Study of the elemental composition of varicolored knotweed grass (Coronilla Varia L.)

Full Text

Актуальность. Несмотря на бурное развитие современной фармацевтической промышленности и выпуск многочисленных лекарственных синтетических препаратов, растения остаются главным источником природных биологически активных веществ для создания фитопрепаратов. Флора нашей страны располагает множеством перспективных видов растений, многие из которых еще не изучены в полной мере и требуют углубленного разностороннего анализа. К таким представителям можно отнести растения рода Вязель (Coronilla L.) из многочисленного семейства Бобовые (Fabaceae).

Во флоре России представлен всего лишь один вид рода Вязель - Вязель разноцветный (или Вязель пестрый, известный также под названием секироплодник разноцветный) - Coronilla varia L. (Securigera varia (L.) Lassen). Вязель разноцветный -  корневищный многолетник высотой от 30 до 100 см. Подземные органы - ползучие разветвленные корневища. Надземные побеги плагиотропные, многочисленные, внутри полые, ветвистые, могут быть стелющиеся или восходящие. Листья непарноперистосложные, имеются прилистники; листочки сложного листа расположены попарно от рахиса в общем количестве 5-15 пар. Форма отдельных листочков сложного листа варьирует от овальных до удлиненных. Цветки бело-розовые или светло-розовые, часто пестрые (отсюда и возникло второе название Вязеля разноцветного – Вязель пестрый). Цветки типичные для представителей бобовых – мотылькового типа строения, собраны в шаровидные зонтики на длинной цветоножке. Плоды – направленные вверх бобы, почти линейной формы, имеют перетяжки между семенами, при созревании распадаются на отдельные членики [6]. Цветет растение обильно в мае-июне, плодоношение наступает в июне-июле. Встречается как обычный вид, характерный для большинства областей Центрально-Черноземного региона: по склонам заливных и пойменных лугов, вдоль берегов водоемов, в светлых лесных массивах.

Растение нетребовательно к составу и структуре почв. В условиях черноземных плодородных почв Курской области Вязель быстро распространяется и хорошо разрастается, при этом, как правило, образует достаточно обширные заросли промышленного масштаба, и представляет ценность в плане заготовки отечественного доступного природного источника БАВ [1, 5].

Вязель разноцветный – известное растение традиционной медицины, используемое издавна при туберкулезе легких, в качестве кардиотонического, диуретического и кровоостанавливающего средства; у него выявлен и антимикробный эффект [1]. Несмотря на давнее использование в народной медицине на разных континентах, наличие в составе множества фармакологически активных веществ, значительную базу сырья Вязель разноцветный до настоящего времени не нашел научного обоснования перспективности его введения в практику официнальной медицины.  Для научного медицинского использования необходимо проведение различных фармакогностических (в т.ч. фитохимических, морфолого-анатомических, фармакологических) исследований. Следует отметить, что некоторые исследования данного вида проводились ранее, например, установлены его морфолого-анатомические признаки [3]. Химический состав некоторых классов БАВ Вязеля разноцветного также изучался разными учеными. В нем обнаружены гликозиды кардиотонического действия, кумарины и флавоноиды различной структуры, витамины разных групп, органические кислоты, дубильные вещества, сахара (в т.ч. полисахариды) [1, 9, 10]. Но элементный состав до настоящего времени не изучался, что и явилось предметом наших исследований.

Цель исследования – анализ химического элементного состава травы Вязеля разноцветного, заготовленного на территории Курской области Центрально-Черноземного региона.

Материал и методы исследования. Объект выполненного исследования – трава Вязеля разноцветного, собранная в фазу массового цветения большинства дикорастущих экземпляров растений в окрестностях города Курска. Траву заготавливали в естественном ареале произрастания данного вида – на склонах прибрежных лугов вдоль реки Тускарь. Для анализа срезали верхнюю часть полностью цветущих экземпляров Вязеля (длина побегов – 20-25 см). Собранную траву раскладывали одним слоем в тени, без доступа прямых солнечных лучей для сохранения естественной окраски и сушили до полного высыхания. Воздушно-сухое сырье измельчали и использовали для анализа.

Содержание минеральных элементов определяли методом эмиссионного спектрального анализа. Данный метод основан на анализе атомно-эмиссионных спектров и широко используется для анализа твердых веществ (в т.ч. золы, полученной из растений). Содержание элементов в анализируемой пробе золы определяется по интенсивности полос полученных спектрограмм. Пробоподготовка сырья осуществлялась в полном соответствии с требованиями ОФС.1.2.2.2.0013 ГФ РФ XV «Зола общая» [2]. Золу охлаждали в эксикаторе, далее взвешивали и анализировали на дифракционном отечественном спектрографе (модель ДФС-8-1 производства РФ). Пробу золы подвергали сжиганию и прокаливанию в ячейке электрода из графита дуговым методом при температуре от 3000 до 7000°С. Данный метод предполагает использование дуговых разрядов постоянного и переменного тока для возбуждения атомов испытуемого вещества. Полученные спектрограммы анализировали при помощи атласа спектральных линий и спектров-стандартов в пересчете на пробу золы.

Полученные результаты и их обсуждение. С использованием вышеизложенной методики нами впервые идентифицированы и количественно определены элементы, содержащиеся в  траве Вязеля разноцветного. В исследуемом растительном сырье установлено содержание 24 макро- и микроэлементов. При этом, согласно классификации, основанной на биологической роли, 11 из обнаруженных элементов являются эссенциальными (биогенными, жизненно необходимыми) и 6 - условно эссенциальными (условно жизненно необходимыми) [11] (таблица 1). Ряд распределения обнаруженных элементов в порядке убывания их содержания в растительном сырье представлен в таблице 2. Присутствие в растении токсичных элементов не выше значений ПДК, указанных в СанПиН 1.2.3685-21 [7].

