CC BY
57
УДК 58.009
DOI: 10.24412/1816-1863-2021-2-11-14
СОДЕРЖАНИЕ ЦИНКА В ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЯХ, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ НА ТЕРРИТОРИИ СУРГУТСКОГО РАЙНА ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА —
ЮГРЫ
И. В. Кравченко, к. б. н,
старший научный сотрудник,
БУ ВО Ханты-Мансийского автономного
округа — Югры «Сургутский
государственный университет»,
kravinessa@mail.ru,
Сургут, Россия,
Л. Ф. Шепелева, д. б. н, профессор, старший научный сотрудник, Национальный исследовательский Томский государственный университет, shepelevalf@mail.ru, Томск, Россия
СП
х
О
О -1
Для выявления безопасного использования лекарственного растительного сырья исследовано содержания цинка в растениях, произрастающих на территории Сургутского района Ханты-Мансийского автономного округа — Югры (биостанция Юган). Исследование проведено в 2017 г., использованы полевые и аналитические методы. В работе представлен материал по содержанию цинка в фитомассе лекарственных растений в зависимости от их видовых, систематических и морфологических особенностей. Для проведения эколого-биохимического мониторинга были отобраны 10 видов лекарственных растений, наиболее распространенных на территории Сургутского района и нашедших широкое применение в фитотерапии: лапчатка гусиная (Potentilla anserina L.), клевер луговой (Trifolium pratense L.), подмаренник болотный (Galium palustre L.), мышиный горошек (Vicia cracca L.), полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris L.), иван-чай (Cha-maenerion angustifolium Scop.), подорожник большой (Plantago major L.), хвощ полевой (Equisetum arvense L.), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.), василистник желтый (Thalict-rum flavum L.). Как показали результаты исследований, содержание цинка в лекарственном растительном сырье колеблется от 19,98 до 61,61 мг/кг. В ходе работы выявлены виды лекарственных растений с максимальным содержание цинка: полынь обыкновенная (61,61 мг/кг), подмаренник болотный (51,28 мг/кг), тысячелистник обыкновенный (40,42 мг/кг), василистник желтый (42,71 мг/кг). Обнаружена группа растений со средним содержанием цинка: лапчатка гусиная (32,66 мг/кг), мышиный горошек (31,47 мг/кг), иван-чай (28,02 мг/кг), подорожник большой (27,55 мг/кг), хвощ полевой (23,23 мг/кг) и минимальным содержанием: клевер луговой (19,98 мг/кг). Исследуемые семейства лекарственных растений на нашей территории по содержанию цинка располагаются в следующем убывающем порядке: семейство Астровые (51,28) > семейство Мареновые (51,01) > семейство Лютиковые (42,71) > семейство Розовые (32,66) > семейство Кипрейные (28,02) > семейство Подорожниковые (27,55) > семейство Бобовые (25,72) > семейство Хвощевые (23,23). Сравнивая полученные данные по содержанию цинка в лекарственных растениях Сургутского района с опубликованными в работах В. Б. Ильина сведениями о содержании этого элемента в растениях (от 15—150 мг/кг), сделано заключение о том, что для растений нашей территории характерно нормальное содержание этого элемента.
Zinc content in plants growing in Surgut area of Khanty-Mansy Autonomous Region — Yugra (Yugan biostation) was studied as a prerequisite for the safe use of medicinal plant materials. The study was conducted in 2017 using field and analytical methods. The article highlights some materials on zinc content in medicinal plants phytomass, depending on plant species, systematic and morphological features. The following 10 medicinal plant species which are most common in Surgut area and widely used in herbal medicine were selected for environmental and biochemical monitoring: cinquefoil (Potentilla anserina L.), meadow clover (Trifoliumpratense L.), bog bedstraw (Galiumpalustre L.), mouse peas (Vicia cracca L.), wormwood (Artemisia vulgaris L.), willow-herb (Chamaenerion angustifolium Scop.), plantain (Plantago major L.), field horsetail (Equisetum arvense L.), yarrow common (Achillea millefolium L.), yellow basil (Thalictrum flavum L.). Study results indicate that zinc content in medicinal plant raw materials ranges from 19.98 to 61.61 mg/kg. The following medical plant species with maximum zinc content were identified based on the study results: wormwood (61.61 mg/kg), marsh bedstraw (51.28 mg/kg), common yarrow (40.42 mg/kg), yellow basil (42, 71 mg/kg). The following group of plants with average zinc content was identified: cinquefoil (32.66 mg/kg), mouse peas (31.47 mg/kg), willow tea (28.02 mg/kg), plantain (27.55 mg/kg), field horsetail (23.23 mg/kg). Meadow clover (19.98 mg/kg) showed minimum zink content. The studied medicinal plant species found in our area can be arranged in the following decreasing order by zinc content: Astrovye species (51.28) > Madder species (51.01) > Buttercup species
(42.71) > Rose species (32.66) > Fireweed species (28.02) > Plantain species (27.55) > Legumes species
(25.72) > Horsetail species (23.23). Upon comparison of data obtained on zink content in medical plants of Surgut area with similar data published in V. B. Ilyin's works on zink content in plants (from Ш Ш 15—150 mg/kg), we can conclude that plants in Surgut area are characterized with normal zink content.
