Лекарственные растения, используемые для производства фитопрепаратов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ И БИОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

Лекарственные растения, используемые для производства фитопрепаратов

Казань-2018



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Биологически активные вещества

1.2 Вторичные метаболиты как фармацевтические продукты

1.3 Общая характеристика Чемерицы Лобеля

1.3.1 Химический состав Чемерицы Лобеля

1.4 Применение Чемерицы Лобеля

1.5 Интродукция растений

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Объекты исследований

2.2 Методы иследований

2.2.1 Общие осадочные качественные реакции на алкалоиды

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Обнаружение алкалоидов в растительном сырье

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



ВВЕДЕНИЕ

Многие виды растений биосинтезируют и накапливают органические вещества в количествах, достаточных для экономичного использования в качестве химического сырья или в качестве сырья для различных научных, технологических и коммерческих применений. Природные вещества используются, прямо или косвенно, в большом количестве отраслей промышленности. Например, фитохимические вещества в значительной степени используются фармацевтической, косметической, пищевой, агрохимической и химической отраслями.

Экономически важные растения служат незаменимыми источниками промышленных масел, ароматизаторов, смол (например, канифоли и таллового масла), натурального каучука, восков, сапонинов и других поверхностно-активных веществ, красителей, фармацевтических препаратов, пестицидов (например, инсектициды) и многих других продуктов.

Значительна коммерческая ценность лекарственной продукции, которую и в настоящее время получают непосредственно из растений. При этом они включают в себя как препараты отпускаемые по рецепту, так и безрецептурные. Растительные препараты занимают значительную часть рынка фармпрепаратов. Это связано с тем, что препараты растительного происхождения имеют ряд преимуществ перед теми, которые получены путем химического синтеза. Они имеют в своем составе комплекс биологически активных веществ, которые могут обладать множественными эффектами действия, который однако является мягким, что используется при лечении различных хронических заболеваний. Фитопрепараты оказывают положительный лечебный и профилактический эффект, имея при этом минимальные побочные эффекты, даже при длительном применении.

На данный момент в России актуальна задача обеспечения населения лекарственными препаратами отечественного производства, в том числе это препараты растительного происхождения (программа до 2015 года). При этом наибольший интерес вызывают препараты, обладающие адаптогенными, тонизирующими, ноотропными, антидепрессантными, иммуномодулирующими, гепатопротекторными и антиоксидантными свойствами [Булаев с соавт., 2013].

Изучение химического состава современного растительного мира скрывает в себе огромный потенциал для использования человеком. Одним из таких малоизученным растением является Чемерица Лобеля. Различные виды рода Чемерица обладают различными множественными спектрами действия и большим потенциалом в качестве лекарственных препаратов. Исследования направленные на изучение химического состава данного растения и оказываемых биологических эффектов открывают новые возможности его использования в современной медицине.

Целью работы является изучение химического состава лекарственного растения Чемерицы Лобеля, используемого для производства фитопрепаратов. алкалоид метаболит чемерица

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) Определение наличия алкалоидов методом качественного анализа.



ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Биологически активные вещества

Биологически активные вещества (БАВ) - это вещества, которые оказывают влияние на протекающие в организме человека, животных, растений процессы метаболизма. Они имеют высокую физиологическую активность при низких концентрациях. Физиологическую активность веществ можно рассматривать как с точки зрения их возможных медицинских применений, так и с точки зрения поддержания нормального функционирования. Эти соединения относятся к группе, общеизвестной как вторичные метаболиты.

Органические соединения, полученные из растений, можно классифицировать как первичные или вторичные метаболиты. Первичные метаболиты - это вещества, которые широко распространены в природе и встречаются в той или иной форме во всех организмах. В высших растениях такие соединения часто концентрируются в семенах (например, масла семян триглицеридов) и вегетативных органах, запасающих питательные вещества (например, крахмал и сахароза в корнях, корневищах и клубнях). Они необходимы для роста и физиологического развития из-за их роли в основном клеточном (первичном) метаболизме. С самых ранних времен человек научился собирать первичные метаболиты и использовать их в качестве пищевых продуктов и сырья. В настоящее время они в основном используются в качестве промышленного сырья, пищевых продуктов или пищевых добавок и включают такие продукты, как растительные масла, жирные кислоты (используемые для изготовления мыла и моющих средств) и углеводы (например, столовый сахар, крахмал, пектин, различные гидроколлоидные смолы и хлопок). Также соединения, которые в настоящее время извлекаются из растений, используются в качестве пигментов, красителей, инсектицидов (пиретрум и никотин), косметических средств и парфюмерии (розовое масло и жасмин) [Balandrin, Klocke, 1988]. Большинство из них легко доступны в больших количествах в качестве товаров на рынке.

