Текст книги "Компонентный состав эфирных масел дикорастущих лекарственных растений флоры Сибири"

Хромато-масс-спектрометрический анализ полученных фракций эфирного масла подтверждает изменение состава масла в процессе его выделения. Общая тенденция такова, что с увеличением времени перегонки содержание легколетучих компонентов уменьшается, а труднолетучих – увеличивается. Кроме того, отмечено, что отдельные фракции масла содержат максимальное количество того или иного компонента, ответственного за фармакологическое действие полученного эфирного масла. Поэтому разные фракции масла, имея разный компонентный состав, будут, очевидно, проявлять отличные друг от друга бактерицидные, антиоксидантные и прочие свойства.

Хромато-масс-спектрометрическое исследование эфирного масла состоит из двух этапов: (1) регистрации хромато-масс-спектрограммы приготовленного образца и (2) расшифровки полученной хромато-масс-спектрограммы. Все преимущества и тонкости данного метода подробно описаны в монографии А. В. Ткачева [64].

Авторы данной работы хромато-масс-спектрометрический анализ проводили на хроматографе Agilent Technologies 7890 А с квадрупольным масс-спектрометром MSD 5975 С в качестве детектора. Использовали кварцевую колонку HP-5 (сополимер 5 %-дифенил – 95 %-диметилсилоксан) с внутренним диаметром 0,25 мм. Температура испарителя составляла 280 °С, температура источника ионов 173 °С, газ-носитель – гелий, 1 мл/мин. Температура колонки: 50 °С (2 минуты), программируемый нагрев 50-270 °С со скоростью 4 °С в минуту, изотермический режим при 270 °С в течение 10 мин.

Содержание компонентов исследуемых эфирных масел оценивали по площадям пиков на хроматограмме без учета поправочных коэффициентов:

где c_i – содержание в смеси компонента (в %), S_i – площадь пика i-го компонента.

Так как поправочные коэффициенты (коэффициенты чувствительности) масс-спектрометрического детектора для различных соединений различны [64], то содержание компонентов, определенное этим методом, является оценочным. Для точного определения содержания компонентов в эфирных маслах необходимо использовать пламенно-ионизационный детектор, чувствительность которого к различным углеводородам с содержанием более 8 атомов углерода практически одинаковая [65].

Что касается компонентного состава эфирных масел дикорастущих растений, то следует указать на возможность некоторой неоднозначности в идентификации индивидуальных компонентов в ранее проведенных работах. Идентификация компонентов, основанная на времени удерживания, всегда включала элемент неоднозначности ввиду того, что некоторые компоненты имели одно и то же время удерживания, или, иначе говоря, практически не разделялись на набивных колонках. С появлением капиллярных колонок данная проблема практически была решена, так как на капиллярных колонках эффективность разделения была достаточной даже для разделения оптических изомеров. Однако время удерживания не является абсолютным хроматографическим репером, так как оно заметно изменяется по мере «старения» или приработки колонок как набивных, так и капиллярных. Более того, очень часто компоненты сложных смесей, относящиеся к различным классам органических соединений, могли иметь и имели одинаковое время удерживания, что затрудняло однозначную идентификацию этих компонентов.

С появлением хромато-масс-спектрометрии задача идентификации органических компонентов упростилась, так как масс-спектры различных компонентов заметно различаются. К сожалению, это не всегда справедливо, особенно для сложных органических компонентов, различающихся положением двойной связи или положением определенных заместителей. Продемонстрируем это на ряде практических примеров. Так на рис. 2-4 приведены экспериментальные масс-спектры, полученные нами в ряде работ. Очевидно, что данные масс-спектры очень похожи друг на друга, так как характеризуют изомерные соединения. Обращение к банку данных Willey или NIST08 выдает равновероятное их отнесение ко всем трем изомерам: трициклену, α-пинену, β-пинену, что не совсем правомочно. В таком случае масс-спектрометрической информации (масс-спектрометрических точек идентификации) оказывается недостаточно, и наряду с этим для однозначной идентификации необходимо привлекать хроматографические точки идентификации, в качестве которых приняты так называемые линейные индексы удерживания (RI) [64, 66, 67].

Линейные индексы удерживания, определяемые на капиллярных колонках длиной 30 м и более, могут однозначно указывать на отнесение определяемых веществ к тем или иным соединениям. Для определения линейных индексов удерживания разделяемых компонентов эфирного масла необходимо прописать смесь предельных неразветвленных углеводородов С₆ – С₂₅ в режиме линейного программирования температуры со скоростью 2-6 град / в мин. и в этих же условиях прописать хроматограмму разделения компонентов исследуемого эфирного масла.

