ПРИКЛАДНАЯ БИОХИМИЯ И МИКРОБИОЛОГИЯ, 2013, том 49, № 1, с. 82-87
УДК 543.544:547.913
АНТИРАДИКАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЭФИРНЫХ МАСЕЛ ОРЕГАНО,
ТИМЬЯНА И ЧАБЕРА
© 2013 г. Е. С. Алинкина, Т. А. Мишарина, Л. Д. Фаткуллина
Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва 119334 e-mail: katrinalinka@gmail.com Поступила в редакцию 26.03.2012 г.
В модельных реакциях со стабильным свободным 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил-радикалом изучены антирадикальные свойства близких по качественному составу, но различающихся по количественному содержанию основных компонентов эфирных масел тимьяна (Thymus vulgare), орегано (Origanum vulgare) и чабера (Satureja hortensis) и сопоставлены со свойствами синтетического анти-оксиданта ионола. Скорости реакций компонентов эфирных масел с радикалом были практически одинаковы для эфирных масел и вдвое больше, чем скорость реакции ионола. Величины антирадикальной эффективности также были близки между собой для всех эфирных масел, но на порядок меньше, чем для ионола.
Б01: 10.7868/80555109913010029
Благодаря наличию бактерицидных, противогрибковых, инсектицидных и противопаразитар-ных свойств эфирные масла (ЭМ) пряно-ароматических растений широко использовали уже в средние века. В последние годы интерес к изучению свойств этих природных биологически активных соединений существенно вырос, так как стали актуальными проблемы, связанные с безопасностью многих синтетических веществ, используемых в различных областях жизнедеятельности человека [1, 2]. Так, исследования показали, что многие эфирные масла являются антиокси-дантами, равными по эффективности синтетическим антиоксидантам, при этом они и продукты их метаболизма безопасны для здоровья. Все эти качества значительно расширяют границы изучения и применения натуральных эфирных масел [3—7].
ЭМ представляют собой многокомпонентные смеси летучих веществ с характерным ароматом, присущим тем растениям, из которых они были выделены. Основными компонентами ЭМ являются соединения терпенового ряда: моно- и сеск-витерпеновые углеводороды, альдегиды, кетоны, спирты, сложные эфиры, оксиды, а также производные фенолов. В некоторых эфирных маслах обнаружено незначительное количество серо- и азотсодержащих гетероциклических соединений, ароматических соединений, образующихся из аминокислот. Эфирные масла лука, чеснока, горчицы, хрена и других растений содержат значительное количество серосодержащих диалкилпо-лисульфидов и алкилизотиоцианатов. Показано, что сильными антибактериальными и антиокси-дантными свойствами обладают эфирные масла,
содержащие замещенные фенолы — эвгенол, тимол, карвакрол [8, 9]. Два последних соединения являются основными компонентами эфирных масел, полученными из орегано (Origanum vulgare), тимьяна (Thymus vulgare) и чабера (Satureja hortensis). Эти растения относятся к семейству Яс-нотковых (лат. Lamiáceae), включающее в себя около 3500 видов, среди которых множество пряно-ароматических (базилик, мята, мелисса, котовник, иссоп, розмарин, шалфей, майоран, чабрец и др.). Все они обладают приятным интенсивным ароматом, активно используются в кулинарии, многие из них имеют лечебные свойства, известные еще с древних времен. Большое число работ подтверждает наличие антибактериальной и противовоспалительной активности у таких растений и их эфирных масел [10, 11]. Недавние исследования показали способность эфирных масел чабера и орегано тормозить процессы старения у млекопитающих, оказывать благоприятное действие на уровень полиненасыщенных жирных кислот в мозге стареющих животных [12].
Цель работы — изучение антирадикальных свойств эфирных масел тимьяна (Thymus vulgare), орегано (Origanum vulgare) и чабера (Satureja hortensis) и их сравнение с синтетическим антиок-сидантом — ионолом.
МЕТОДИКА
2,2-Дифенил-1-пикрилгидразил — радикал (ДФПГР) и ионол (2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол) получены из "Sigma-Aldrich" (Германия).
Таблица 1. Состав ЭМ орегано, тимьяна и чабера (%)
Индекс удерживания Соединение Орегано Тимьян Чабер
925 а-туйен 0.39 1.02 1.00
933 а-пинен 2.06 1.46 0.70
946 Камфен 0.58 1.15 0.53
961 Сабинен 0.50 0.42 0.62
974 ß-пинен 1.55 1.94 0.43
983 ß-мирцен - - 1.70
1000 а-фелландрен - 0.24 0.28
1012 а-терпинен 0.92 0.81 1.91
1015 p-цимен 13.00 20.75 10.73
1023 1,8-цинеол 0.22 1.50 0.86
1026 Лимонен - - 1.02
1038 Оцимен - - 0.20
1052 у-терпинен 8.73 1.049 11.48
1056 Сабинен гидрат - 0.15 0.47
1085 Линалоол 2.38 5.21 0.54
1152 Изоборнеол 0.32 1.94 1.86
1165 4-терпинеол - 1.20 0.88
1175 а-терпинеол - 0.50 0.18
1240 Борнилацетат - 0.62 5.93
1271 Тимол 4.23 45.11 17.48
1283 Карвакрол 63.28 2.36 32.23
1420 ß-кариофиллен 1.64 1.72 4.19
1431 а-бергамотен - - 0.52
1491 Миристицин - - 0.74
1496 Бициклогермакрен - - 1.82
Сумма фенолов, % 67.51 47.47 49.71
Эфирные масла, использованные в работе, были промышленными продуктами, произведенными компанией Lionel Hitchen Ltd., (Англия).
