CC BY
77
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
© Фурса Н.С., Караванова Е.Н., 2013 УДК 582.975:547.965+547.917+541.43
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕМЕНТНОГО, УГЛЕВОДНОГО И АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА ПОДЗЕМНЫХ ОРГАНОВ ВАЛЕРИАНЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ
Н.С. Фурса, Е.Н. Караванова Ярославская государственная медицинская академия, г. Ярославль
Проанализированы результаты определения 6 макро- и 54 микроэлементов, 3 свободных и 4 связанных сахаров, 8 незаменимых и 11 заменимых аминокислот в корневищах, корнях, корневищах с корнями валерианы лекарственной.
Ключевые слова: корни, корневища, корневища с корнями, валериана лекарственная, химические элементы, сахара, аминокислоты.
В виде различных лекарственных форм корневища с корнями валерианы лекарственной (Valeriana officinalis L.s.l.) показаны при патологии разных систем организма [1-3]. Вместе с тем клиницисты по-разному оценивают их эффективность. Одними они относятся к действенным и ценным средствам, у других сложилось скептическое отношение к ним. Возможно, одной из причин неоднозначной оценки препаратов валерианы является использование неравноценного в химико-фармакологическом отношении ее официнального сырья и отсутствие удовлетворительной стандартизации, не учитывающей природного соотношения корневищ и корней. Объектом химико-фармакологических исследований, главным образом, служат подземные органы валерианы в целом [3, 6, 9, 10]. Химическое изучение в отдельности составляющих широко используемого сырья не проводилось.
Цель исследований - провести сравнительный анализ элементного, углеводного и аминокислотного составов корневищ, корней и корневищ с корнями валерианы лекарственной.
Материалы и методы
Сбор материала для исследований осуществлен на учебно-практической базе ЯГМА, расположенной в окрестностях г.
Ярославля. Содержание химических элементов определено методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой [7], свободных сахаров - прямофазной ВЭЖХ, связанных -капиллярным электрофорезом [4], аминокислот - ВЭЖХ с фотометрической детекцией [5].
Результаты и их обсуждение
Результаты проведенных нами исследований обобщены в таблицах 1-4.
Из данных, приведенных в таблице 1, следует, что в анализируемых образцах сырья определены макро- (А1, Са, К, М& №, Р), микро- и ультрамикроэлементы (Ag, Аз, Аи, В, Ва, Ве, В1, Се, Сё, Со, Сэ, Сг, Си, Бу, Ег, Еи, Бе, ва, вё, ве, Щ Н& Но, I, Ьа, Ь1, Ьи, Мп, Мо, №>, №, РЬ, Рг, ЯЬ, БЬ, Бе, Бт, Бп, Бг, Та, ТЬ, ТИ, Т1, Т1, Тт, и, V, W, У, УЬ, гп, гг).
Самое значительное количество (23) максимальных значений отдельных химических элементов (Mg, №, Р, Ва, Ве, Вг, Се, Сг, Н, Ьа, Мп, N1, РЬ, Рг, ЯЬ, БЬ, Бт, Ti, ТИ, Т1, V, W, УЬ) нами отмечено в корнях, затем в корневищах с корнями (А1, Са, Ag, В1, Си, Бу, Еи, Бе, вё, ве, Hg, Но, I, Ь1, Ьи, Мо, Ш, Бг, Та, И, У) и корневищах (К, В, Сё, Со, Сэ, Ег, ва, NЪ, Бе, Бп, ТЬ, гп, гг). Последующих значений после максимальных больше всего (23) обнаружено в корневищах (А1, Са, Р,
Be, Bi, Сг, Fe, Еи, Ge, Hf, La, Lu, Мп, №, Pr, Rb, Sr, Тя, Т1, U, V, W, Yb), затем в корневищах с корнями (К, Mg, Na, B, Вя, Br, Ce, Cd, Cs, Ga, Pb, Sb, Se, Sm, Sn, Ti, ТИ, Zr) и корнях (Со, Cu, Dy, Er, Gd, Hg, Ho, I, Li, Mo, Nb, Nd, Tb, Zn). В наибольшем количестве (21) минимальных значений отдельных элементов выявлено в корнях (Л1, Ся, К, As, B, Bi, Cd, Cs, Еи, Fe, Ga, Ge, Ьи, Se, Sn, Sr, Ta, Тт, U, У, Zr), затем в корневищах (Mg, N8, Ag, Ba, Вг, С4 Си, Dy, Gd, Hg, Но, I, Li, Мо, Nd, РЬ, Sb, Sm, Ti, ТИ) и корневищах с корнями (Р, Ве, Со, Сг, Ег, Hf, Ья, Мп, Nb, Ni, Рг, ИЬ, ТЬ, Т1, V, W, УЬ, Zn). Из анализируемых 60 элементов 13 ^е, I, С8, гп, Со,
Сг, Мо, №, V, Se, Мп, As, Li) являются жизненно необходимыми, 2 (В, Вг) условно эссенциальными, 4 (Cd, РЬ, А1, ИЬ) близки к эссенциальным, т.е. биологическая значимость многих выявленных элементов необычайно важна для нормального функционирования организма. На основании изложенного с учетом распределения максимальных и последующих за ними значений отдельных элементов предпочтительнее других представляется официнальное сырье валерианы, т.е. корневища с корнями, используемые для приготовления многочисленных препаратов.