Рис 2. Масс-спектр трициклена: RT = 6,0; RI = 924; RI_lib=921

Рис 3. Масс-спектр α-пинена: RT = 6,4; RI = 935; RI_lib=932.

Рис. 4. Масс-спектр β-пинена: RT = 7,7; RI = 978; RI_lib=975

Программа AMDIS, имеющаяся в компьютере, сама рассчитывает линейные индексы удерживания, которые являются абсолютными реперами для идентификации индивидуальных компонентов [64, 67]:

где Jn = 100n – индекс удерживания н-алкана, содержащего в молекуле n атомов углерода; t_Rx – время удерживания исследуемого вещества; t_Rn – время удерживания н-алкана, выходящего до исследуемого вещества; tR(n+k) – время удерживания н-алкана, выходящего за исследуемым веществом.

Совпадение хроматографической точки идентификации предполагает, что индекс удерживания пика идентифицируемого компонента попадает в диапазон ± 3 е. и. по отношению к индексу удерживания имеющемуся в литературе аналогу. В вышеприведенном случае для трициклена, α-пинена и β-пинена определенные линейные индексы удерживания равны 924, 935 и 978 соответственно и не отличаются от библиотечных индексов более чем на 3 единицы.

Ранее в [38] мы также указывали на неоднозначность в идентификации изомеров кадинена только лишь по масс-спектрам, которые практически не различаются (различия состоят не массах осколков, а в относительных интенсивностях отдельных осколков), однако их линейные индексы удерживания различаются заметно, что упрощает идентификацию этих соединений. Для γ-кадинена, δ-кадинена и α-кадинена линейные индексы удерживания составляют 1517, 1527 и 1541 соответственно.

Таблица 1

Допустимые интервалы изменения интенсивности пиков в зависимости от их относительной интенсивности

Отметим, что при анализе масс-спектров идентифицируемых компонентов необходимо тщательно сравнивать весь диапазон масс образующихся осколков, так как масс-спектрометрические точки идентификации предполагают не только совпадение масс осколков, но и их интенсивностей. Так в [68] указывается, что допустимые интервалы изменения интенсивностей осколков в масс-спектрах должны укладываться в указанные в табл. 1 величины.

Также необходимо отметить, что только при полном совпадении линейных индексов удерживания и полных масс-спектров определяемых компонентов можно считать идентификацию однозначной и достоверной.

Глава 2
Характеристика исследуемого растительного сырья, произрастающего в Сибири

2.1. Лабазник вязолистный – Filipendula ulmaria (L.) Maxim

Род Лабазник относится к одному из крупных семейств цветковых растений – Розоцветные (Rosaceae), насчитывающий 15 видов, среди которых лабазник вязолистный (Filipendula ulmaria (L.) Maxim) (рис. 5), лабазник дланевидный (Filipendula palmata (Pall.) Maxim), лабазник камчатский (Filipendula camtschatica), лабазник красный (F. rubra (Hill) Rob), лабазник обыкновенный, или шестилепестной, (F. hexapetala) и др. [69].

Ботаническое описание и биологические особенности

Лабазники довольно разнообразны по своему размеру, форме листьев и окраске цветков. Но все они обладают очень характерной формой соцветия – это густая многоцветковая метелка с укороченной центральной осью и длинными нижними ветвями. У лабазников перисторассеченные листья, то есть листья, у которых пластинка глубоко, до самой центральной жилки, рассечена на более мелкие доли и напоминает сложный перистый лист. При этом у большинства видов конечная долька листа более крупная, глубоко пальчато надрезана на несколько, от трех до одиннадцати, заостренных и пильчатых по краю лопастей и напоминает по форме кленовый лист. Боковые «перышки» более мелкие, в числе от одной до десяти пар, а у некоторых видов и вовсе не развиты.

Большинство лабазников достаточно крупные травянистые многолетники. В течение вегетационного сезона они регулярно проходят различные стадии развития надземных побегов. Весной они развивают крупные листовые розетки, из центра которых в начале лета начинает подниматься цветоносный побег, достигающий у ряда видов 2-2,5 м высоты. Период отрастания у лабазника вязолистного в природе приходится на конец третьей декады марта. Молодые побеги развиваются с середины июня – начала июля. Одновременно происходит формирование новых отрезков корневища и рост молодых корней, отходящих от него [69-72].

