Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,120

INVESTIGATION OF WATER-ALCOHOL EXTRACTS OF SPECIES OF GENUS PHLOMIS L. FROM NATURAL FLORA OF DAGHESTAN ON THE CONTENT OF PHENOLIC COMPOUNDS

Vagabova F.A. 1 Radzhabov G.K. 1 Musaev A.M. 1
1 Federal State Budgetary Establishment of the Science Mountain Botanical Garden of the Dagestan Scientific Centre
The purpose of the article is to identify sources of flavonoids, anthocyanins with high antioxidant activity in the natural flora of Dagestan. Two species of the genus Phlomis were investigated: Phlomis pungens Willd. and Phlomis tuberose L. The aerial part of them was collected during the flowering phase of plants in 2014 from different natural populations of the flora of Dagestan. To determine the total content of flavonoids and anthocyanins, a standard procedure was used using the reaction of formation of complex compounds with aluminum chloride and cobalt chloride, respectively, on SF-56. The data were recalculated for routine and for 3-glucoside cyanidin. Total antioxidants were determined on the device for express analysis of total antioxidants "COLOR-YAUZA-001-AAA", by amperometric method, with conversion to gallic acid. The results obtained showed an insignificant difference in the content of the sum of flavonoids and anthocyanins with a visible difference in the content of antioxidants. Populations of species of Phlomis with a high content of phenolic compounds with antioxidant activity were noted. The effect of the altitude factor on the total accumulation of flavonoids, anthocyanins, antioxidants was studied. It was revealed that as the altitude above the sea level grows, Ph. pungens increases the content of the sum of flavonoids and antioxidants. The first data on the content and variability of the sum of flavonoids, anthocyanins, antioxidants in the grass of two species of the genus Phlomis in the natural flora of Dagestan are of undoubted interest for researchers to explain the mechanism of the influence of abiotic environmental factors on the accumulation of biologically active compounds in medicinal plants and can be recommended for pharmaceutical, medical, food purposes.
phlomis pungens willd
phlomis tuberose l.
populations
species
altitude gradient
the sum of flavonoids
the sum of anthocyanins
total antioxidant activity.

В настоящее время поиск лекарственных растений, разработка и использование лекарственных препаратов на их основе остается актуальной проблемой. Особенно ценны растения семейства Lamiaceaе, которые успешно применяются в лечении многих заболеваний благодаря содержанию в их составе большого количества биологически активных соединений. Род Зопник (Phlomis), насчитывающий около 100 видов травянистых растений, входит в сем. Lamiaceae. Латинское наименование всего рода – Phlomis – произошло от слова «пламя». Оно связано с тем, что в античные времена листья растения сворачивали и использовали в качестве фитилей для масляных ламп [1; 2].

Только в пределах бывшего СССР встречается около 50 видов. Основная масса видов предпочитает степи и луга. В Дагестане произрастает два вида: Phlоmis tuberosa L. и Phlomis pungens Willd. [3; 4, c. 212].

Зопник колючий (Phlomis pungens Willd.) – травянистое многолетнее растение с толстыми, извилистыми корнями, фиолетово-пурпурные стебли которого достигают 60 сантиметров в длину. Плоды зопника – четыре мелких, бурых орешка в чашечке. Вид распространен в малой и Передней Азии, на юге Европы; на территории бывшего СССР растение можно встретить в Казахстане, Украине, на Кавказе и в европейской части России. Он предпочитает степные и лесостепные районы, каменистые отложения, растет у дорог и на залежах [1; 2].

Зопник клубненосный – Phlomis tuberose L. – многолетнее травянистое растение с длинными шнуровидными корнями. Стебель одиночный, ветвистый, четырехгранный до 150 см высотой. Плод – орешек с волосками на верхушке. Цветет во второй половине июня - августе, плоды созревают в июле – августе, хороший медонос. Произрастает на степных склонах, остепнённых лугах, на сухих местах, в зарослях кустарников, на лугах, пустырях, по выходам известняка в умеренном климате большей части Евразии от Центральной и Восточной Европы до Китая [5].

