ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2013, № 5, с. 551-557
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ =
УДК 581.1:581.5
СОДЕРЖАНИЕ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЯХ БОТАНИЧЕСКОГО САДА © 2013 г. П. В. Масленников, Г. Н. Чупахина, Л. Н. Скрыпник
Балтийский федеральный университет им. И. Канта, 236040 Калининград, ул. Университетская, 2 E-mail: pashamaslennikov@mail.ru Поступила в редакцию 05.05.2012 г.
Представлены результаты определения суммарного содержания фенольных соединений и антиок-сидантов в лекарственных растениях (66 видов из 31 семейства). Выявлены перспективные виды растений с высокой антиоксидантной активностью и максимальным содержанием фенолов, что позволяет рекомендовать их для создания новых функциональных пищевых продуктов с повышенным антиоксидантным действием.
DOI: 10.7868/S000233291305010X
Поиск и исследование перспективных природных источников веществ, обладающих антирадикальной и антиоксидантной (АОА) активностями, весьма актуальны. Нарушение естественного баланса скорости свободнорадикального окисления и активности антиоксидантной защиты организма, возникающее под воздействием неблагоприятных факторов (загрязнение окружающей среды, хронический эмоциональный стресс, высокое содержание легкоусвояемых углеводов и жиров в рационе с одновременным снижением содержания биоантиокислителей), согласно результатам исследований играет важную роль в патогенезе многих заболеваний — сердечно-сосудистых, онкологических, нейродегенеративных, эндокринных (Samuelsen, 2000; Miliauskas et al., 2004; Silva et al, 2005).
Лекарственные растения составляют особую группу объектов исследования благодаря, с одной стороны, высокой биологической активности, с другой — практической неизученности накопления в них антиоксидантов фенольного типа. Показательно, что в последние годы отношение клиницистов к таким растениям кардинально изменилось: подчеркивается их важность в сохранении и поддержании здоровья населения. Отмечено, что лекарственные растения — важный источник поступления биологически активных веществ (БАВ) для организмов высших трофических уровней, в том числе и человека (Kemper et al., 2007; Ключникова и др., 2009).
Лекарственные растения содержат сложный комплекс химических соединений, оказывающих различное и многостороннее действие на организм человека. Особым вниманием исследователей пользуются растения, содержащие феноль-ные соединения и полифенолы, вследствие их
ценности для медицины и фармакологии как источников для лекарственных препаратов широкого спектра действия. Множество природных антиоксидантов фенольного класса, присутствующих в лекарственных травах, обусловливают их антиоксидантное, противовоспалительное, антимикробное, спазмолитическое и нейропротек-торное действия (Rice-Evans et al., 1997; Карпова и др., 2009). Другое не менее важное свойство растительного сырья — его Р-витаминная активность, обусловленная содержанием различных фенольных соединений (Писарев и др., 2010; Ша-фигулин и др., 2010).
Самое важное свойство многих фенольных и полифенольных соединений — их участие в окислительно-восстановительных реакциях и в процессах нейтрализации активных форм кислорода (Костюк, Потапович, 2004; Красильникова и др., 2004). Имеются данные о наличии антимутагенной и антиканцерогенной активностей полифенолов (Бариляк, Исаева, 1994; Сайтембетова, Адекенов, 2001). Так, например, при изучении радиационного распада ДНК оказалось, что поли-фенольные соединения могут тормозить этот процесс, причем степень защиты линейно растет с увеличением антиокислительной эффективности ингибиторов (Сайтембетова, Адекенов, 2001). Полифенолы блокируют связывание активных форм мутагенов с ДНК, угнетают свободноради-кальные реакции, повышают точность репарации ДНК, снижают число клеток с хромосомными аберрациями (Дурнев, 2001) и могут выступать в качестве антагонистов опухолевых промоторов (Бариляк, Исаева, 1994). Некоторые природные фенольные соединения, используемые в качестве пищевых добавок, также могут улучшать вкусовые и потребительские качества различных про-
дуктов питания и широко использоваться в пищевой промышленности (Горячева и др., 2005).
Несмотря на активное использование феноль-ных соединений как антиоксидантов, механизмы их действия in vitro и in vivo все еще остаются не до конца выясненными (Сажина, Мисин, 2011). К настоящему времени зависимость между АОА фе-нольных соединений, их химической структурой и суммарным содержанием в растениях не до конца определена. Это связано, с одной стороны, с существованием большого числа природных производных этих соединений и многообразием их окисленных форм, с другой — со сложностью составов экстрактов, из которых эти соединения выделяют.
Цель работы — исследование суммарного содержания фенольных соединений в лекарственных растениях и оценка их антиоксидантной активности.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследовалось суммарное содержание фенольных соединений и антиоксидантов в лекарственных растениях из коллекции Ботанического сада БФУ. Для исследования были собраны листья растений в период цветения в сроки наибольшего содержания действующих веществ, индивидуальные для каждого вида растений (июнь-август 2010 г.), в соответствии с методическими рекомендациями (Краснов и др., 1987; Цыплен-ков и др., 1997).