Рис. 5. Лабазник вязолистный

В динамике роста растений прослеживается четкая тенденция: в период от всходов до начала образования стебля растения растут медленно, а затем начинают расти интенсивней, а после массового цветения их рост замедляется, а затем совсем прекращается. В течение вегетационного периода в очень сухую жаркую погода прохождение всех фаз наступает раньше. В период исследований лабазник вязолистный в естественных условиях Красноярского края проходил все фазы вегетации.

Ареал. Лабазники распространены по всей умеренной зоне северного полушария. В дикой природе они растут в Европе, Сибири, на Дальнем Востоке, в Гималаях и в Северной Америке [69, 73]. На территории Красноярского края известно около 200 местонахождений лабазника во всех районах лесной и степной зон [74].

Применение в медицине. Лабазник вязолистный имеет чрезвычайно широкий спектр применения в медицине. Это обусловлено его составом, в который входит витамин C, дубильные вещества, фенольные соединения, а также салициловая кислота и ее производные (салициловый альдегид, метилсалицилат и т.п.) [75, 76]. Корневища растения содержат помимо этого фенолгликозиды (монотропитин и спиреин), флавоноиды и халконы. Стебли и листья имеют в составе кате-хины, фенолкарбоновые кислоты (эллаговую и кофейную), эфирные масла и высшие жирные кислоты (линолевую, стеариновую и др.). Благодаря такому богатому составу лабазник может использоваться в качестве тонизирующего, общеукрепляющего, успокоительного, бактерицидного, диуретического, вяжущего, кровоостанавливающего, ранозаживляющего и противогельминтного средства. Он также обладает желчегонным свойством и усиливает способность печени бороться с токсическими поражениями организма.

Препараты лабазника помимо вышеперечисленного помогают при головных болях, ревматических поражениях суставов, сахарном диабете и также могут применяться как противовирусное средство.

Антиканцерогенные и противодиабетические свойства цветков Filipendula ulmaria (L.) Maxim изучены в работе [77]. Показано, что препараты из цветков лабазника вязолистного могут эффективно тормозить развитие злокачественных опухолей различных локализаций и различного гистогенеза, а также препятствовать прогрессированию предраковых изменений. Флавоноиды, а также фенольные гликозиды и полифенольные соединения, входящие в состав цветков лабазника, обладают антиоксидантной активностью, тогда как широко известно, что предотвращение свободнорадикального повреждения клеток тормозит развитие опухолей.

Салицилаты, входящие в состав цветков лабазника, способны тормозить биосинтез лейкотриенов, простагландинов и других эйкозаноидов – продуктов метаболизма арахидоновой кислоты [78].

Цветки лабазника вязолистного широко используются в народной медицине в качестве противовоспалительного, противоязвенного, ранозаживляющего, антимикробного и седативного средства, для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта, почек и мочевыводящих путей, верхних дыхательных путей, ревматизма, эпилепсии и других нервных болезней [74, 79].

Фармакологические исследования показали, что экстракты и фракции растения обладают выраженной ноотропной активностью. А фито-химические исследования указывают на высокое содержание фенольных соединений в надземной части растения, антиоксидантное, антигипоксическое и гемореологическое действие которых широко известно [80].

2.2. Володушка золотистая – Bupleurum aureum Fisch

Ботаническое описание и биологические особенности

Володушка золотистая (Bupleurum aureum) (рис. 6) относится к семейству Сельдерейных (Apiaceae Lindl). Для представителей рода характерен специфический сухой плод, расщепляющийся на два односемянных мерикарпия [81].

Рис. 6. Володушка золотистая

К роду принадлежат 200 видов, преимущественно распространенных в Северном полушарии – Евразии и Северной Африке. 15 видов описаны для Северной Америки и Южной Африки. В Турции распространены 46 видов, в Афганистане – 7, в Индии – 22, в Китае – 35, в Японии – 4. В России и сопредельных государствах насчитывают 56 видов (22 вида произрастают на Кавказе, 10 – в Западной Сибири, 9 – на Дальнем Востоке, 15 – в Средней Азии) [82].