Хромато-масс спектрометрический анализ компонентов эфирных масел. Газово-хроматографиче-ский анализ (ГХ-МС) проводили на приборе НР 5890/5980 (("Hewlett Packard", США) с кварцевой капиллярной колонкой НР-1 (25 м х 0.30 мм, слой фазы 0.25 мкм) при программировании температуры от 50 до 250°С со скоростью 4°/мин. Температура инжектора и масс-детектора составляла 250°С. Масс-спектры получали в режиме электронного удара при ионизирующем напряжении 70 эВ. Идентификацию компонентов осуществляли путем сравнения величин индексов удерживания и масс-спектров, полученных при анализах образцов, с индексами и спектрами стандартов, определенными нами на этой же колонке, а также взятыми из библиотек масс-спектров NBS и Wiley 275. Количественное содержание компонентов определяли из площадей пиков,
полученных в ходе ГХ анализа в аналогичных условиях с пламенно-ионизационным детектором методом простой нормировки. Состав компонентов эфирных масел приведен в табл. 1.
Определение антирадикальной активности эфирных масел и ионола. Для определения антирадикальной активности к 1 мл 200 мкМ мета-нольного раствора ДФПГР добавляли мета-нольные растворы антиоксидантов (ионол, эфирные масла тимьяна, орегано и чабера) до достижения выбранных концентраций и доводили объем до 2 мл. Исходная концентрация ДФПГР во всех реакционных смесях составляла 1 х 10-4 М (39.4 мг/л), такие растворы имели оптическую плотность около 1. Мы исследовали четыре серии модельных реакций, в которых концентрации субстратов варьировались в следующих пределах: эфирные масла 2—1000 мг/л и ионол 1—100 мг/л. Для получения кинетических кривых восстановления ДФПГР антиоксиданта-ми реакционные смеси помещали в кварцевые
84
AЛИHKИHA и др.
кюветы (10 мм) с плотно закрывающимися крышками и регистрировали оптическую плотность на спектрофотометре СФ-2000 (ЗАО "ОКБ Спектр", Россия) при 515 нм при комнатной температуре в темноте через каждые 5 мин в течение 120 мин.
Для растворов ДФПГР в метаноле был построен график линейной зависимости оптической плотности от концентрации ДФПГР. По этому графику определили величину молярного коэффициента поглощения s, который был равен 10010 л/моль см (толщина кюветы 1 см). По величине оптической плотности рассчитывали концентрацию остающегося радикала в модельных реакциях.
Каждую серию кинетических измерений проводили трижды, математическую обработку результатов осуществляли с помощью программ Microsoft Excel 2007 и SigmaPlot 10. Стандартное отклонение средних величин из 3 измерений не превышало 3% (относительных).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Выполненное нами in vivo изучение биологической активности эфирных масел чабера и оре-гано показало, что регулярный прием малых доз (около 0.3 мкг/сут) масла чабера с едой или питьевой водой на 30% увеличивал продолжительность жизни мышей высокораковой линии АКР и снижал частоту заболевания лейкозом [12, 13]. Было установлено, что такой же систематический прием здоровыми мышами линии Balb малых доз эфирного масла орегано увеличивал среднюю продолжительность их жизни на 120 сут или на 17%. При этом найдено, что прием масла на протяжении жизни не вызывал токсических эффектов, не влиял на массу тела, размеры иммунно-компетентных органов и формулу крови [14, 15]. Эфирное масло действовало как природный ан-тиоксидант, значительно снижая в крови, печени и мозге мышей содержание продуктов перекис-ного окисления липидов и увеличивая их устойчивость к окислению. В отсутствие экзогенного окислительного стресса прием масла приводил к модуляции ферментативной защитной системы, индукции защитных ферментов, значительно улучшал баланс антиоксидантных ферментов печени, оказывал позитивное влияние на антиокси-дантный статус и формировал устойчивость к окислительному стрессу [15]. Найдено, что в мозге мышей в возрасте 24 мес, принимавших эфирное масло орегано, сохранялось высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот, в том числе крайне важной докозогексаеновой кислоты, тогда как в контрольной группе уровень этих кислот с увеличением возраста уменьшался на 10—20% [13, 15]. Такое действие на организм млекопитающих связано с наличием у эфирных ма-
сел различных видов биологической активности, в том числе антиоксидантной. Полученные in vivo биологические эффекты обусловили наш интерес к детальному изучению эфирных масел чабера и орегано, в том числе их способности взаимодействовать со свободными радикалами, которые могут приводить к развитию окислительного стресса и всех сопутствующих ему нарушений в здоровье.
Основными соединениями в изученных ЭМ были карвакрол и тимол (табл. 1), которые представляют собой изомерные фенолы с метильным и изопропильным заместителями. Сходство их строения определяет наличие близкой биологической активности, в частности антиоксидант-ной, которая была подтверждена в тестах in vitro и in vivo, а также на культурах клеток [16—18]. Тем не менее, незначительные различия в структуре изомеров приводили к количественным различиям в их активности. Так, в работе [16] показано, что антиоксидантная активность (АОА) тимола и карвакрола в двух липидных системах была разной: в одной из них активнее был карвакрол
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.