№2, 2021
IK
О X LD
Ключевые слова: тяжелые металлы, лекарственные растения, листья, накопление, Юган. Keywords: heavy metals, medical plants, leaves, accumulation, Yugan.
12
№2, 2021
В условиях постоянно растущего техногенного воздействия на объекты окружающей среды эколого-биохимические исследования лекарственного растительного материала (ЛРМ) на территории Ханты-Мансийского автономного округа — Югры (ХМАО) приобретают все большую значимость. С наличием на территории округа предприятий нефтяной и газовой промышленности целесообразно проводить биохимические исследования лекарственного растительного материала и северных ягодных культур.
Влияние полютантов на лекарственное растительное сырье обусловлено их накоплением в различных органах растений (в корнях, стеблях, листьях и соцветиях) [1]. Поглощение растительным материалом ряда загрязнителей может носить опасный характер и способно привести к загрязнению природных объектов [2].
Тяжелые м еталлы поступают в различные органы и ткани растений из почвы и атмосферного воздуха в результате техногенного загрязнения. Вследствие этого происходит накопление в растениях цинка, меди и кадмия. Помимо того, свинец, ртуть, хром, цинк могут поступать и со сточными водами. Растительное сырье аккумулирует с разной степенью тяжелые металлы. В литературных источниках встречаются сведения о том, что кадмий, цинк и медь поглощаются в малой степени, никель и марганец поглощаются слабо, а такой элемент, как железо, вообще труднодоступен для фитомассы растений [3].
Использование ЛРМ для приготовления чаев, отваров, настоев, произрастающих на территориях с разными источниками загрязнений, может пагубно влиять на физиолого-биохимические процессы в организме человека [4].
На основе определения элементного состава лекарственного растительного сырья можно дать оценку возможности использования этих объектов в фитотерапии. Результаты исследований по накоплению тяжелых металлов в тканях и органах растений могут быть использованы в биохимическом мониторинге объектов природной среды, а также в фармацевти-
ческой промышленности по изготовлению фитопрепаратов.
Модели и методы
Для проведения эколого-биохимичес-кого мониторинга были отобраны 10 видов лекарственных растений и растений, обладающих лекарственными свойствами, которые используются в фитотерапии. Эти растения широко распространены на территории Сургутского района ХМАО и находят большое применение в фитотерапии: лапчатка гусиная (Potentilla anserina L.), клевер луговой (Trifolium pratense L.), подмаренник болотный (Galium palustre L.), мышиный горошек (Vicia cracca L.), полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris L.), иван-чай (Chamaenerion angustifolium (L.) Scop., подорожник большой (Plantago major L.), хвощ полевой (Equisetum arvense L.), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.), василистник желтый (Tha-lictrum flavum L.).
Сбор растительных образцов, хранение, переработка сырья и подготовка к элементому анализу проводились в соответствии с общепринятыми методическими указаниями и рекомендациями [5]. Для качественной оценки внешних признаков угнетения дикоросов определялось наличие вялости, дряблости, изменение цвета, хлорозов, некрозов. Сбор сырья проводился во время основного периода вегетации (с июня по сентябрь 2017 г.). Каждый из образцов отбирался в рекомендованный промежуток времени. В ходе работы были отобраны надземные части растений — листья и стебли. Геоботаническое описание ЛРМ выполнено с помощью стандартных методов [6]. Определение лекарственных растений проводилось с использованием определителя ХМАО — Югры [7].
