Порівняльний аналіз цитостатичної та антибактеріальної активності екстрактів амброзії полинолистної й інших лікарських рослин та визначення літичної активності екстрактів амброзії полинолистної

Размещено на http://www.allbest.ru/

Порівняльний аналіз цитостатичної та антибактеріальної активності екстрактів амброзії полинолистної й інших лікарських рослин та визначення літичної активності екстрактів амброзії полинолистної

Г. Мегалінська

канд. біол. наук, Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова, Україна, Київ,

М. Сокульська, студ.

Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна, Київ

Присвячено важливій проблемі пошуку рослинних препаратів з високою антибактеріальною, цитостатичною та літичною активністю. Перспективними в цьому напрямі є такі адвентивні рослини, як Ambrosiaartemisiifolia, яка належить до родини Айстрові. Мета роботи - дослідження антибактеріальної, цитостатичної і літичної активності водних витяжок Амброзії полинолистої та проведення порівняльного аналізу цих властивостей з іншими лікарськими рослинами. Визначення того, що лектинова витяжка із зелених пагонів (до цвітіння) Ambrosiaartemisiifoliaне аглютинує еритроцити крові, дає змогу розглядати цю сировину як потенційний лікарський засіб у фармакології. Дослідження цитостатичної активності методом Іванова, Бистрової дало можливість встановити місце Амброзії полинолистої серед вже добре відомих інших лікарських рослин. Цитостатичну активність досліджуваних рослин можна представити таким рядом в порядку зменшення: чистотіл великий (Chelidфnium mвjus), Амброзія полинолиста (Ambrosiaartemisiifolia), Барвінок малий (Vincaminor), Омела біла (Viscumalbum). Встановлення антибактеріальної активності дозволило стверджувати про наявність протистафілококової активності водного екстракту амброзії та його значний вплив на кишкову паличку. Протистафілококова активність водного екстракту амброзії близька до омели білої та чистотілу великого. Антибактеріальний ефект відносно Proteusvulgarisбув найвищим у екстракту з пагонів амброзії порівняно з іншими досліджуваними лікарськими рослинами. Ураховуючи філогенетичний метод, можна очікувати, що рослини родини Айстрові можуть мати літичну активність щодо конкрементів, які утворюються у нирках людини. Отже, проведено дослідження літичної активності амброзії полинолистої та виявлено, що амброзія полинолиста має високу літичну активність щодо уратних та оксалатних конкрементів.

Ключові слова: Ambrosiaartemisiifolia, цитостатична активність, антибактеріальна активність, літична активність.

Посвящено поиску растительных препаратов с высокой антибактериальной, цитостатической и литической активностью. Перспективными являются такие адвентивные растения, как Ambrosiaartemisiifolia, принадлежащая к семейству Астровых. Цель работы - исследование антибактериальной, цитостатической и литической активности водных вытяжек Амброзии и проведение сравнительного анализа этих свойств с другими лекарственными растениями. Определение того, что лектиновая вытяжка из зеленых побегов (до цветения) Ambrosiaartemisiifoliaне агглютинирует эритроциты крови, дает возможность рассматривать это сырье в качестве потенциального лекарствнного средства в фармакологии. Исследование цитостатической активности методом Иванова, Быстровой позволило установить место Амброзии полыннолистной среди уже хорошо известных лекарственных растений. Цитостатическу активность исследуемых растений можно представить следующим рядом в порядке убывания: Чистотел большой (Chelidфnium mвjus), Амброзия полыннолистная(Ambrosia artemisiifolia), Барвинок малый (Vincaminor), Омела белая (Viscumalbum). Определение антибактериальной активности позволяет утверждать о наличии противостафилококовой активности водного экстракта амброзии и значительном влияним на кишечную палочку. Противостафилококовая активность водного экстракта амброзии приближается к Омеле белой и Чистотелу большому. Антибактериальный эффект относительно Proteusvulgarisбыл самым высоким у экстракта из побегов амброзии по сравнению с другими исследуемыми лекарственными растениями. Учитывая филогенетический метод, стало вероятным предположение о наличии у представителей семейства Астровых литической активности относительно конкрементов, образующихся в почках человека. Таким образом, проведено исследование литической активности амброзии, в результате которого установлено, что амброзия полыннолистная имеет высокую литическую активность относительно уратных и оксалатных конкрементов.

Ключевые слова: Ambrosiaartemisiifolia, антибактериальная активность, цитостатическая активность, литическая активность.