Таблица 1 - Содержание макро- и микроэлементов в траве Вязеля разноцветного

Химический элемент	Содержание элементов в траве
Макроэлементы, % на золу
Калий (К)*	30
Натрий (Na)*	0,8
Кальций (Ca)*	20
Магний (Mg)*	3
Фосфор (P)*	3
Микромикроэлементы, % на золу
Медь (Cu)*	0,01
Цинк (Zn)*	0,01
Молибден (Mo)*	0,0005
Марганец (Mn)*	0,06
Железо (Fe)*	0,2
Кремний (Si)**	1
Бор (B)	0,01
Алюминий (Al)	0,2
Свинец (Pb)	0,0006
Стронций (Sr)**	0,06
Никель (Ni)**	0,003
Титан (Ti)**	0,05
Ванадий (V)**	0,0003
Хром (Cr)**	0,0003
Барий (Ba)	0,02
Цирконий (Zr)	0,0008
Серебро (Ag)	0,00001
Галлий (Ga)	0,0002
Кобальт (Co)*	0,0001

Примечание: «*» - эссенциальные элементы; «**» - условно-эссенциальные элементы.

Таблица 2 – Результаты анализа количественного содержания макро- и микроэлементов в траве Вязеля разноцветного

Количество обнаруженных элементов	Макро- и микроэлементы в порядке убывания их содержания в растительном сырье
24 элемента	K*>Ca*>Mg*=P*>Si**>Na*>Fe*=Al>Sr**=Mn*> Ti**>Ba>B=Zn*=Cu*>Ni**=Zr>Pb>Mo*= V**=Cr**> Ga>Co*>Ag

Примечание: «*» - эссенциальные элементы; «**» - условно-эссенциальные элементы.

 

Доминирующую роль среди макроэлементов имеют калий и кальций. Полученные результаты согласуются с литературными данными для других растений (дикорастущих и культивируемых) различных климатических зон страны, что связано, по-видимому, с важной ролью данных элементов в жизнедеятельности самого растения, а именно, с процессом биосинтеза первичных и вторичных метаболитов [4, 8, 12, 13]. Калий как осмотически активный элемент, обеспечивает поступление воды в клетку, участвует в регуляции тургора растительных клеток, влияет на движения устьиц. Кальций стабилизирует структуры мембран клеток растений, стимулирует деятельность меристем, образование корневых волосков и боковых корней. В растении важную роль играют магний и фосфор, также присутствующие в значительном количестве в траве Вязеля. Магний входит в состав хлорофилла, необходим для формирования рибосом и пластид. Фосфор стимулирует закладку цветочных почек и формирование плодов, является обязательным компонентом нуклеиновых кислот, фосфолипидов, нуклеотидов, непосредственно участвует во всех этапах переноса энергии в виде АТФ. Установлено, что микроэлементный состав травы Вязеля разнообразен и включает: кремний, железо, алюминий, титан, марганец, барий, цинк, бор, медь.

Для организма человека данные элементы также играют большую роль. По классификации, основанной на биологической роли элементов, физиологи, биохимики и специалисты в области питания человека выделили биогенные (жизненно необходимые) и вероятно (условно необходимые) элементы. Среди биогенных элементов в траве Вязеля разноцветного обнаружены 11 элементов: K, Ca, Mg, P, Na, Cu, Zn, Mo, Mn, Fe, Cо. Калий известен как основной катион внутри клетки, участвует в функционировании нервной ткани, сокращении различных (сердечных и скелетных) мышц. Кальций играет ведущую роль в обеспечении опорной функции костной ткани, в поддержании гомеостаза и регуляции процесса свертываемости крови. Магний известен как мощный противострессовый биоэлемент, стимулирует синтез белка и регулирует нервно-мышечную проводимость. Фосфор участвует в образовании эмали зубов, входит в состав белков, нуклеиновых кислот, фосфолипидов. Натрий участвует в поддержании гомеостаза, в регуляции осмотического давления, водного и белкового обмена. Медь способствует поддержанию нормального состава крови и необходима для синтеза миелина – оболочки нервных волокон. Цинк принимает участие в процессе Т-клеточного иммунитета, в регенерации кожи, влияет на рост ногтей и волос. Молибден необходим организму для нормального обмена мочевой кислоты. Марганец нужен для правильного развития клеток и усвоения организмом тиамина. Железо принимает участие в создании гемоглобина и в процессе кроветворения. Кобальт входит в структуру цианокоболамина, необходим для нормального образования гормонов щитовидной железы, является мощным стимулятором эритропоэза [8, 11].

Таким образом, траву Вязеля разноцветного можно рассматривать как природный источник важнейших макро- и микроэлементов с разносторонней физиологической ролью.

Выводы. Впервые определен макро- и микроэлементный состав травы Вязеля разноцветного. Установлено содержание 24 элементов (из них 5 – макро- и 19 – микроэлементов).  При этом, 11 из обнаруженных элементов являются эссенциальными (биогенными, жизненно необходимыми) и 6 - условно эссенциальными (условно жизненно необходимыми). Наличие богатого элементного комплекса Вязеля подчеркивает его терапевтическую значимость и может служить обоснованием использования данного вида как источника элементов с важной физиологической активностью.

About the authors

Irina Leonidovna Drozdova

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Medical Education of the Ministry of Health of Russia

Author for correspondence.
Email: irina-drozdova@yandex.ru

Dr. of Pharmacy, Associate Professor, Head of the Department of Pharmacognosy and Pharmaceutical Technology

Russian Federation, 305041, Россия, Курск, ул. К. Маркса, д.3.

References