Собранный растительный материал очищали от постороннего мусора, высушивали в лаборатории до воздушно-сухо-го состояния. Далее отобранные образцы подвергались сухому озолению в электропечи ЭКПС-10. После этого проводилось растворение полученной золы в 5М азотной кислоте.
Таблица
Содержание цинка в лекарственных растениях и в растениях, обладающих лекарственными свойствами, произрастающие на территории Сургутского района
СП
s
о
О -i S
Вид растений
Zn (мг/кг)
Лапчатка гусиная {Potentilla anserina L.), семейство Розовые Клевер луговой {Trifolium pratense L.), семейство Бобовые Подмаренник болотный {Galium palustre L.), семейство Мареновые Мышиный горошек {Vicia cracca L.), семейство Бобовые Полынь обыкновенная {Artemisia vulgaris L.), семейство Астровые Иван-чай {Chamaenerion angustifolium L.), семейство Кипрейные Подорожник большой {Plantago major L.), семейство Подорожниковые Хвощ полевой {Equisetum arvense L.), семейство Хвощевые Тысячелистник обыкновенный {Achillea millefolium L.), семейство Астровые Василистник желтый {Thalictrum flavum L.), семейство Лютиковые
32,66 + 0,85
19,98 + 0,67
51,28 + 0,38
31,47 + 1,71
61,61 + 3,29
28,02 + 0,97
27,55 + 0,93
23,23 + 0,95
40,42 + 0,38
42,71 + 2,15
При определении содержания цинка в ЛРМ применялся метод атомно-абсорб-ционной спектрометрии с помощью атом-но-абсорбционного спектрометра МГА 915-МД [8].
Исследования проводились на базе Центра коллективного пользования, Научно-образовательного центра Института естественных и технических наук Сургутского государственного университета при финансовой поддержке Департамента образования и молодежной политики ХМАО — Югры в рамках проекта «Технология выращивания и извлечения биологически активных соединений северных ягодных культур и лекарственных трав (ЮграБиоФарм)», а также в соответствии с государственным заданием Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проекты № 5.4004.2017/4.6, № 0721-2020-0019).
Статистическую обработку данных проводили по общепринятым методикам [5] с помощью пакета анализа данных программы Microsoft Excel.
Результаты и обсуждение
Как показали результаты исследований, содержание цинка в лекарственном растительном сырье колеблется от 19,98 до 61,61 мг/кг сухого вещества (таблица).
Содержание тяжелых металлов в фито-массе растений определялось видовыми, морфологическими и систематическими особенностями самих растений.
Разные виды лекарственного растительного сырья обладают избирательной способностью к накоплению тяжелых металлов. В ходе работы выявлены виды лекарственных растений с максимальным
содержание цинка: полынь обыкновенная (61,61 мг/кг), подмаренник болотный (51,28 мг/кг), тысячелистник обыкновенный (40,42 мг/кг), василистник желтый (42,71 мг/кг). Обнаружена группа растений со средним содержанием цинка: лапчатка гусиная (32,66 мг/кг), мышиный горошек (31,47 мг/кг), иван-чай (28,02 мг/кг), подорожник большой (27,55 мг/кг), хвощ полевой (23,23 мг/кг) и минимальным содержанием: клевер луговой (19,98 мг/кг).
Выявлены закономерности распределения содержания цинка по семействам лекарственного растительного сырья (см. таблицу) Рассмотренные семейства лекарственных растений по содержанию цинка располагаются в следующем порядке убывания: семейство Мареновые (Rubiaceae) (51,28) > семейство Астровые (Asteraceae) (51,01) > семейство Лютиковые (Ranuncu-laceae) (42,71) > семейство Розовые (Rosa-ceae) (32,66) > семейство Кипрейные (Ona-graceae) (28,02) > семейство Подорожниковые (Plantaginaceae) (27,55) > семейство Бобовые (Fabaceae) (25,72) > семейство Хвощевые (Equisetaceae) (23,23).
Заключение
Сравнивая полученные данные по содержанию цинка в лекарственных растениях Сургутского района ХМАО со сведениями о концентрации этого элемента в растениях (от 15—150 мг/кг), приведенными в работах В. Б. Ильина [2], можно заключить, что для растений нашей территории характерно нормальное содержание этого элемента. Если судить по этому элементу, то данное растительное сырье можно рекомендовать для сбора и заготовки.
13
№2, 2021
Библиографический список
¡^ 1. Ягодин Б. А., Виноградова С. Б., Говорина В. В. Кадмий в системе почва-удобрения-растения-
^ животные организмы и человек // Агрохимия. — 1989. — № 5. — С. 118—130.
