Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

HYDROXYCINNAMIC ACID URTICA CANNABINA L.

Khanina M.A. 1 Gubin K.V. 1 Rodin A.P. 1 Khanina M.G. 1
1 State University of Humanities and Technology
Гидроксикоричные кислоты являются одной из основных групп биологически активных веществ надземной части крапивы коноплевидной (Urtica cannabina L.). Хроматографическими методами идентифицированы феруловая, кофейная, транс-коричная и хлорогеновая кислоты, последняя является преобладающей. Состав компонентов данной группы веществ в надземной части растения не изменяется в течение всего вегетационного периода. Анализ содержания гидроксикоричных кислот в надземной части исследуемого растения в зависимости от фазы развития варьирует незначительно и достигает 1,55% в фазе цветения. Все морфологические части Urtica cannabina, произрастающей на территории Западной и Восточной Сибири, накапливают гидроксикоричные кислоты: в листьях их содержится до 1,7%, в соцветиях - до 1,12%, в стеблях - 0,5%. Распределяются гидроксикоричные кислоты по высоте растения неравномерно: при длине стебля от 15 до 60 см их содержание составляет в среднем 1,54%, при длине стебля 75-90 см - не более 1,1%.
Hydroxycinnamic acids are one of the main groups of biologically active substances aboveground parts of nettle konoplevidnoy (Urtica cannabina L.). Chromatographic methods identified ferulic, caffeic, trans-cinnamic acid and chlorogenic acid, the latter being predominant. The composition of this group of substances in components aboveground plant parts is not changed during the entire growing season. A content analysis of hydroxycinnamic acids in the aerial part of the test plants, depending on the phase of development varies slightly, reaching 1,55% in the flowering stage. All the organs of the aerial part Urtica cannabina, which grows in Western and Eastern Siberia substances accumulate study groups: in the leaves they contain up to 1,7%, the inflorescences - to 1,12%, in stalks - 0,5%. Distributed hydroxycinnamic acid plant height unevenly in stem length of 15 to 60cm in their content of 1,54% with an average stem length of 75 cm - 1,1%.
Urtica cannabina L.
hydroxycinnamic acid
chlorogenic acid

Urtica L. —род многолетних или однолетних травянистых растений семейства крапивные (Urticaceae). Род включает 45 видов. Наибольшее распространение в России имеют крапива двудомная (Urtica dioica L.), крапива жгучая (Urtica urens L.) и крапива коноплевидная (Urtica cannabina L.) [6]. Urtica cannabina (рис. 1) образует значительные заросли в Европейской части России, в Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке.

 

Рис. 1. Внешний вид крапивы коноплевидной – Urtica cannabina L.

Крапива коноплевидная широко применяется в народной и традиционной медицине при широком спектре заболеваний как поливитаминное, противовоспалительное и детоксикационное средство [9, 13, 14]. В экспериментальной медицине крапива коноплевидная показала противовоспалительную активность [11, 12]. Нашими исследованиями показано, что сухой экстракт крапивы коноплевидной обладает способностью корректировать деструктивные изменения клеток печени мышей при экспериментальной полихимиотерапии [5]. Широкий спектр биологической активности крапивы коноплевидной обусловлен комплексом биологически активных веществ, синтезируемым данным растением. По нашим данным гидроксикоричные кислоты являются одной из основных групп БАВ надземной части Urtica cannabina [3, 4]. В последнее время они стали предметом пристального внимания исследователей с точки зрения проявления широкого спектра биологической активности [1, 8].

Целью данного исследования являлось изучение гидроксикоричных кислот надземной части крапивы коноплевидной.

Материал и методы исследования

Объектами исследования служили образцы надземной части Urtica cannabina, собранные по фазам развития растения, из разных точек ареала. Образцы фиксировались воздушно-теневой сушкой.