Таблица 1
Элементный состав подземных органов, мкг/г
Элемент Корневища Корни Корневища с корнями Элемент Корневища Корни Корневища с корнями
Макроэлементы Но 0,0100 0,0500 0,0600
А1 2116,8000 1760,2000 2147,2000 I 0,3700 0,4600 0,8200
С8 18005,0000 10895,3000 18022,4000 ЬЯ 1,6100 2,4700 0,1700
К 14099,9000 7022,1000 8749,6000 Ы 1,6100 1,8400 2,1900
Mg 3087,6000 3805,8000 3341,4000 Ьи 0,0220 0,0200 0,0370
№ 280,6000 921,2000 516,4000 Мп 128,5000 143,2000 118,3000
Р 5559,5000 5988,4000 3616,0000 Мо 0,3100 0,3400 0,5300
Микро- и ультрамикроэлементы № 0,9900 0,5800 0,3800
Ag 0,5200 0,9000 1,0200 Ш 1,6600 1,6900 2,8800
As 0,0010 0,0003 0,0010 N1 3,6000 3,8000 3,3000
Au 0,0001 0,0001 0,0001 РЬ 0,5300 3,1900 1,8500
В 34,4000 21,8000 31,9000 Рг 0,5700 0,7800 0,2600
В8 36,1000 146,1000 55,2000 Из 8,3000 15,4000 6,4000
Ве 0,1000 0,1200 0,0800 8Ь 0,0800 0,1300 0,1200
В1 0,0300 0,0100 0,0400 8е 0,4500 0,1700 0,2600
Вг 0,9000 1,9000 0,3000 8т 0,1800 0,3200 0,2600
Cd 0,1100 0,0600 0,0800 8п 0,3700 0,2000 0,3000
Се 1,2900 7,2400 1,8800 8г 76,6000 20,8000 81,0000
Со 1,2000 1,1000 0,9000 ТЯ 0,0550 0,0430 0,0560
Сг 0,5360 0,2100 0,2400 ТЬ 0,0800 0,0600 0,0400
Cs 5,1000 6,3000 4,5000 ТИ 0,0900 0,3500 0,2300
Си 6,0000 7,9000 14,8000 Т1 151,9000 233,2000 169,5000
Dy 0,2300 0,2600 0,4500 Т1 0,0850 0,0890 0,0340
Ег 0,2200 0,0900 0,0300 Тт 0,0200 0,0100 0,0200
Еи 0,0600 0,0100 0,1400 и 0,0800 0,0700 0,1200
Fe 1527,2000 804,1000 2086,1000 V 3,1000 5,3000 1,8000
Ga 1,3700 0,4000 0,4400 ■да 0,3300 0,3700 0,0900
Gd 0,4600 0,4800 0,5100 У 0,4800 0,4200 0,7000
Ge 0,0830 0,0310 0,3000 УЬ 0,1000 0,1600 0,0200
Hf 0,3660 0,4590 0,3450 гп 47,1000 33,7000 29,4000
Hg 0,0070 0,0290 0,0350 гг 19,3000 10,8000 12,1000
Содержание токсичных элементов (Аб, Сё, Н^ РЬ) не превышало их допустимые уровни в БАД на растительной основе (чаи) [8]. Мышьяком, кадмием и ртутью более загрязнены корневища и корневища с корнями; свинцом - корни.
