БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2004, том 30, № 3, с. 215-218
УДК 582.26:577.115 БИОХИМИЯ
КРАСНЫЕ ВОДОРОСЛИ ЗАЛИВА ПЕТРА ВЕЛИКОГО КАК ИСТОЧНИК АРАХИДОНОВОЙ И ЭЙКОЗАПЕНТАЕНОВОЙ КИСЛОТ
© 2004 г. С. В. Хотимченко1, И. С. Гусарова2
Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток 690041;
'Тихоокеанский научно-исследовательскийрыбохозяйственный центр (ТИНРО-центр), Владивосток 690950 e-mail: skhotim@hotmail.com
Статья принята к печати 1.12.2003 г.
С целью поиска новых источников арахидоновой (АК) и эйкозапентаеновой (ЭПК) кислот исследован состав жирных кислот и определено содержание липидов в талломах 32 видов красных водорослей зал. Петра Великого Японского моря. Самый высокий уровень ЭПК наряду с низкой концентрацией АК обнаружен в талломах Corallina pilulifera, Palmaria stenogona, Halosaccion yendoi и Laurencia nipponica. Принимая во внимание уровень содержания липидов в водорослях, а также биомассу и частоту встречаемости растений, водоросли С. pilulifera, P. stenogona, L. nipponica, а также Polysiphonia morrowii представляют интерес как источники ЭПК. Из изученных растений только Gracilaria verrucosa отличается высоким содержанием АК.
Ключевые слова: водоросли, жирные кислоты, арахидоновая кислота, лшщцы, эйкозапентаеновая кислота.
Red algae of Peter the Great Bay as a source of arachidonic and eicosapentaenoic acids. S. V. Khotimchenko1, I. S. Gusarova2 (institute of Marine Biology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041; "Pacific Fisheries Research Center, Vladivostok 690950)
Screening of new sources of arachidonic (AA) and eicosapentaenoic (EPA) acids was carried out using 32 species of red algae from Peter the Great Bay, the Sea of Japan. The fatty acid composition and content of lipids in the algae were determined. The highest level of EPA along with low concentration of AA was found in Corallina pilulifera, Palmaria stenogona, Halosaccion yendoi, and Laurencia nipponica. Taking into account the lipid content in algae, frequency of their occurrence, and algal biomasses, the algae C. pilulifera, P. stenogona, L. nipponica, and Polysiphonia morrowii are particularly attractive as sources of EPA. Only Gracilaria verrucosa is characterized by a high content of AA. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2004, vol. 30, no. 3, pp. 215-218).
Key words: seaweeds, fatty acids, arachidonic acid, lipids, eicosapentaenoic acid.
Одними из важнейших представителей высших полиеновых жирных кислот являются кислоты с 20 атомами углерода - эйкозапентаеновая (цис-5,8,11,14,17-20:5, или 20:5п-3) и арахидоновая (цис-5,8,11,14-20:4, или 20:4п-6), имеющие огромное значение для здоровья человека и животных. Интерес к этим кислотам обусловлен тем, что они не только являются компонентами биологических мембран, но и служат предшественниками в биосинтезе простагландинов, тромбоксанов и других эйкозаноидов, которые в настоящее время рассматриваются как важные биорегуляторы многих клеточных процессов (Хеккер и др., 1998; Тар1его й а1., 2002). Кроме того, обе эти кислоты являются биологически активными соединениями (Бае, 1987; вШ, УаЦуеф, 1997). Эйкозапентаеновая кислота (ЭПК) вызывает интерес как важное средство для профилактики и лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы (КшвеИа е1 а1., 1990), она эффективна при лечении некоторых карцином и замедляет рост других новообразований (Лю сч а1., 2002). Арахидоновая кислота (АК) обязательна в питании новорожденных, так как наряду с докозагексаеновой кислотой относится к главным компонентам фосфолипидов мембран клеток головного мозга (Ко^гко, Вгагт, 1991). ЭПК и АК не-
заменимы также для жизнедеятельности некоторых видов морских беспозвоночных и рыб (Floreto et al., 1996; Mai et al., 1996).