Таблица 1

Образцы Urtica cannabina L. (надземная часть) взятые для исследования

№ образца

Характеристика места и времени сбора сырья, фаза развития растения

1

Республика Бурятия, окрестности села Байкальское, остепненный луг, 28.07.2015 г., фаза цветения

2

Кемеровская область, окрестности деревни Литвиново, остепненный луг, 15.07.2015 г., фаза цветения

3

Алтайский край, Алейский район, остепненный луг, 10.07. 2014 г., фаза цветения

4

Новосибирская область, Ордынский район, окрестности села Красный Яр, 15.07.2015 г., фаза цветения

5

Там же, 15.05.2015 г., фаза вегетации

6

Там же, 16.06.2015 г., фаза бутонизации

7

Там же, 01.07.2015 г., фаза цветения

8

Там же, 08.09.2015 г., фаза плодоношения

9

Казахстан, Восточно-Казахская область, окрестности деревни Новоберезовка, остепненный луг, 21.07.2015 г., фаза цветения

Методика получения извлечения: около 1 г сырья (точная навеска), измельченного да частиц размером 1 мм, экстрагируют до истощения спиртом этиловым 50%. Объем объединенных фильтратов замеряют.

Методика анализа компонентного состава гидроксикоричных кислот: состав компонентов суммы гидроксикоричных кислот надземной части Urtica cannabina исследовали методами бумажной хроматографии; бумага «FN-7а», Ленинградская-С (средняя); системы растворителей: кислота уксусная 2%-ная; кислота хлористоводородная : вода очищенная (3 : 97). Для идентификации веществ использовали: характер свечения веществ в УФ-свете до и после обработки хроматограмм раствором натрия гидроксида 10%-ным в спирте этиловом 96%-ном; их окраску после обработки хроматограмм диазотированной кислотой сульфаниловой, величины Rf в сравнении со стандартными (аутентичными) образцами кислот гидроксикоричных [1, 2].

Методика определения содержания гидроксикоричных кислот: количественное содержание гидроксикоричных кислот в надземной части Urtica cannabina определяли прямым вариантом спектрофотометрического метода. Оптическую плотность суммарных извлечений из надземной части Urtica cannabina определяли на приборе СФ-56 при длине волны 326 нм (в пересчете на кислоту хлорогеновую). Извлечение, полученное по вышеописанной методике, помещают в кюветы с толщиной слоя 10 мм и замеряют оптическую плотность. Раствор сравнения – спирт этиловый 50%-ный. При необходимости проводят разведение извлечений. Расчет количественного содержания гидроксикоричных кислот производят с помощью калибровочного графика, построенного по государственному стандартному образцу (ГСО) кислоты хлорогеновой по формуле:

Х = D · V · 100 / K · m · (100 – W),

где V – объем извлечения из надземной части Urtica cannabina, мл; К – коэффициент пересчета, рассчитанный по калибровочному графику, построенному по стандартному веществу (кислоте хлорогеновой); D – оптическая плотность исследуемого раствора; m – масса сырья, г; W – потеря в массе при высушивании сырья, в %.

Построение калибровочного графика. 40 мг (точная навеска) ГСО кислоты хлорогеновой помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляют 10 мл 40%-ного спирта этилового и перемешивают до растворения кислоты хлорогеновой, затем доводят 40%-ным этанолом до метки. Отбирают по 0,75; 1,0; 1,25; 1,5 и 2,25 мл раствора в мерные колбы вместимостью 25 мл и доводят 40%-ным спиртом этиловым до метки. Оптическую плотность растворов измеряют на спектрофотометре СФ-56 при длине волны 326 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения используют 40%-ный спирт этиловый. Для построения калибровочного графика (рис. 2) по оси ординат откладывают оптическую плотность, а по оси абсцисс – концентрацию РСО кислоты хлорогеновой в миллиграммах в 1 мл раствора.

Рис. 2. Калибровочный график, построенный по кислоте хлорогеновой

Результаты исследования и их обсуждение

При хроматографическом исследовании суммарных извлечений из надземной части Urtica cannabina обнаружено 7 гидроксикоричных кислот, из которых идентифицированы: феруловая, хлорогеновая, кофейная и транс-коричная кислоты. Состав компонентов данной группы БАВ не изменяется в течение всего вегетационного периода. Вегетативные и генеративные органы надземной части Urtica cannabina (листья, стебли и соцветия) по составу компонентов суммы гидроксикоричных кислот различий не имеют. Географический фактор в пределах территории Сибири не оказывает влияния на качественный состав данной группы веществ. В сумме гидроксикоричных кислот преобладающей является хлорогеновая кислота. Данный факт подтверждает сравнительный визуальный анализ хроматограмм и электронных спектров поглощения ГСО кислоты хлорогеновой и суммарного извлечения из надземной части Urtica cannabina (рис. 3). В связи с этим содержание суммы гидроксикоричных кислот рассчитывали в пересчете на кислоту хлорогеновую.