The article is devoted to the important problem of the search of herbal preparations with high antibacterial, cytostatic and lithic activity. The plants such as Ambrosia artemisiifolia, which belongs to the family of Aystrou, are promising in this direction. The aim of the presented work is to study the antibacterial, cytostatic and lithic activity of water extracts of Ambrosia polynolithic and conduct a comparative analysis of these properties with other medicinal plants. Determining that the lectin extract from the green shoots (until flowering) of Ambrosia artemisiifolia does not agglutinate red blood cells, makes it possible to consider this raw material as a potential drug in pharmacology. Investigation of cytostatic activity by the method of Ivanov and Bystrova enabled to establish a place of ambrosia among already well-known medicinal plants. The cytostatic activity of the investigated plants can be represented by the following series in the order of reduction: Chelidфnium mвjus, Ambrosia artemisiifolia, Vinca minor, Viscum album. The establishment of antibacterial activity allowed to confirm the presence of anti-staphylococcal activity of the water extract of ambrosia and its significant effect on the colon. Anti-staphylococcus activity of the water extract of Ambrosia artemisiifolia is close to Viscum album and Chelidфnium mвjus. The antibacterial effect against Proteus vulgaris was the highest in the extract of ambrosia shoots, compared with other medicinal plants studied. Taking into account the phylogenetic method, it could be expected that the plants of the Aystroe family may have a lithic activity with respect to the concrements that are formed in the kidneys of man. So, a study was conducted on the lithic activity of polystyrene embryos and it was found that Ambrosia artemisiifolia has a high lithic activity in relation to urate and oxalate concretions.

Key wards: Ambrosia artemisiifolia, cytostatic activity, antibacterial activity, lithic activity.

Вступ. Актуальною проблемою ХХІ ст. є пошук рослинних препаратів, які мають антибактеріальні, ци- тостатичні та літичні властивості. На відміну від синте-тичних сполук препарати рослинного походження не викликають ефекту резистентності, мають менше про-типоказань [1]. Перспективними в даному напрямку є бур'яни та адвентивні рослини, поширені в різноманітних біоценозах. Альтернативним способом боротьби з бур'янами є переведення їх із рангу небезпечних сина-нтропів у ранг лікарських рослин, сировина яких може використовуватися у фармакології. Однією з таких рослин є Амброзія полинолиста (AmbrosiaartemisiifoliaL.). Висока швидкість поширення амброзії пов'язана з тим, що рослина утворює велику кількість насіння, на деяких ділянках його кількість може досягати 200 млн шт. на 1 га, дозрівають насінини у серпні-листопаді. Свіжозібране насіння перебуває в стані первинного спокою і не здатне до проростання. Насіння, яке навесні не проросло, впадає в стан вторинного спокою й може зберігати жит-тєздатність 5-14 років, а деякі екземпляри - до 40 років. Насінини проростають у ґрунті на глибині до 8 см [2]. амброзія витяжка лікарський

Центр походження амброзії - Північна Америка, де рослина поширена як злісний бур'ян. До колонізації Америки європейцями у себе на батьківщині амброзія була досить рідкісною рослиною. У штаті Мічиган амб-розію виявили тільки в 1838 р., в Канаді - в 1860 р. Швидке поширення амброзії у США було пов'язано з поширенням площ сільськогосподарських культур. Напочатку ХХ ст. вона була завезена в Україну і поступово захопила аналогічні ніші та екотопи. У Європу (Німеччину) амброзію завезли з насінням конюшини і жита у 1873 р. Зараз вона поширена на території Австрії,

Бельгії, Великої Британії, Італії, Німеччини, Польщі, Португалії, Чехії, Франції, Угорщини, Швеції, Швейцарії, Російської Федерації, навіть у країнах Африки (Алжир, Мадейра, Мадагаскар), Південної Америки (Аргентина, Болівія, Парагвай, Уругвай, Перу, Чилі), Азії (Корея, Казахстан, Японія) [2].

На думку деяких авторів, негативний вплив амброзії можна звести до таких аспектів [2]:

- пригнічення культурних рослин (ячмінь, пшениця, кукурудза, буряк , овочеві культури);

- різке зниження кормових якостей сіна і випасів, амброзія викликає отруєння свійської худоби;

- знижує якість молока - воно набуває неприємного запаху та присмаку;

- зниження продуктивності сільськогосподарської техніки через надмірне використання пального: грубі стебла бур'яну заплутуються в робочих органах.