Источником для выделения ЭПК обычно служат жиры рыб, обитающих в холодных водах. Однако недостаточно высокое содержание ЭПК, вариабельность качества жиров и присутствие в них других кислот с антагонистическими свойствами стали причинами поиска альтернативных источников ЭПК. Арахидоновую кислоту выделяют, например, из печени животных, где она присутствует наряду с другими полиненасыщенными жирными кислотами (Gunstone, Herslôf, 2000).
С получением новых доказательств клинической эффективности эйкозапентаеновой кислоты и метаболитов арахидоновой кислоты потребность в этих кислотах возросла, что и стимулирует поиск и изучение их новых источников. Такими источниками могут быть морские красные водоросли-макрофиты, так как, во-первых, их слоевища характеризуются самым высоким содержанием С20 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) по сравнению с талломами бурых и зеленых водорослей (Xiancui et al., 2002; Khotimchcnko et al., 2002). Во-вторых, эта группа растений отличается высоким видовым разнообразием, занимает огромные
пространства дна литорали и сублиторали морей и может формировать значительные по объему запасы (Ки-зеветтер и др., 1981; Блинова, 1985). Учитывая важность ЭПК и АК в профилактике и лечении различных заболеваний, а также интерес к фармакологическим свойствам этих кислот, мы поставили перед собой задачу среди водорослей, обитающих в зал. Петра Великого Японского моря у берегов Приморья, найти виды, которые могут быть перспективными источниками эй-козапентаеновой и арахидоновой кислот.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Водоросли собирали в зад. Петра Великого Японского моря у берегов Приморья на твердых грунтах литорали и сублиторали на глубине до 2 м преимущественно с мая по август, т.е. в период максимального развития большинства видов. Размеры водорослей, глубина обитания, биомасса и частота встречаемости видов в заливе указаны по литературным данным (Псрсстснко, 1980, 1994; Гусарова, 1988, 1991, 2003) и на основании собственных наблюдений. Для определения содержания липидов и анализа жирных кислот отбирали
Таблица 1. Содержание липидов, арахидоновой и эйкозапентаеновой кислот в красных водорослях зал. Петра Великого Японского моря
Порядок, вид Время сбора Жирные кислоты, % от суммы ЖК Липиды*, мг/г сырой массы
АК ЭПК
Nemaliales
Nenmlion venniciilare Sur. Июль 5.8 45.9 0.2+0.1
Corallinales
Corallina pilulifera P. et R. Август 4.5 62.4 2.1+0.4
Bossiella cretacea (P. et R.) Johansen Июль 8.2 39.6 2.0+0.3
Palmariales
Palmaria stenogona Perest. Март 2.3 72.7 2.7+0.8
Halosaccion yendoi I.K. Lee Май 1.0 52.8 3.4+0.5
Gracilariales
Gracilaria verrucosa (Huds.) Papenf. Июль 49.2 1.1 2.4+0.4
Gigartinales
Hyalosiphonia caespitosa Okam. Май 5.5 46.1 0.7+0.2
Gloiosiphonia californica (Farl.) J. Ag. Май 5.4 44.5 6.3+1.2
Tichocarpus crinitus (Gmel.) Rupr. Август 23.2 26.3 4.0+0.9
Gloiopeltis furcata (P. et R.) J. Ag. Май 2.0 19.3 1.6+0.7
Halymenia acuminata (Holm.) J. Ag. Август 23.9 25.5 4.0+1.0
Grateloupia divaricata Okam. Август 28.3 14.1 1.2+0.5
G. turuturu Yam. Август 16.3 28.9 2.7+0.2
Chondrus pinnulatus (Harv.) Okam. Май 11.0 41.1 2.2+0.4
Mazzaella cornucopiae (P. et R.) Август 15.2 25.7 1.6+0.4