Рис. 3. Электронные спектры поглощения: 1 – государственный стандартный образец хлорогеновой кислоты, 2 — извлечение из надземной части Urtica cannabina (max = 326 нм)

Анализ зависимости содержания суммы гидроксикоричных кислот в надземной части Urtica cannabina от фазы развития растения (вегетация, бутонизация, цветение и плодоношение) показал, что содержание исследуемой группы веществ в фазе вегетации достигает 1,5% и в течение всего вегетационного периода, по мере роста и развития растения, изменяется незначительно (табл. 2).

Таблица 2

Динамика содержания гидроксикоричных кислот в надземной части Urtica cannabina L. в зависимости от фазы развития, местообитания и длины стебля (в %, в пересчете на абсолютно сухое сырье)

№ образца

Фаза развития растения

вегетации

бутонизации

цветения

плодоношения

5, 6, 7, 8 (соответственно)

1,53±0,02

1,42±0,02

1,55±0,02

1,15±0,02

 

Морфологические группы сырьевой части растения

 

лист

стебель

соцветие

надземная часть

4

1,68±0,02

0,47±0,01

1,12±0,02

1,55±0,03

2

1,64±0,03

0,43±0,01

0,88±0,02

1,26±0,03

3

1,34±0,03

0,51±0,02

0,92±0,02

1,23±0,03

1

-

-

-

1,29±0,02

9

-

-

-

1,37±0,03

 

Длина стебля (см)

4

15

45

60

75

1,52±0,02

1,55±0,03

1,56±0,02

1,10±0,02

Примечание: знак «-» означает отсутствие данных

Анализ распределения гидроксикоричных кислот по органам растения показал, что листья содержат наибольшее количество веществ данной группы (до 1,7%), что логично, поскольку их синтез протекает в фотосинтезирующих листьях. Далее по убывающей — соцветия накапливают до 1,0%, а стебли — до 0,5% гидроксикоричных кислот. При сравнительном анализе влияния места произрастания растения на накопление гидроксикоричных кислот по органам наблюдается та же закономерность (табл. 2).

Место произрастания растения влияет незначительно на содержание гидроксикоричных кислот в надземной части, собранной в фазе цветения, отклонения варьируют от 0,5 до 0,2%, что позволяет говорить о стабильном содержании данной группы веществ в пределах территории Сибири. Растения, собранные на территории Казахстана, по содержанию данной группы биологически активных веществ не отличаются от сибирских образцов (табл. 2).

Высота стебля Urtica cannabina варьирует от 70 до 150 см [6, 7, 10] и может достигать 200 см (собственные данные). Наблюдения за растениями в природе показывают, что нижняя часть стебля исследуемого вида крапивы к фазе цветения одревесневает, листья в этой части стебля засыхают и сбрасываются. В связи с этим проведен анализ содержания гидроксикоричных кислот в надземной части растения в зависимости от длины стебля от верхушки. Установлено, что содержание исследуемой группы веществ не изменяется в надземной части растения при длине стебля от 15 до 60 см и составляет в среднем 1,54%. Далее, с увеличением длины стебля у собранных образцов растений (75 см и более), взятых на анализ, происходит снижение содержания данной группы веществ до 1,1% и ниже (табл. 2).

Выводы

В надземной части Urtica cannabina обнаружено 7 гидроксикоричных кислот, из которых идентифицированы: феруловая, хлорогеновая, кофейная и транс-коричная кислоты. Из идентифицированных хлорогеновая кислота является преобладающей.

Результаты проведенного анализа показывают, что гидроксикоричные кислоты относятся к одной из основных групп БАВ надземной части Urtica cannabina, а их содержание в зависимости от фазы развития растений варьирует незначительно и достигает 1,55% в фазе цветения. Все органы надземной части Urtica cannabina, произрастающей на территории Западной и Восточной Сибири, накапливают вещества исследуемой группы: в листьях их содержится до 1,7%, в соцветиях – до 1,12%, в стеблях – 0,5%. Распределяются гидроксикоричные кислоты по высоте растения неравномерно: при длине стебля от 15 до 60 см их содержание составляет в среднем 1,54%, при длине стебля 75–90 см – не более 1,1%.