КОМПЛЕКСНОЕ  ФИТОХИМИЧЕСКОЕ  ИЗУЧЕНИЕ  SYNURUS  DELTOIDES  (AITON)  NAKAI   ИЗ  ДАЛЬНЕГО  ВОСТОКА

Ибатаев  Жаркын  Абыкенович

канд.  хим.  наук ,  ведущий  научный  сотрудник  института  прикладной  химии,  ЕНУ  им.  Л.Н.  Гумилева,  Республика  Казахстан,  г.  Астана

Е-mail:   zhardisser@mail.ru

Cүлеймен  Ерлан  Мэлсұлы

канд.  хим.  наук ,  PhD,  директор  института  прикладной  химии,  доцент  кафедры  химии  ЕНУ  им.  Л.Н.  Гумилева,  Республика  Казахстан,  г.  Астана

Е-mail:  

Джалмаханбетова  Роза  Илемисовна

д-р  хим.  наук ,  ведущий  научный  сотрудник  института  прикладной  химии,  ЕНУ  им.  Л.Н.  Гумилева,  Республика  Казахстан,  г.  Астана

Е-mail:   rozadichem@mail.ru

Искакова  Жанар  Бактыбаевна

канд.  хим.  наук ,  ведущий  научный  сотрудник  института  прикладной  химии,  ЕНУ  им.  Л.Н.  Гумилева,  Республика  Казахстан,  г.  Астана

Е-mail:   zhanariskakova@mail.ru

Хұсайнова  Гүлжазира  Мұсақызы

младший  научный  сотрудник  института  прикладной  химии,  студентка  3  курса  специальности  химия  ЕНУ  им.  Л.Н.  Гумилева,  Республика  Казахстан,  г.  Астана

Е-mail: 

Ишмуратова  Маргарита  Юлаевна

канд.  биол .  наук,  доцент  кафедры  фармацевтических  дисциплин  Карагандинского  университета  «Болашак»,  Республика  Казахстан,  г.  Караганда

Е-mail: 

Горовой  Петр  Григорьевич

академик,  профессор,  лаборатория  хемотаксономии  Тихоокеанского  института  биоорганической  химии,  Дальневосточного  федерального  университета,  Ботанический  сад  ДВО  РАН,  РФ,  г.  Владивосток

Е-mail:   petrgorovoy@gmail.com

Дудкин  Роман  Викторович

канд.  биол.  наук ,  доцент  Тихоокеанского  института  биоорганической  химии,  Дальневосточного  федерального  университета,  Ботанический  сад  ДВО  РАН,  РФ,  г.  Владивосток

Е-mail: 

COMPREHENSIVE  PHYTOCHEMICAL  STUDY  OF  SYNURUS  DELTOIDES  (AITON)  NAKAI  FROM  THE  FAR  EAST

Ibatayev  Zharkyn

candidate  of  Chem.  Science ,  Leading  Researcher  of  the  Institute  of  Applied  Chemistry,  Republic  of  Kazakhstan,  Astana

Suleimen  Yerlan

candidate  of  Chem.  Science,  PhD,  Director  of  the  Institute  of  Applied  Chemistry  ENU,  Associate  Professor  of  Chemistry  Department  of  L.N.   Gumilev  ENU,  Republic  of  Kazakhstan,  Astana

Jalmakhanbetova  Roza

doctor  of  Chem.  Science,  Leading  Researcher  of  the  Institute  of  Applied  Chemistry  ENU,  Republic  of  Kazakhstan,  Astana

Iskakova  Zhanar

candidate  of  Chem.  Science ,  Leading  Researcher  of  the  Institute  of  Applied  Chemistry  ENU,  Republic  of  Kazakhstan,  Astana

Khu ssainova  Gulzhazira

junior  Researcher  of  the  Institute  of  Applied  Chemistry  ENU,

3th  year  student  of  the  speciality  chemistry  of  L.N.  Gumilev  ENU,  Republic  of  Kazakhstan,  Astana

Ishmuratova  Margarita

candidate  of  biol.  Sciences,  Assistant  Professor  of  Pharmaceutical  Sciences

Karaganda  University  "Bolashak",  Republic  of  Kazakhstan,  Karaganda

Gorovoi  Peter

academician,  Professor,  Laboratory  Chemotaxonomy  Pacific  Institute  of  Bioorganic  Chemistry,  Far  Eastern  Federal  University,  Botanical  Garden,  FEB  RAS,   Russia,  Vladivostok