M. japónica (Mikami) Hommer. Май 11.4 31.9 5.4+0.6
Mastocarpus pacificus (Khellm.) Perest. Июль 12.1 35.6 2.3+0.6
Ahnfeltiopsis flabellifomis (Harv.) Masuda Май 19.1 20.9 5.1+1.0
Rhodymeniales
Chrysymenia wrightii (Harv.) Yam. Август 15.1 17.7 1.1+0.6
Champia parvula (Ag.) Harv. Август 11.4 24.7 1.0+0.2
Ceramiales
Ceramium japonicum Okam. Август 9.7 32.5 2.5+0.3
C. kondoi Yendo Август 9.2 30.4 3.5+0.7
Ptilota filicina J. Ag. Август 3.3 36.5 3.3+0.6
Dasya sessilis Yam. Август 12.2 26.9 4.8+0.4
Symphyocladia latiuscula (Harv.) Yam. Август 8.1 28.4 3.4+0.6
Polysiphonia japónica Harv. Август 4.0 20.8 5.6+1.1
P. morrowii Harv. Et Gray Май 6.1 34.4 3.4+0.9
Odonthalia corymbifera (Gmel.) J. Ag. Август 12.0 16.2 2.0+0.3
Neorhodomela larix (Turn.) Masuda Август 10.9 37.0 2.8+0.3
Laurencia nipponica Yam. Июль 7.6 51.2 2.9+0.2
Chondria dasyphylla (Wood.) Ag. Август 19.5 23.8 1.4+0.1
Ch. deeipiens Kyl. Август 6.8 17.0 3.6+0.6
"■Приведено среднее значение по трем измерениям ± стандартное отклонение.
КРАСНЫЕ ВОДОРОСЛИ
217
3-5 взрослых растений каждого вида, тщательно очищали их от эпифитов и загрязнения. Липиды экстрагировали смесью хлороформ-метанол в соотношении 1 : 2 по объему (Kates, 1986). Содержание липидов определяли весовым методом. Жирные кислоты превращали в метиловые эфиры и анализировали методом ГЖХ на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором (Shimadzu GC-9A). Использовали капиллярную колонку (30 м х 0.32 мм) с Supclcowax 10, температура колонки 210°С, газ-носитель - гелий, скорость потока - 40 мл/мин. В качестве внутреннего стандарта использовали гептадекановую кислоту. Жирные кислоты идентифицировали, сравнивая время удерживания и значения "углеродных чисел" со стандартами.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Определено содержание липидов и исследован состав жирных кислот (ЖК) у 32 видов красных водорослей, относящихся к 7 порядкам и 26 родам (табл. 1). Основными жирными кислотами у всех видов водорослей были пальмитиновая кислота и полиеновые жирные кислоты с 20 атомами углерода - 20:4п-6 и 20:5п-3. Разные виды водорослей существенно различались по соотношению арахидоновой и эйкозапентаеновой кислот. У большинства исследованных видов среди полиненасыщенных кислот преобладала ЭПК, на долю которой приходилось от 17.0 до 72.7% от общей массы жирных кислот. Самый высокий уровень этой кислоты отмечен у Palmaria stenogona, Corallina pilulifera, Laurencia nipponica и Halosaccion yendoi. В этих водорослях ЭПК составляла более половины всех кислот. У нескольких видов (Nemalion vermiculare, Hyalosipho-nia caespitosa, Gloiosiphonia califa mica) содержание ЭПК было несколько меньше, но оно существенно превышало уровень арахидоновой кислоты. Только у двух
видов Rhodophyta - Gracilaría verrucosa и Grateloupia divaricata - среди полиеновых ЖК доминировала ара-хидоновая кислота, причем G. verrucosa отличалась самым высоким содержанием этой кислоты (49.0%). Среди исследованных видов водорослей обнаружены виды с приблизительно равной долей АК и ЭПК: Tichocarpus crinitus, Halymenia acuminata, Ahnfeltiopsis flabellifarrnis и Chondria dasyphylla.
Н
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.