Свободные сахара (табл. 2) представлены моно- (фруктоза, глюкоза) и дисаха-ридами (сахароза).
Сахарозы меньше всего содержалось в корнях. В последних ее содержание более чем в 13 раз меньше, чем суммы моносахаридов. Соотношение сахарозы к моносахаридам в корневищах (1:4,8) близко к таковому корневищ с корнями (1:5). Интенсивнее всего накапливались моносахариды, в частности фруктоза и особенно глюкоза, в корнях. Суммы свободных сахаров больше всего отмечено в корнях, минимальное - в корневищах.
После кислотного гидролиза в ряду связанных сахаров (табл. 3) обнаружили пентозы (арабинозу, ксилозу) и гексозы (глюкозу, галактозу). Во всех органах содержание гексоз преобладало (в корневищах в 1,9, в корнях в 3,9 и в корневищах с корнями в 2,7 раза). Среди анализируемых сахаров доминировала глюкоза (более 70% от общей суммы в корнях, 58% - в корневищах и 64% - в корневищах с корнями). Больше всего общей суммы связанных сахаров, в частности гексоз, содержалось в корнях, пентоз - в корневищах.
Весьма разнообразен в анализируемых органах состав аминокислот (табл. 4).
Выводы
В корнях, корневищах и корневищах с корнями валерианы лекарственной определено:
а) масс-спектрометрией с индуктивно связанной аргоновой плазмой - 60 химических элементов, максимальных и минимальных значений отдельных из них больше всего содержалось в корнях.
б) прямофазной ВЭЖХ - 3 свободных (фруктоза, глюкоза, сахароза) и капиллярным электрофорезом - 4 связанных (араби-ноза, ксилоза, глюкоза, галактоза) сахаров, наиболее высокая сумма которых, в частно-
сти гексоз с доминированием глюкозы обнаружена в корнях, пентоз - в корневищах.
в) ВЭЖХ с фотометрической детекцией - 8 незаменимых (Val, Ile, Leu, Met, Thr, Phe, Lys, OH-Lys) и 11 заменимых аминокислот (Ala, Gly, Ser, Tyr, Cys, Asp, Glu, Arg, Hys, Pro, OH-Pro), больше всего которых накапливалось в корневищах с корнями.
Литература
1. Валериана в фитотерапии I Н.С. Фурса [и др.]. - Томск: Изд-во научно-техн. лит-ры, 1998. - 212 с.
2. Валерианотерапия нервно-психических болезней I Н.С. Фурса [и др.]. -Запорожье: ЗАО «ИВЦ с!х», 2000. -348 с.
3. Горбунов Ю.Н. Валерианы флоры России и сопредельных государств I Ю.Н. Горбунов. - М.: Наука, 2002. - 208 с.
4. Дармограй С.В. Определение экологической чистоты, заменимых и незаменимых аминокислот в траве волдырника и мягковолосника I С.В. Дармо-грай, Н.С. Фурса II Рос. медико-биол. вестн. им. акад. И.П. Павлова. - 2008. - №4. - С. 130-136.
5. Дармограй С.В. Изучение элементного состава свободных и связанных сахаров в траве волдырника ягодного и мягковолосника водяного I С.В. Дар-мограй, Н.С. Фурса II Рос. медико-биол. вестн. им. акад. И.П. Павлова. -2010. - №1. - С. 148-155.
6. Кортевська В.Г. Порiвняльне фарма-когностичне дослвдження валерiани пагоносноï та валерiани високог дис.... канд. фармац. наук I В.Г. Кортевська. -Запоршжя, 2001. - 168 с.
7. МУК 4.1.1483-03. Определение содержания химических элементов в диагностируемых биосубстратах, препаратах и биологически активных добавок методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной аргоновой плазмой. -М.: ФЦ ГСЭН МЗ РФ, 2003. - 36 с.