Doudkin  Roman

candidate  of  biol.  Sciences,  Assistant  Professor  of  Pacific  Institute  of  Bioorganic  Chemistry  of  the  Far  Eastern  Federal  University,  Botanical  Garden  Institute  of  the  Far  Eastern  Branch  of  the  Russian  Academy  of  Sciences,  Russia,  Vladivostok

Благодарность

Работа  выполнена  по  гранту  МОН  РК  по  бюджетным  программам  055  «Фундаментальные  и  прикладные  научные  исследования»  по  теме  «Фитохимическое  изучение  растений  Казахстана  и  Сибири.  Создание  модифицированных  производных  на  основе  моно-  и  сесквитерпеноидов,  флаваноидов  и  их  биоскрининг»  и  «Создание  образцов  продукции  под  брендом  «Ароматы  степей  Казахстана».  Авторы  благодарят  Ш.  Хан,  Б.  Теквани  и  М.  Джакоб  (университет  Миссиссипи,  США)  за  помощь  в  исследовании  биоактивности  (грант  USDA  Agricultural  Research  Service  Specific  Cooperative  Agreement).

АННОТАЦИЯ

Проведено  изучение  антималярийной,  цитотоксической  и  антирадикальной  активности  эфирного  масла  и  экстракта  Synurus  deltoides  (Aiton)  Nakai,  определен  элементный  состав  растительного  сырья  и  изучено  анатомическое  строение.

ABSTRACT

The  study  of  antimalarial,  cytotoxic  and  antiradical  activity  of  essential  oils  and  extract  of  Synurus  deltoides  (Aiton)  Nakai,  definition  of  elemental  composition  and  anatomy  structure  of  plant  material  was  done.

Ключевые  слова:  антималярийная;  цитотоксическая;  антирадикальная  активность;  эфирное  масло;  хлороформно-этанольный  экстракт;  элементный  состав;  анатомическое  строение;  Synurus  deltoides  (Aiton)  Nakai.

Keywords:  antimalarial;  cytotoxic;  antiradical  activity;  essential  oil;  chloroform-ethanol  extract;  elemental  composition;  anatomy;  Synurus  deltoides  (Aiton)  Nakai.

Synurus  deltoides   (Aiton)  Nakai  (сростнохвостник  дельтовидный)  —  много­летнее  травянистое  растение,  высотой  до  1,5  м,  относится  к  семейству  сложноцветных.  S.  deltoides  широко  распространен  в  Дальнем  Востоке,  Северо-Восточной  Азии.  Цветочные  корзинки  этого  растения  использовали  в  Тибетской  медицине  при  кожных  заболеваниях  [8].

Надземная  часть  и  экстракт  S.  deltoides  широко  используется  в  ка­чес­тве  пищевой  добавки,  БАД,  компонента  курительной  смеси  без  никотина  [6,  7].  Экстракт  S.  deltoides  также  обладает  противовоспалительным  эффектом  [1,  3,  4].  Таким  образом  имеются  множество  работ  по  изучению  и  практическому  применению  экстрактов  и  биомасс  различных  частей  S.  deltoides.  Между  тем  отсутствуют  данные  по  антималярийной,  цитотоксической  и  антирадикальной  активности  эфирного  масла  и  экстрактивных  веществ  S.  deltoides.

В  связи  с  этим  нами  было  изучено  сырье  —  листовые  пластинки  S.  deltoides,  которое  было  собрано  в  сентябре  2013  г.  в  Шкотовском  районе  Приморского  края  на  лугу  в  окрестностях  с.  Новомосква  (Россия). 

Эфирное  масло  получали  методом  гидродистилляции  на  аппарате  Клевенджера  в  течение  2-х  часов  [2].

Экстракт  получали  кипячением  мелкоизмельченных  листьев  в  смеси  хлороформ-этанол  в  соотношении  1:1.  Экстрагирование  проводили  трижды,  полученные  экстракты  объединяли  и  упаривали  на  роторном  испарителе  до  густой  массы.

Изучение  антималярийной  активности  проводили  по  методике  описанной  нами  в  [9].  Как  видно  из  таблицы  1,  спиртовой  экстракт  S.  deltoides  ока­зывает  слабовыраженную  активность  в  отношении  Plasmodium  falciparum  D6.

Таблица  1.

Антималярийная  активность  эфирного  масла  и  экстракта  S.  deltoides

Изучение  цитотоксической  активности  проводили  по  методике  описанной  нами  в  [11].  Данные  по  изучению  цитотоксической  активности  эфирного  масла  S.  deltoides  приведены  в  таблицах  2—4.

