельной и 1,13% у ивы прутьевидной. Максимальное количество проантоцианидинов накапливается в
коре растений из застойно-увлажненных местообитаний. В коре ивы пепельной в ценопопуляции №1 (внепойменное местообитание с застойным типом увлажнения) обнаружено 10% проантоцианидинов, в коре растений ивы этого же вида из пойменной ценопопуляции - менее 9%. В коре ивы прутьевидной содержание проантоци-анидинов изменяется аналогично: максимальное количество у растений из местообитания с застойным типом увлажнения (9%), у растений из пойменных ценопо-пуляций содержание проантоцианидинов около 7%. Та же тенденция сохраняется и в листьях (1,2% против 1%).
Статистическая обработка данных показала, что влияние проточности увлажнения почвы достоверно на 95% уровне вероятности для коры обоих исследованных видов и недостоверно для листьев. Сила влияния превышает 40%, что говорит о существенном значении этого экологического фактора для накопления проантоцианидинов.
Все вышесказанное следует учитывать при заготовке сырья Salicis cortex, выбирая для сбора местообитания с застойным типом увлажнения почв.
SUMMARY
N. A. Kuzmichova, G. N. Buzuk, O. V. Kurlyuk PROANTHOCYANIDINS CONTENT IN WILLOW BARK IN DEPENDENCE ON THE TYPE OF SOIL MOISTENING
There were determined statistically reliable increasing of the proantocyanidins content in willow bark from coenopopulations with congested type of soil moistening as compared with flowing-moistened type of soil. Apparently, the reason of it that sinked soil contents the biggest quantity of available for plants manganese, which is necessary for biosynthesis of flavonoids.
Keywords: proantocyanidins, ecological factors, type of soil moistening, willow bark, Salix viminalis, Salix cinerea.
ЛИТЕРАТУРА
1. Спрыгин, В. Г. Природные олиго-мерные проантоцианидины - перспективные регуляторы метаболических нарушений / В. Г. Спрыгин, Н. Ф. Кушнерова // Вестник Дальневосточного отделения РАН. - 2006. - № 2 - С. 81-90.
2. Haslam, E. Natural polyphenols (vegetable tannins) as drugs: possible modes of action / E. Halsam // J. Nat. Prod. - 1996. -Vol. 59, N 2. - P. 4494-4497.
3. Wine compsumption and dementia in elderly: a prospective community study in Bordeaux area / D. J.Orgogozo [et al.] // Rev. Nevrol. - 1997. - Vol. 153, N 3. - P. 185-192.
4. Interactions between flavonoids and proteins: Effect on total antioxidant capacity / M. Arts [et al.] // J. Agric. Food Chem. -2002. - Vol. 50, N 5. - P. 506-510.
5. Ершик, О. А. Противовирусная активность проантоцианидинов сабельника болотного и туи западной / О. А. Ершик, Г. Н. Бузук // Вестник ВГМУ - 2015. -Т. 14, № 2. - С. 107-112.
6. Спрыгин, В. Г. Влияние профилактического применения олигомерных про-антоцианидинов на липидный обмен и антирадикальную активность печени крыс при поражении четыреххлористым углеродом / В. Г. Спрыгин, Н. Ф. Кушнерова, С. Е. Фоменко // Сибирский медицинский журнал. - 2013. - Т. 116, № 1. - С. 60-63.
7. Бриттон, Г. Биохимия природных ферментов: пер. с англ. - М.: Мир, 1986. - 442 с.
8. Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях: Пер. с англ. / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. - М.: Мир, 1989. - 439 с.
9. Парфёнов, В. И. Ивы (Salix L.) Белоруссии: Таксономия, фитоценология, ресурсы / В. И. Парфёнов, И. Ф. Мазан. -Мн.: Наука и техника, 1986. - 167 с.
10. Государственная фармакопея Республики Беларусь. В 3 т. Т. 2. Контроль качества вспомогательных веществ и лекарственного растительного сырья / Министерство здравоохранения Республики Беларуси, УП «Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении»; под общ. ред. А. А. Шерякова. - Молодечно: Типография «Победа», 2009. - С. 350, 415-416.
Адрес для корреспонденции:
210023, Республика Беларусь, г. Витебск, пр. Фрунзе, 27, УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», кафедра фармакогнозии c курсом ФПК и ПК, тел. раб.: 8(0212) 37-09-29, Кузьмичева Н. А.
Поступила 02.12.2015 г.