Володушка золотистая – многолетнее поликарпическое растение. Стебель простой, гладкий, полый, крупный, тонкополосатый, высотою 25-150 см, одиночный или в верхней части слабоветвящийся. Прикорневые и нижние стеблевые листья продолговато-обратнояйцевидные, цельнокрайние, с резко выступающими жилками, к основанию суженные в узкий и длинный черешок; средние стеблевые листья в числе 7-11 – очередные, сидячие, продолговато-яйцевидные, туповато-заостренные, в основании с крупными ушками, почти стеблеобъемлющие; верхние стеблевые – более мелкие и широкие, сердцевидно-яйцевидные, почти пронзенные, самые верхние обычно желтоватые [83].

На нижней стороне листьев имеется сизоватый налет. Соцветие – сложный зонтик, который состоит из 5-14 (20) лучей. Мелкие зонтики снабжены обверткой из 3-5 крупных, в начале цветения зеленых, затем желтых или золотистых широкояйцевидных, почти округлых неравных листочков, похожих на верхние листья. Обверточки из 5, реже 8 лепестковидных, крупных ярко-желтых, тонких пленчатых листочков, производящих впечатление крупных цветков.

Ареал. Володушка золотистая широко распространена в лесах европейской части России (северо-восток и восток), на Урале, в Сибири, в Иркутской и Читинской областях, Монголии, в горах Джунгарского Алатау и Тянь-Шаня, Восточном Казахстане. Другой небольшой участок ареала примыкает к южной оконечности Байкала, охватывая район от Иркутска по побережью Байкала на юго-восток до низовий Селенги. В Средней Азии охватывает северные районы Киргизии и небольшой частью своего ареала заходит на территорию Монголии и Китая [82, 84].

Володушка золотистая широко распространена в южной части лесной и лесостепной зонах Красноярского края, в горно-лесном поясе и на субальпийских лугах Саян и Кузнецкого Алатау [74].

Применение в медицине. В сибирских видах Bupleurum обнаружены такие флавоноиды, как кверцетин, кемпферол, изорамнетин кверцетин-3-диглюкозид, рутинозид, тамариксетин, рутин, изокверцитрин, нарциссин, кверцитрин, антоцианы [85, 86].

Володушка является чрезвычайно ценным сырьем для получения лекарственных препаратов различного назначения. В нашей стране официнально сырье В. multinerve применяется для получения Р-витаминного препарата, известного под названием «Буплерин» (регистрационный номер 79/1041/1) и рекомендованного для профилактики и лечения заболеваний, сопровождающихся нарушением проницаемости сосудов [87, 88].

В течение многих лет сибирскими учеными проводятся исследования володушки золотистой как перспективного источника Р-витаминных средств [89]. В 1985 году из надземной части этого вида получен суммарный препарат, содержащий кверцетин, изорамнетин, рутин, нарциссин.

Различные виды растений рода Володушка обладают желчегонным, антисептическим, ранозаживляющим, жаропонижающим и противовоспалительным свойствами. Имеются указания на применение отваров при неврозах, как слабительное и детоксикационное при укусах змей [90].

2.3. Володушка козелецелистная – Bupleurum scorzoneraefolium Willd

Ботаническое описание и биологические особенности

Володушка козелецелистная (Bupleurum scorzoneraefolium) (рис. 7) – многолетнее травянистое растение с корнем обычной веретенообразной формы. Стебель отличается тем, что на нем находится мало веток, достигает длины до 50 см. Листья ланцетовидной формы, темно-зеленые, плоские. Лист имеет несколько прожилок, что делает его достаточно жестким. Цветки желтые или красновато-коричневые, обверточки малозаметны, собраны в мелкие сложные зонтики. Плоды – двусемянка.

Ареал. Вид распространен на Алтае, в Туве, а также в степных районах Красноярского края (известно более 130 местонахождений) [72], в Прибайкалье и Зауралье, реже в Приморье и Приамурье. Отдельные фрагменты ареала отмечены в Монголии и Китае [73].

Применение в медицине. Володушка козелецелистная содержит аскорбиновую кислоту, каротин, флавоновые гликозиды и сапонины, дубильные вещества и эфирные масла [72], часто применяется в сложных рецептах в традиционной медицине стран Азии в качестве тонизирующего и общеукрепляющего средства. Корни володушки козелецелистной в китайской и корейской медицине используют при импотенции, а также как мочегонное и противовоспалительное средство [90]. Работами сибирских ученых выявлено желчегонное и сокогонное действие надземных частей B. scorzonerifolium на желудок, поджелудочную железу и печень [85].

Рис. 7. Володушка козелецелистная

2.4. Чистотел большой – Chelidonium majus L

Ботаническое описание и биологические особенности.