Таблица  2.

Эфирное  масло  S.  deltoides  10   мг/мл

Таблица  3.

Эфирное  масло  S.  deltoides  5  мг/мл

Таблица  4.

Эфирное  масло  S.  deltoides  1  мг/мл

Также  нами  проведено  исследование  по  определению  цитотоксической  активности  экстракта  S.  deltoides,  результаты  анализа  приведены  в  таблица  5—7.

Таблица  5.

Экстракт  S.  deltoides  10   мг/мл

Таблица  6.

Экстракт  S.  deltoides  5   мг/мл

Таблица  7.

Экстракт  S.  deltoides  1   мг/мл

На  основании  проведенных  экспериментов  можно  предположить,  что  эфирное  масло  и  экстракт  S.  deltoides  во  всех  испытанных  концентрациях  не  проявляют  цитотоксическую  активность.

Продолжая  исследование  объекта  нами  изучена  антирадикальная  активность  (АРА)  полученного  эфирного  масла  и  экстракта  S.  deltoides.

Антирадикальная  активность  определена  с  помощью  реакций  ингибирования  относительно  радикала  2,2-дифенил-1-пикрилгидразил  (DPPH).  Антирадикальная  активность  расчитана  по  следующей  формуле:

АРА  (%)  =  (A₀  –  A_t)  /  A₀  *100                               (1)

где:  A₀  —  оптическая  плотность  контрольного  образца;

A_t  —  оптическая  плотность  исследуемого  образца.

Оптические  плотности  растворов  сняты  на  спектрофотометре  Cary  60  UV-Vis  при  постоянной  длине  волны  520  нм.  Антирадикальные  активности  определены  относительно  эталона  —  бутилгидроксианизола  (BHA)  [10].

Рассчитанные  по  формуле  (1)  значения  АРА  эфирного  масла  и  экстракта  растения  приведены  в  таблице  8:

Таблица  8.

Зависимости  антирадикальной  активности  (%)  экстракта  и  эфирного  масла  растений  S .  deltoides  от  концентрации

На  основе  анализа  полученных  результатов  можно  сказать,  что  эфирное  масло  растений  S.  deltoides  имеет  низкую  АРА  по  сравнению  эталонным  веществом  (ВНА).  Антирадикальная  активность  экстракта  растений  S.  deltoides  также  невысокая  и  ее  значение  зависит  от  концентрации.  При  изме­не­нии  концентрации  в  пределах  0,1—1,0  мг/мл  АРА  снижается  от  66  %  до  30  %.

Для  получения  данных  по  доброкачественности  растительного  сырья  было  проведено  изучение  его  элементного  состава.  Проведено  сухое  озоление  сырья  S.  deltoides,  зольность  растения  составила  12,5  %.  Содержание  элементов  в  составе  золы  определяли  методом  атомно-эмиссионной  спектрометрии  с  индуктивно-связанной  плазмой  на  приборе  ICP-AES,  и  в  результате  которого  получены  количественные  данные  о  43  элементах.

Таблица  9.

Элементный  состав  золы  S.  deltoides

Для  стандартизации  и  выявления  строения  на  микроуровнях  ценного  растительного  сырья  (уточнения  локализации  эфирного  масла  в  надземных  органах)  S.  deltoides,  мы  провели  изучение  его  анатомического  строения.

Материалы  и  методы.  Объектом  исследования  являлись  листья  S.  deltoides,  собранного  в  фазе  плодоношения. 

При  выполнении  анатомического  исследования  сухие  образцы  надземных  органов  размачивали  в  горячей  воде  и  размягчали  в  смеси  глицерин-спирт-вода  дистиллированная  в  соотношении  1:1:1  [3,  5],  кипятили  в  5  %-ном  водном  растворе  гидроксида  калия.  Изготавливали  поверхностные  препараты  и  срезы  вручную.  Рисунки  выполняли  при  помощи  аппарата  РА-4М.  При  описании  анатомического  строения  использовали  принципы,  изложенные  в  трудах  В.Н.  Вехова,  Л.И.  Лотовой  [1,  4].