Згідно з оцінками вчених, амброзію полинолисту віднесено до небезпечних рослин-алергенів. ЇЇ пилок спричиняє масові алергічні захворювання. Це так звана "осіння пропасниця" - поліноз, що проявляється у формі риніту, кон'юнктивіту, мігрені, кропивниці, бронхоспазму, бронхіальної астми, гострого бронхіту. Для захворювання сінною пропасницею досить 40-50, а інколи навіть 3-5 зерен пилку. У хворого набрякають слизові оболонки верхніх дихальних шляхів і очей, болить голова, посилюється виділення мокроти, настає задишка, сльозотеча, погіршується зір, підвищується температура, виникає слабкість, загалом втрачається працездатність. Лікування алергії, викликаної пилком амброзії, тривале і важке, а часом і безрезультатне.

Амброзія - надзвичайно поширена рослина та тери-торії України, яка з кожним роком збільшує площу роз-повсюдження. Цей рудеральний бур'ян заселяє сади, городи, узбіччя доріг, луки, пасовища, пустирі тощо, приносячи вагому шкоду сільському господарству та загалом здоров'ю людини. Отже, постало питання, чи можна таку надзвичайно отруйну та шкідливу рослину як амброзія використовувати у медицині, промисловості на благо людині? Саме цьому актуальному питанню присвячена ця стаття.

Метою представленого дослідження є вивчення ци- тостатичної та антибактеріальної активності водного екстракту та вивчення літичної активності лектинової витяжки пагона Амброзії полинолистої і проведення порівняльного аналізу цитостатичної та антибактеріа-льної активності даних показників з аналогічними пока-зниками деяких інших лікарських рослин.

Матеріали та методи.У роботі було використано такіметоди: "дифузійно-паперовий" метод [3] (дослідження антибактеріальної активності впливу водного екстракту амброзії полинолистої на певні умовно- патогенні бактерії: Escherichiacoli, Staphylooccusaureus, Proteusvulgaris, Candidaalbicans),метод Іванова, Бист- рової [4] (дослідження цитостатичної активності водної витяжки амброзії полинолистої), метод Н.І. Желтовської [3] (літична активність витяжки с пагонів амброзії поли-нолистої). Матеріалами слугували суха сировина дос-ліджуваних рослин, водні та лектинові витяжки. Лекти- нову витяжку було приготовано за методикою [6].

Під час вибору рослин порівняльного ряду нами було застосовано метод "сита" - дослідження деяких рослин з протипухлинною активністю. Вивчення антибактеріальної активності та літичної активності амброзії було підтримано філогенетичним підходом, - більшість рослин родини Айстрові володіють антисептичними властивостями (календула, полин, пижма). З метою пошуку лікарських рослин, які мають цитостатичну, про-типухлинну активність, був використаний біотест з інгі- біювання проростання насіння водним екстрактом дос-ліджуваної рослини - Амброзії полинолистої методом Іванова, Бистрової[4]. Водний екстракт ми готували за методикою [7]. Цей метод зручний тим, що швидкий поділ клітин у точках росту досліджуваної рослини є моделлю пухлинного процесу. Суть методики полягає в тому, що при вибірковому гальмуванні мітозу на головних корінцях паростків рослин, бічні корінці не утворюються та ріст головних коренів припиняється. Як об'єкт для таких досліджень зручно використовувати паростки огірка. Характерною особливістю огірка та інших гарбузових є ранній розвиток на головному корені паростка бічних корінців. Це обумовлено тим, що вже в корені зародка насінини закладені примордії бічних коренів [3].

Результати та їх обговорення. По-перше, було до-сліджено, як лектинова витяжка амброзії впливає на клітини крові - еритроцити. Виявлено, що аглютинація клітин крові відбувається лише у випадку, коли витяжка була виготовлена з пагонів Амброзії полинолистої після цвітіння, тоді як лектинова витяжка з зелених пагонів (до цвітіння) Амброзії полинолистої не склеює еритроцити і є цілком безпечною для людини. Результати дослідження дії лектинової витяжки на еритроцити крові людини (рис. 1). Окрім того, не менш важливим фактом є те, що надземна частина рослини містить камфору, а насіння - до 20 % ефірних олій. Джерела стверджують, що траву застосовують при гіпертонічних кризах, як протилихоманковий засіб, при діареї, дизентерії, гель-мінтозах, як антисептичний засіб.