Трава зопника колючего Ph. pungens входит в состав сбора М.Н. Здренко, используемого при папилломатозе мочевого пузыря, анацидных гастритах. Он широко используется в народной медицине. Проявляет антибактериальную активность. В народной медицине отвар, настой, настойку применяют при бронхитах, туберкулезе легких, пневмонии, острых респираторных инфекциях, хроническом и гипоацидном гастритах, язве желудка, анемии, геморрое, астении, малярии, отеках, гипертонической болезни. Настой проявляет тонизирующее, диуретическое действие, повышает иммунитет и ускоряет свертываемость крови; наружно настой применяют при гнойных ранах [5]. Установлено, что сухие экстракты зопника колючего и зопника клубненосного обладают выраженной желчегонной активностью [5].

Корни (клубневидные утолщения), цветки и семена зопника клубненосного в виде порошка, настоя, отвара применяют в тибетской, монгольской медицине, а также у ряда народов Сибири при туберкулезе легких, венерических заболеваниях; кроме того, в тибетской медицине используют при бронхитах, как общеукрепляющее, местно - при болезнях горла, хронических сифилитических язвах, гнойных ранах, при мастите, зобе, белях, головной боли, глухоте; ванны - при отеках ног; в пищу в виде приправ используются корни и листья вместо чая [5].

Химический состав травы Ph. pungens и Ph. tuberosa включает алкалоиды, флавоноиды, дубильные вещества, витамины, эфирное масло, макро- и микроэлементы, которые подчеркивают их терапевтическую значимость и позволяют использовать эти виды для комплексного создания лекарственных средств [5-7]. Кроме того, они богаты содержанием иридоидов, аминокислот, полисахаридов [8-10].

Флавоноиды являются основными группами биологически активных веществ травы зопника колючего и зопника клубненосного (1,69-1,89%, 1,83-1,91% соответственно) [5]. Как известно, флавоноиды и антоцианы как фенольные соединения, выделенные из различных органов растений, выполняют различные функции: мембраностабилизаторы, защита от ультрафиолетового излучения, патогенных микроорганизмов и фитофагов, пигменты различных органов растения, другие [11; 12]. Эти фенольные соединения проявляют широкий спектр действия: противовирусное, антиаллергенное, противовоспалительное, антиоксидантное и так далее. Так как флавоноиды и антоцианы, являясь антиоксидантами прямого действия, характеризуют сырьевую ценность растительного сырья, цель нашей работы - поиск источников фенольных соединений с высоким содержанием антиоксидантной активности в природной флоре Дагестана. Поскольку содержание отдельных биологически активных веществ в дикорастущих растениях определяется природно-климатическими условиями их произрастания, представляло особый интерес изучение изменчивости накопления суммарного содержания флавоноидов, антоцианов, антиоксидантов в траве двух видов рода Зопник вдоль высотного градиента в условиях Дагестана.

Материал и методика

Зопник колючий (Ph. pungens) встречается в Дагестане в степях, на сухих склонах, до нижнего горного пояса. Зопник клубненосный (Ph. tuberosa) произрастает на сухих склонах, до среднего горного пояса в Дагестане [4].

Надземная часть растений двух видов рода Phlоmis была собрана в природных популяциях флоры Дагестана в период цветения 2014 года. Собранное сырье сушили в тени, в проветриваемом помещении. Суммарное содержание флавоноидов и антоцианов определяли спектрофотометрически на спектрофотометре СФ-56 «ЛОМО» по стандартной методике с использованием реакции образования комплексных соединений с хлоридом алюминия и хлоридом кобальта соответственно [13]. Суммарные антиоксиданты определялись на приборе для экспресс-анализа суммарных антиоксидантов «ЦВЕТ-ЯУЗА-001-ААА», амперометрическим методом, с пересчетом на галловую кислоту [14]. При приготовлении всех растворов использовалась деионизированная вода, получаемая на деионизаторе «Водолей». Статистическую обработку данных определения суммарного содержания флавоноидов, антоцианов, антиоксидантов проводили по общепринятым алгоритмам обработки данных с использованием лицензионной системы обработки данных Statistica 5.5. и пакета программ MS EXCEL.