Суммарное содержание фенольных соединений в исследуемых растениях определялось спек-трофотометрическим методом. В качестве аналитической реакции использовалась реакция образования окрашенного в синий цвет раствора берлинской лазури, возникающей при взаимодействии двухвалентного железа и гексоциано-феррата калия (K3Fe(CN)6). Интенсивность окраски полученного раствора при длине волны 720 нм позволяет судить о количестве фенольных соединений. В качестве стандартных образцов использовали растворы галловой кислоты. Навеску растительного материала растирали до гомогенного состояния в присутствии подкисленного 96-градусного этанола (20 : 1), гомогенат центрифугировали при 4500 g в течение 30 мин (Gupta, Verma, 2011). Оптическую плотность растворов определяли на спектрофотометре СФ-2000 (ЗАО ОКБ "Спектр", Россия).
Суммарное содержание антиоксидантов (ССА) определялось амперометрическим методом на приборе "ЦветЯуза-01-АА" (НПО "Хи-мавтоматика", Россия) по МЕКБ.414538.001 ТУ на основе стандарта — кверцетина (Федина и др., 2010). Сущность данного метода заключается в измерении электрического тока, возникающего
при окислении исследуемого вещества (или смеси веществ) на поверхности рабочего электрода при определенном потенциале. Предварительно строили градуировочную зависимость сигнала образца сравнения (кверцетина) от его концентрации, и с помощью полученной градуировки рассчитывали содержание водорастворимых ан-тиоксидантов в исследуемых образцах в единицах концентрации кверцетина. Метод обладает высокой селективностью определения ССА в пробе. Чувствительность амперометрического детектора (АД) очень высокая (~10-12 А) из-за слабых шумов. Предел обнаружения АД — на уровне нано-или пикограммов (Федина и др., 2010).
Приведено содержание исследуемых веществ на 1 г сухого веса. В ходе исследования было отобрано и проанализировано 594 пробы в трехкратной биологической повторности и не менее чем в трех аналитических. Статистически обработанные данные представлены в таблицах в виде средних арифметических значений и их стандартных ошибок. Достоверность различий между вариантами определяли с помощью i-критерия Стью-дента (р < 0.05). Корреляционный анализ проводили с помощью критерия Пирсона.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Климат Калининградской обл. носит черты переходного к умеренно-континентальному благодаря своему приморскому положению. Среднегодовая температура воздуха в прибрежных районах (Калининград) 6—7°С. Продолжительность безморозного периода 160—190, а вегетационного — 200—205 сут. Среднегодовое количество осадков 680—800 мм с максимумом их выпадения в апреле—октябре (до 65—75%). Основное количество осадков выпадает в виде дождя, в связи с чем высота снежного покрова невелика. Продолжительность его в отдельные годы достигает 65—70 сут. Начало устойчивого промерзания почвы в холодные зимы наблюдается во II—III декадах декабря, оттаивание — в III декаде марта. Среднегодовые температуры поверхности почвы только на 1— 1.5°С выше среднегодовых значений температуры воздуха. В связи с расположением территории ботанического сада в южной части склона долины р. Прегель почвенные условия характеризуются в весенне-летний и осенний периоды избыточным переувлажнением. Почвы в ботаническом саду в основном дерново-подзолистые, слабокислые (5.5—6). В целом высокая влажность воздуха (в среднем 80%) и почвы, значительное содержание в ней гумуса, общего и подвижных форм азота, фосфора и калия благоприятны для развития разнообразных растительных сообществ (Губарева и др., 1999).
Во флоре Калининградской обл. насчитывается 708 видов растений, которые в той или иной
степени обладают лекарственными свойствами. Из 708 видов ~300 широко распространенные. Сбор остальных лекарственных растений в природе, в том числе 42 видов охраняемых растений, может нанести значительный ущерб популяциям и привести к их исчезновению (Соколов, 2004). Фармакологическая ценность лекарственных растений определяется количеством БАВ, их соотношением и доминированием в химическом составе растения тех или иных соединений.
Из числа изученных видов лекарственных растений наиболее широко представлены сложноцветные (11 видов), губоцветные (11 видов), лютиковые (6 видов), зонтичные (5 видов) и бурачниковые (3 вида). Норичниковые, толстянковые, кутровые, синюховые в общем насчитывали 8 видов растений. Из 31 семейства изученных травянистых растений 22 представлены одним видом.
Фенольные соединения — один из наиболее распространенных и многочисленных классов природных соединений, обладающих биологической активностью. Образование фенолов — динамический процесс, в значительной степени зависящий от многочисленных факторов окружающей среды. Главные из них — "стрессовый" и возрастной факторы, а также фактор освещенности (Мисин и др., 2010). Накоплен
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.