8. СанПин 2.3.2.1078-01. Продовольственное сырье и пищевые продукты. Гигиенические требования безопасно-
Таблица 2
Содержание свободных углеводов в подземных органах валерианы
Образец сырья Содержание, %
фруктоза глюкоза сахароза сумма
Корневища 0,28 0,63 0,19 1,10
Корни 0,63 1,00 0,12 1,75
Корневища с корнями 0,49 0,76 0,25 1,50
Таблица 3
Содержание связанных сахаров в подземных органах валерианы
Образец сырья Содержание, %
пентозы гексозы общая сумма
арабиноза ксилоза сумма глюкоза галактоза сумма
Корневища 0,9 1,8 2,7 4,5 0,5 5,0 7,7
Корни 0,7 1,9 2,6 9,0 1,1 10,1 12,7
Корневища с корнями 0,6 1,6 2,2 5,3 0,7 6,0 8,2
Таблица 4
Содержание аминокислот в подземных органах валерианы, мг/г
Аминокислоты | Трехбуквенный символ | Корневища | Корни | Корневища с корнями
Моноаминомонокарбоновые кислоты
Алании А1а 2,7 2,8 3,7
Валин * Va1* 2,0 2,7 3,0
Глицин С1у 3,2 2,7 3,4
Изолейцин * 11е* 1,6 2,2 2,7
Лейцин * Ьеи* 3,2 4,0 5,4
Метионин * Ме^ 0,5 0,4 0,7
Серин Бег 2,7 2,8 3,3
Треонин * ТИг* 2,3 2,5 3,0
Тирозин Туг 0,5 0,8 2,2
Фенилаланин * РИе* 1,7 2,5 3,7
Цистеин СуБ 0,7 0,7 1,1
Сумма 21,1 24,1 32,2
Моноаминодикарбоновые кислоты
Аспарагиновая Аэр 4,7 4,9 6,2
Глютаминовая С1и 6,3 5,3 8,0
Сумма 11,0 10,2 14,2
Диаминодикарбоновые кислоты
Аргинин А^ 2,4 2,5 4,3
Лизин * ЬуБ* 1,9 2,1 2,8
Оксилизин * ОН-ЬуБ* 0,2 0,2 0,4
Сумма 4,5 4,8 7,5
Гетероциклические кислоты
Гистидин НуБ 0,8 1,3 1,2
Оксипролин Рго 0,0 3,4 1,9
Пролин ОН-Рго 2,9 2,6 3,0
Сумма 3,7 7,3 6,1
Сумма заменимых кислот 26,9 29,8 38,3
Сумма незаменимых * кислот 13,4 16,6 21,7
Общая сумма аминокислот 40,3 46,4 60,0
сти и пищевой ценности пищевых продуктов. - М., 2001. - 236 с.
9. Середа А.В. Сесквитерпеновые кислоты в сырье и препаратах валерианы лекарственной / А.В. Середа, Л.А. Середа // Фармация. - 2009. - №4. -С. 14-17.
10. Шкроботько П.Ю. Дослщження еле-ментного складу та бюлопчно актив-них речовин рiзних видiв роду валерiана: дис. ... канд. фармац. наук / П.Ю. Шкроботько. - Запор1жжя, 2010. - 236 с.
COMPARATIVE ANALYSIS OF ELEMENT, CARBOHYDRATE AND AMINO ACID COMPOSITION OF VALERIANA OFFICINALIS UNDERGROUND ORGANS
N.S. Fur sa, E.N. Karavanova
The results of determination of analysis of 6 macro- and 54 microelements, 3 free and 4 bound sugars, 8 irreplaceable and 11 replaceable amino acids content in Valeriana officinalis rhizomes, roots and rhizomes with roots were analyzed.
Key words: roots, rhizomes, rhizomes with roots, Valeriana officinalis, chemical elements, sugars, amino acids.
Фурса Николай Сергеевич - д.ф.н., проф., зав. кафедрой фармакогнозии и фармацевтической технологии ГБОУ ВПО «Ярославская государственная медицинская академия» Минздрава РФ.
E-mail: [email protected].
Караванова Елена Николаевна - ст. лаборант, заочный аспирант кафедры фармакогнозии и фармацевтической технологии ГБОУ ВПО «Ярославская государственная медицинская академия» Минздрава РФ.
E-mail: [email protected].