х 2. Ильин В. Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. — Новосибирск: Наука, 1991. — 150 с.
3. Гравель И. В., Плыкина Е. А. Сравнительный анализ требований зарубежных фармакопей к качеству лекарственного растительного сырья по содержанию тяжелых металлов // Традиционная медицина. — 2010. — № 1 (20). — С. 49—54.
4. Гравель И. В., Яковлев Г. П., Петров Н. В. Содержание тяжелых металлов в сырье некоторых лекарственных растений, произрастающих в условиях атмосферного загрязнения (Республика Алтай) // Растительные ресурсы. — 2000. — Вып. 3. — С. 99—105.
5. Ринькис Г. Я., Рамане Х. К., Куницкая Т. А. Методы анализа почв и растений. — Рига : Зинатне, 1987. — 174 с.
6. Полевая геоботаника: в 4 т. — М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1959—1972. — Т. 1—4.
7. Определитель растений Ханты-Мансийского автономного округа / под ред. И. М. Красноборова; И. М. Красноборов, Д. Н. Шауло и др. — Новосибирск; Екатеринбург: Издательство «Баско», 2006. — 304 с.
8. ГОСТ 30178—96. Сырье и пищевые продукты. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http: // docs.cntd.ru/document/ 1200021152, (Дата доступа 24.06.2021).
ZINC CONTENT IN MEDICAL PLANTS GROWING IN SURGUT AREA OF KHANTY-MANSY AUTONOMOUS REGION — YUGRA
I. V. Kravchenko, Ph. D. (Biology), senior research assoc., SE HE Khanty-Mansy Autonomous Region —Yugra, Surgut State University, kmvinessa@mail.ru, Surgut, Russia, L. F. Shepeleva, Dr. Habil. (Biology), professor, senior research assoc., National Research Tomsk State University, shepelevalf@mail.ru, Tomsk, Russia
References
1. Yagodin B. A., Vinogradova S. B., Govorina V. V. Kadmiy v sisteme pochva-udobreniya-rasteniya-zhivot-nyye organizmy i chelovek [Cadmium in the system soil-fertilizer-plants-animals and humans] // Agro-chemistry. - 1989. - Vol. 5. - P. 118-130 [in Russian].
2. Ilyin V. B. Tyazholyye metally v sisteme pochva-rasteniye. [Heavy metals in the soil-plant system]. — Novosibirsk. Nauka, 1991. — 150 p. [in Russian].
3. Gravel I. V., Plykina E. A. Sravnitel'nyy analiz trebovaniy zarubezhnykh farmakopey k kachestvu lekarst-vennogo rastitel'nogo syr'ya po soderzhaniyu tyazholykh metallov [Comparative analysis of foreign pharmacopoeia requirements for medicinal plant raw materials quality based on heavy metal content] // Conventional Medicine. — 2010. — Vol. 1 (20). — P. 49—54 [in Russian].
4. Gravel I. V., Yakovlev G. P., Petrov N. V. Soderzhaniye tyazhelykh metallov v syr'ye nekotorykh lekarst-vennykh rasteniy, proizrastayushchikh v usloviyakh atmosfernogo zagryazneniya (Respublika Altay) [Heavy metal content in raw materials of some medicinal plant growing in conditions of atmospheric pollution (Republic of Altai)] // Plant resources. — 2000. — Vol. 3. — P. 99—105 [in Russian].
5. Rinkis G. Ya., Ramane H. K., Kunitskaya T. A. Metody analiza pochv i rasteniy [Methods for soils and plants analysis], 1987. — 174 p. [in Russian].
6. Polevaya geobotanika v 4 t. [Field geobotany in 4 volumes] — M., L. The USSR Academy of Sciences Publishing House, 1959—1972. — Vol. 1—4 [in Russian].
7. Krasnoborov I. M., D. N. Shaulo et. al. Opredelitel' rasteniy Khanty-Mansiyskogo avtonomnogo okruga [Reference book on Khanty-Mansy Autonomous Region plants identification]. — Novosibirsk. Yekaterinburg. Basko Publishing House, 2006. — 304 p. [in Russian].
8. GOST 30178—96. Raw materials and food products. Atomic absorption method for toxic elements identification // Electronic resource available at: http: // docs.cntd.ru/document/1200021152, date of access 24.06.2021.
14
№2, 2021