Результаты и обсуждение

Полученные результаты представлены в таблице и на рис. 1–3. Как видно из таблицы, по содержанию суммы флавоноидов и антоцианов изучаемые виды существенно не различаются. Так, в траве зопника клубненосного суммарное содержание флавоноидов и антоцианов колеблется от 2,33–2,43% до 0,19–0,23%, в траве зопника колючего эти показатели 1,45–2,48% и 0,16–0,20% соответственно. При этом по содержанию антиоксидантов образцы зопника клубненосного несколько богаче про сравнению с образцами зопника колючего. Среди образцов видов отмечены популяции с более высокими показателями вторичных метаболитов: популяция Ph. tuberosa (ЦЭБ–Балхар, h=1200 м над ур. м.) и популяция Ph. рungens (Буйнакский перевал, H=550 м над ур. м.). Как видим, дагестанские образцы зопника колючего и зопника клубненосного по суммарному содержанию флавоноидов превосходят образцы их из флоры других регионов Северного Кавказа по данным [5]. Изучение влияния абиотических факторов среды, связанных с высотой над уровнем моря произрастания сырья, выявило положительную корреляцию между содержанием суммы флавоноидов и антиоксидантов и высотой над уровнем моря (r = 0,99* и r = 0,72*) и обратную связь высоты над уровнем моря с накоплением суммы антоцианов в траве зопника колючего (r = - 0,99*).

Суммарное содержание флавоноидов, антоцианов, антиоксидантной активности водно-этанольных экстрактов (70%) травы Phlоmis tuberosa L. и Phlomis pungens Willd. из природных популяций Дагестана, сбора 2014 года

Место сбора сырья

Высота, м над ур. м.

Среднее суммарное содержание флавоноидов, %

Среднее суммарное содержание антоцианов, %

Среднее суммарное содержание антиоксидантов, мг/г

Phlоmis tuberosa L.

Окр. ЦЭБ 20.07.14

1000

2,33±0,01

0,19±0,00

7,13±0,00

по дороге ЦЭБ - Балхар 05.07.14

1200

2, 43±0,01

0,23±0,00

10,4±0,00

Phlomis pungens Willd.

Табасаранский р-н, выше с. Марага, 17.06.14

470

1,46±0,01

0,20±0,00

4,63±0,00

Буйнакский перевал, 04.06.14

550

2,45±0,01

0,18±0,00

8,45±0,00

Талги, 19.06.14

580

2,48±0,01

0,16±0,00

6,61±0,00

Примечание: ЦЭБ - Цудахарская экспериментальная база.

Рис. 1. Содержание суммарных флавоноидов в траве Phlomis pungens Willd.

(природные популяции, 2014 г. сбора)

Рис. 2. Содержание суммарных антоцианов в траве Phlomis pungens Willd.

(природные популяции, 2014 г. сбора)

Рис. 3. Содержание суммарных антиоксидантов в траве Phlomis pungens Willd. (природные популяции, 2014 г. сбора)

Выводы

Итак, нами впервые в природной флоре Дагестана изучены два вида рода Phlomis. В результате анализа определили суммарное содержание флавоноидов, антоцианов и антиоксидантов в надземной части (траве) Ph. tuberosa и Ph. рungens. Надо отметить, что оба вида по содержанию флавоноидов и антоцианов существенно не отличаются при более высоком содержании суммы антиоксидантов в образцах Ph. tuberosa. Выявлено разнонаправленное действие высоты над уровнем моря на изменчивость содержания изучаемых соединений в траве Ph. рungens. Так, наблюдается положительная корреляционная связь между накоплением суммарного содержания флавоноидов, антиоксидантов и отрицательная между суммарным содержание антоцианов с высотой над уровнем моря места сбора травы зопника колючего Ph. рungens.

Таким образом, трава Ph. tuberosa и Ph. рungens природной флоры Дагестана может быть источником высокого содержания флавоноидов с антиоксидантной активностью. Образцы с высокими показателями вторичных метаболитов можно рекомендовать для интродукции на экспериментальных участках.

Полученные результаты представляют определенный интерес для объяснения механизмов влияния абиотических факторов среды на изменчивость содержания биологически активных соединений в разных органах растений, а также для практических целей.

Работа выполнена при финансовой поддержке проекта «Поиск новых природных растительных источников, богатых флавоноидами, во флоре Дагестана» на 2012-2014 гг., выполнявшейся в рамках Программы фундаментальных исследований ОБН РАН «Биологические ресурсы России: динамика в условиях глобальных климатических и антропогенных воздействий», раздел «Биотехнология рационального использования биологических ресурсов».