Рис. 1. Фото еритроцитів крові в імерсійному мікроскопі при збільшенні 15x100 (1500 разів)

Наступним дослідом було визначення цитотстати- чної активності екстракту амброзії. Цитостатики - ре-човини різної хімічної природи, які винятково пригні-чують проліферацію клітин. Цитостатики широко вико-ристовуються у хіміотерапії злоякісних новоутворень. Цитостатики блокують мітотичний поділ клітин. Вони вирізняються механізмом дії, здатністю проникати через клітинні мембрани та накопичуватися у клітині. Рослинні цитостатики вдало використовуються у медичній практиці: колхамін, вінбластин, вінкристин, по- дофілин. Вонкології також застосовують препарати рослинного походження, які не мають протиракових властивостей, але мають знеболювальні та тонізуючі якості, покращують роботу шлунково-кишкового тракту, печінки, нирок

Для вивчення протипухлинної активності досліджу-ваних рослин було використано метод В.Б. Іванова [4]. Суть метода базується на інгібуванні мітозу при утворенні бічних коренів, при цьому ріст головного кореня зменшується, а диференціація клітин продовжується. У методі Іванова використовують паростки огірка та інших рослин родини гарбузових, для яких характерний ранній розвиток бічних коренів, а головний корінь може деякий час рости за рахунок поділу клітин кореня зародка. Вплив водних витяжок рослин оцінювали вимірюючи інтенсивності мітотичного поділу, який проявляється у розвитку бічних коренів паростків.

Результати дослідження цитостатичної активності представлені на (рис. 2):

Числові дані представлено у формі середньої вели-чини із стандартною похибкою m±M. Достовірність різниці двох середніх величин оцінювали за t-критерієм Стьюдента. Контролем вважали дистильовану воду. Інтенсивність інгібування мітотичної активності можна оцінювати за кількістю бічних коренів паростків огірка при різних концентраціях відносно контролю. За такого способу оцінки цитостатичної активності можна конста-тувати, що ефект чистотілу великого значно перевищує протипухлинну активність омели білої та барвінка ма-лого. Під дією водної витяжки чистотілу великого утво-рення бічних коренів зупиняється при концентрації 250 мг/мл, під дією водного екстракту амброзії такий ефект досягається при концентрації 300 мг/мл.

Ми запропонували оцінювати інтенсивність інгібу-вання проліферації водними екстрактами досліджуваних лікарських рослин залежно від концентрації цього екстракту за допомогою значень тангенса кута нахилу тренду до осі абсцис. Для барвінку малого тангенс кута - 0,0134, для омели білої - 0,0068, для амброзії поли-нолистої - 0,0208, а для чистотілу великого - 0,0295.

Таким чином, цитостатична активність досліджуваних розлин може бути представлена наступним рядом у порядку зменшення: чистотіл великий>амброзія поли- нолиста>барвінок малий>омела біла.

Антибактеріальну активність водних екстрактів ви-вчали за допомогою метода паперових дисків (діаметр 5 мм) [5]. Тест-мікроорганізмами були: Escherihiacoli(Migula1985) CastellaniandChalmers 1919 ATCC 25922 (кишкова паличка), ProteusvulgarisHauser, 1885 ATCC 6896 (протей вульгарний), PseudomonasaeruginosaSchroeter 1872, Migula 1900 ATCC 9027 (синьогнійна паличка) и дріжжі Candidaalbicans (C.P. Robin) Berkhout 1923 ATCC 885-653 (кандіда біла).

Всі мікроорганізми були отримані з Української колекції мікроорганізмів Інституту мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України. Результати дослідження антибактеріальної активності водних екстрактів амброзії полинолистої, чистотілу великого, барвінка малого та омели білої представлені в табл. 1. Усі значення достовірно відрізняються від контролю p<0,005.

Таблиця 1. Порівняння антибактеріальної активності водних екстрактів амброзії полинолистої, чистотілу великого, барвінка малого та омели білої

Водний екстракт пагонів амброзії полинолистої має антибактеріальну активність відносно Escherichiacoli незначно меншу, ніж екстракт чистотілу великого, але значно більшу, ніж екстракти барвінку малого та омели білої. Показники протистафілококової активності водного екстракту амброзії наближуються до аналогічних показників омели білої та чистотілу великого. Антибак-теріальний ефект відносно протея вульгарного виявився найбільшим у екстракту пагонів амброзії. Незначним виявився ефект амброзії полинолистої відносно Pseudomonasaeruginosa.Отримані данні співпадають з даними А.М. Гродзінського про антисептичний ефект трави Ambrosiaartemisiifolia[1].

Також ми можемо припустити, що рослини родини Айстрові можуть мати літичну активність відносно конк-рементів, які утворюються в нирках людини внаслідок порушення обміну речовин [6]. Літична активність витяжки з пагонів амброзії полинолистої вивчалася методом Желтовської Н. І. відносно конкрементів, видалених з нирок людини хірургічним шляхом. Результати експе-рименту представлені в табл. 2.