Чистотел большой (Chelidonium majus L.) (рис. 8) семейства Маковые (Papaveraceae) является многолетним травянистым растением с коротким корневищем, от которого отрастают несколько корней и отходит один или несколько стеблей [91, 92].

Рис. 8. Чистотел большой

Корни короткие стержневые разветвленные, снаружи красно-бурые, внутри желто-оранжевые. Стебли ребристые до 100 см, сверху разветвленные, прямостоящие, голые или ветвистые снизу, с листьями снизу голыми или слегка опушенными, лирообразноперисторассеченными с небольшими городчато-лопастными сегментами. Прикорневые листья имеют недлинные черешки и иногда бывают опушены. В середине стеблей, а также в корневищах, корнях и листьях есть млечники, которые при срезании или срывании частей зеленого растения выделяют млечный сок желто-оранжевого цвета. Цветы у растения находятся на длинных цветоносах. Цветоносы собраны по 3–8 шт. в простые зонтики. Цветы правильные с четырьмя лепестками золотисто-желтого цвета длиной 8–16 мм. Цветет растение в мае–июне, порой, преимущественно в дождливое лето, цветение чистотела может продолжаться даже до сентября. Плоды созревают осенью и имеют вид стручочковидной двухстворчатой коробочки, в которой находится большое количество семян. Семена мелкие, черные, с блеском, яйцевидной формы. Масса 1000 семян 6–8 г [91].

Чистотел большой является непостоянным растением, внешний вид которого в зависимости от места произрастания может частично видоизменяться. В частности, в европейских странах чистотел имеет сильно изрезанные листья и заостренные лепестки цветков, а у чистотела, растущего в южных районах Сибири, все части стебля более вытянуты.

Ареал. Чистотел большой имеет типичный евро-азиатский ареал произрастания. Он занимает центральную, восточную и северную территорию Европы. В Европейской России и на Урале северная граница ареала растения доходит до арктической зоны [73].

Как дикорастущий сорняк чистотел широко распространен по всей территории Украины, кроме высокогорья Карпат. Растет одиночно или небольшими группами. Растение также встречается в разных растительных ассоциациях, в частности в светлых и тенистых широколистных лесах среди кустарников, реже – в светлых хвойных лесах, в рощах и прибрежных кустарниках.

В Красноярском крае растение распространено в южной лесостепной и лесной зонах, северная граница – до 62-й параллели. Растет на сорных местах, по обочинам дорог, на каменных осыпях по долине реки Енисей [74].

Применение в медицине. Галеновые препараты чистотела обладают спазмолитическим эффектом, блокируя ацетилхолинэстеразу, что позволяет их использовать при лечении бронхиальной астмы. Препараты чистотела также имеют выраженное противомикробное действие, обладают антибактериальными и противовирусными свойствами [93].

Фармакологическая активность большинства средств из чистотела обусловлена прежде всего наличием в нем алкалоидов, имеющих разную фармакологическую активность [94]. Основным алкалоидом, выделенным из чистотела, является хелидонин. При изучении фармакологической активности хелидонина подтверждено, что данный алкалоид в опытах на лягушках действует подобно морфину с последующим параличом ЦНС. Кроме того, стимулирует функции поджелудочной железы, селезенки, мезентериальных лимфатических узлов, в том числе лимфоузлов внебрюшной полости при язвенной болезни желудка [95, 96].

Алкалоид гомохелидонин действует бактериостатически в отношении золотистого стафилококка в разведении 1:12500, а развитие туберкулезной палочки задерживает в разведении 1:100000. Алкалоид хелеретрин оказывает бактериостатическое действие на золотистый стафилококк в разведении 1:10000, а развитие туберкулезной палочки он задерживает в разведении 1:25000. Алкалоид сангвинарин также действует антибактериально на стафилококк и на некоторые грамположительные виды бактерий.

В экспериментах іn vivo и in vitro установлено, что препараты чистотела могут ингибировать штаммы таких микроорганизмов, как S. aureus, К. pneumoniae, Candida albicans, Epidermoph. floccosum, Tr. mentographytes, Tr. rubrum, Microsp. ganis, Asp. fumigatus. Активность препаратов чистотела в отношении вирусов выражается в способности ингибировать вирус герпеса, энцефаломиелита за счет блокирования синтеза протеинов оболочки вируса.

Противогрибковую активность препаратов чистотела можно приравнивать к действию таких препаратов, как нитрофунгин и микодецидин [95].