Анатомическое  строение.  Клетки  верхнего  и  нижнего  эпидермиса  извилисто-стенные,  нижние  —  крупнее  по  размеру  (рис.  2).  Устьица  аномоцитного  типа  (окружены  4  и  более  клетками  эпидермы)  и  встречаются  на  обеих  сторонах  листа,  но  преобладают  на  нижней  стороне.  Листья  с  верхней  стороны  почти  голые,  с  нижней  имеют  густое  опушение,  состоящее  из  звездчатых  и  простых  многоклеточных  волосков.  С  нижней  стороны  листа  отчетливо  видные  многоклеточные  округлые  или  бобовидной  формы  друзы  —  кристаллы  оксалата  кальция. 

В  области  средней  жилки  клетки  эпидермиса  имеют  вытянутую  прозенхимную  форму. 

Рисунок  1.  Препарат  листа  S .  deltoides  с  поверхности.  Ув.  5  х  10:  А  —  эпидермис  над  жилкой  листа;  Б  —  верхний  эпидермис;  В  —  нижний  эпидермис;  1  —  основные  клетки  эпидермы;  2  —  устьица;  3  —  звездчатые  трихомы;  4  —  простые  многоклеточные  трихомы;  5  —  друзы

Таким  образом,  диагностическими  признаками  сырья  S.  deltoides  являются  форма  клеток  эпидермиса  листа  форма  и  строение  звездчатых  кроющих  трихом. 

Выводы:

1.  проведено  изучение  антималярийной,  цитотоксической  и  антирадикальной  активности  эфирного  масла  и  экстракта  S.  deltoides;

2.  определен  элементный  состав  растительного  сырья;

3.  изучено  анатомическое  строение  S.  deltoides.

Список  литературы:

1.Вехов  В.Н.,  Лотова  Л.И.,  Филин  В.Р.  Практикум  по  анатомии  и  морфологии  высших  растений.  М.:  МГУ,  1980.  —  560  с.

2.Государственная  Фармакопея  СССР.  Вып.  2.  Общие  методы  анализа.  Лекарственное  растительное  сырье  МЗ  СССР.  11-е  изд.  М.,  1990.  —  400  с.

3.Долгова  А.А.,  Ладыгина  Е.Я.  Руководство  к  практическим  занятиям  по  фармакогнозии.  М.:  Медицина,  1977.  —  255  с.

4.Лотова  Л.И.  Ботаника:  Морфология  и  анатомия  высших  растений.  М.:  КомКнига,  2007.  —  512  с. 

5.Прозина  М.Н.  Ботаническая  микротехника.  М.:  Высшая  школа,  1960.  —  206  с. 

6.Патент  KR  2012108512,  Юж.  Корея.  Processing  method  of  Synurus  deltoides  /  Park,  Jeong  Ja.  №  KR  2011-26470;  заявл.  24.03.2011;  опубл.  5.10.2012.  —  С.  10.

7.Патент  US  2004/0094170  A1,  США.  Nicotine  free  cigarette  substitute  /  Zeong  Ghee  Zho,  Hyun  Hwa  Cho.  №  US  10/298,517;  заявл.  19.11.2002;  опубл.  20.05.2004.  —  С.  3.

8.Шретер  А.И.  Лекарственная  флора  Советского  Дальнего  Востока.  М.:  Медицина,  1975.  —  328  с.

9.Kikhanova  Zh.S.,  Iskakova  Zh.B.,  Dzhalmakhanbetova  R.I.,  Seilkhanov  T.M.,  Ross  S.A.,  Suleimen  E.M.  Constituents  of  Artemisia  austriaca  and  their  biological  activity  //  Chemistry  of  Natural  Compounds.  —  2013.  —  №  49  (5)  —  P.  967—968.

10.Sawant  O.,  Kadam  V.J.,  Ghosh  R.  In  vitro  Free  Radical  Scavenging  and  Antioxidant  Activity  of  Adiantum  lunulatum  //  Journal  of  Herbal  Medicine  and  Toxicology.  —  2009.  —  №  3(2).  —  P.  39—44.

11.Suleimenov  E.M.  Components  of  Peusedanum  morisonii  and  their  antimicrobial  and  cytotoxic  activity  //  Chemistry  of  Natural  Compounds.  —  2009.  —  №  45  (5)  —–P.  710—711.

12.Yunyao  Jiang  and  Myeong-Hyeon  Wang.  Ethanol  extract  of  Synurus  deltoides  (Aiton)  Nakai  suppresses  in  vitro  LPS-induced  cytokine  production  in  RAW  264.7  macrophages  and  in  vivo  acute  inflammatory  symptoms  //  Nutrition  Research  and  Practice.  —  2014.  —  V.  8.  —  №  1.  —  P.  11—19.