Таблиця 2. Літична активність лектинової витяжки з пагонів Ambrosiaartemisiifolia

Значення достовірно відрізняються від контролю p<0,05. Достовірно(p<0,05) екстрактАмброзіїполино-листоїзменшуємасукаменівуратуіоксалату.

За отриманими результатами даного експерименту, можна зробити висновок щодо літичної активності амброзії полинолистої, показники якої є досить значними. Найкращий літичний ефект лектинової витяжки амброзії спостерігався відносно уратів - розчинення на 12, 77 % за І4 діб експерименту, менші показники відносно вевеліту - 11,25 %. Майже не виявлено лі- тичної активності досліджуваної речовини відносно фосфатів - всього 7, 56 %.

Висновки проведеного експерименту дозволяють розглядати біомасу трави амброзії як сировину для препаратів з високою цитостатичною, антибактеріальною та літичною активністю, а також для профілактики протейних та стафілококових інфекцій.

Список використаних джерел

1. Лікарські рослини : енциклопедичний довідник / під ред. А. М. Гродзінського. - К. : Українська Енциклопедія, 1992. - 544 с.

2. Есипенко Л.П. Инвазивный сорняк Амброзия полыннолистная в биоценотических взаимодействиях с интродуцированными фитофагами в биоценозах России / Л.П. Есипенко. - Краснодар : Кубанский госу-дарственный аграрный университет, 2013.

3. Мегалінська Г. П. Літична, антибактеріальна та цитостатична ак-тивність лектинів деяких лікарських рослин / Г. П. Мегалінська,

К. П. Ільєнко, Н. У. Желтовська // Природничі науки на межі століть : мат-ли наук.-практ. конф., 23-25 бер. 2004. - Ніжин, 2004. - С. 64-65.

4. Иванов В. Б. Использование корней как тест-объектов для оцен-ки биологического действия химических соединений / В. Б. Иванов // Физиология растений, 2011. - Т. 58, № 6. - С. 944-952.

5. Valgas C. Screening methods to determine antibacterial activity of natural products / C. Valgas, S.M. de Souza, E. F.A. Smania, A. Smania // Brazilian Journal of Microbiology, 2007. - Vol. 38. - P. 369-380.

6. Антонюк В. О. Лектини та їх сировинні джерела / В.О. Антонюк. - Львів : ПП "Кварт", 2005. - С. 554.

7. Гарник Т. П. Основи фармакогнозії і фітотерапії : навч. посіб. / Т.П. Гарник, В.М. Князевич, В.А. Туманов. - Житомир : Рута, 2015. - C. 432.

References (Scopus):

1. Likarski roslyny: [entsyklopedychnyi dovidnyk] / pid. red. A. M. Grodzinskoho. - К.:Ukrayinska Entsyklopediya, 1992. - S. 544.

2. Esipenko L.P. Invazivnyi sorniak Ambroziya polynolystnaya v biotsenoticheskih vzaimodeystviyah s introdutsyrovannymi phitophagami v biotsenozah Rossiyi. - Kubanskyi gosudarstvennyi agrarnyi universitet,Krasnodar, 2013

3. Megalinska H. P. Litychna, antybakterialna ta tsytostatychna aktyvnist lektyniv deyakyh likarskyh roslyn / H. P. Megalinska, K. P. Ilyenko,

N. U. Zheltovska // Pryrodnychi nauky na mezhi stolit;materialy nauk.-prakt. konph., 23-25 ber. 2004. - Nizhyn, 2004. - S. 64-65.

4. Ivanov V. B. Ispolzovaniye korney kak test-obyektov dlia otsenki biolodicheskogodeistviya himicheskih soyedineniy / V. B. Ivanov // Phiziologiya rasteniy. - 2011. - Т. 58, № 6. - S. 944-952.

5. Valgas C. Screening methods to determine antibacterial activity of natural products / C. Valgas, S. M. de Souza, E. F. A. Smania, A. Smania // Brazilian Journal of Microbiology. - 2007. - Vol. 38. - P. 369-380.

6. Antonyuk V. O. Lektyny ta yikh syrovynni dzherela. - Lviv PP "Kvart". - 2005. - S. 554.

7. Harnyk T. P., Knyazevych V. M.,. Tumanov V. A Navchalnyy posibnyk "Osnovy farmakohnoziyi i fitoterapiyi". - Zhytomyr: Ruta, 2015. - S.432.

Размещено на Allbest.ru