Известно, что соединения получаемые из растений так же могут являться важным источником лекарственных средств [Rao, Ravishankar, 2002]. Лекарственные растения - наиболее эксклюзивный источник жизненно важных лекарств для большинства населения мира. Несмотря на развитие медицины и фармацевтической промышленности, которая доступна широкому кругу населения травяные лекарства (фитофармацевтические препараты) и в настоящее время пользуются широкой популярностью по историческим и культурным причинам. Растения содержат комплекс веществ, которые в своей совокупности оказывают лечебный эффект. Хорошо известными лекарственными продуктами, получаемыми из растений являются: морфин и кодеин (анальгетические и противокашлевые алкалоиды, полученные из млечного сока опийного мака, Papaver somnijerum), кокаин (местный анестетический алкалоид, полученный из листьев коки), хинин (противомалярийный алкалоид, полученный из коры хинного дерева), кураре.

Вторичные метаболиты биохимически синтезируются из первичных метаболитов, но более ограничены в распространении в растительном царстве. Как правило, они представлены в определенной таксономической группе (вид или род). В некоторых случаях вторичные метаболиты, которые не слишком далеки от первичных метаболических путей, могут возникать независимо в относительно несвязанных таксонах, что является примером конвергентной эволюции. Никотин и родственные алкалоиды (например, анабазин) являются хорошо известными примерами этого явления.

Они не имеют очевидных ролей в первичном или «основном» метаболизме растений (не служат в качестве питания, не имеют непосредственного отношения к росту и развитию), но вторичные метаболиты имеют значение в выживании растений. Они играют важную роль в адаптации растений к окружающей их среде, являются защитным механизмом от нападения патогенов. [Roberts, Shuler, 1997]. Растительные вторичные метаболиты могут служить аттрактантами опылителей (например, для насекомых, колибри, мелких грызунов и других млекопитающих), могут представлять собой химическую адаптацию к экологическим стрессам или служить защитными или отвлекающими химическими веществами против микроорганизмов, насекомых и травоядных хищников и даже против других высших растений (аллелопатические агенты) [Bell, Charlwood 1980; Jacobson, 1982; Муравьева с соавт., 2002]. Вторичные метаболиты растений по определению являются биологически/физиологически активными соединениями.

Вторичные метаболиты часто присутствуют в растениях в гораздо меньших количествах, чем первичные метаболиты. Они, как правило, синтезируются в специализированных клеточных структурах и на определенных стадиях развития, что затрудняет их извлечение, выделение и очистку. В результате вторичные метаболиты, которые коммерчески используются в качестве биологически активных соединений (например, в качестве фармацевтических препаратов), как правило, представляют собой продукты с более высокой стоимостью и более низким объемом, чем первичные метаболиты.

Примеры экономически важных биологически активных вторичных метаболитов растений включают никотин, пиретрины и ротенон, которые используются в качестве пестицидов [Jacobson, 1982], а также некоторые стероиды и алкалоиды, которые используются фармацевтической промышленностью в производстве лекарств. Так же к важным классам включающим вторичные метаболиты относятся терпены, сапонины, фенольные соединения и различные гликозилированные соединения.

Большинство из этих небелковых растительных первичных и вторичных метаболитов легко извлекаются из растительных материалов путем перегонки с водяным паром или путем экстракции органическими или водными растворителями и (за исключением биополимеров натурального каучука, конденсированных танинов и высокомолекулярных полисахаридов, таких как камеди, пектин и крахмал) они, как правило, являются относительно низкомолекулярными соединениями (менее 2 кДа) [Balandrin, Klocke, 1988].

1.2 Вторичные метаболиты как фармацевтические продукты

Определенные биологически активные вторичные метаболиты нашли медицинское применение в качестве лекарственных средств или в качестве типовых соединений для их синтеза. Природные соединения фармацевтической важности, которые когда-то были получены из растительных источников, но получаемые в настоящее время в основном путем синтеза, включают кофеин, теофиллин, теобромин, эфедрин, псевдоэфедрин, эметин, папаверин, L-допу, салициловую кислоту и тетрагидроканнабинол.

Натуральные растительные продукты уже давно служат в качестве химических моделей или шаблонов для разработки и полного синтеза новых лекарственных препаратов. Например, алкалоиды белладонны (атропин), физостигмин, хинин, кокаин, опиаты (кодеин и морфин) и салициловая кислота служили образцами для разработки и синтеза антихолинергических препаратов, антихолинэстераз, противомалярийных препаратов, бензокаина, прокаина, лидокаина и других местных анестетиков, аспирина (ацетилсалициловая кислота) соответственно [Balandrin, Klocke, 1988].

Природные продукты с давних времен служили источником лекарств. Во многих случаях исторические традиции многих культур привели к растениям с полезными лекарственными свойствами. В течение последних двух столетий химическое исследование и очистка экстрактов растений, обладающих лечебными свойствами, и используемых в качестве стрелковых или охотничьих ядов, давали многочисленные очищенные соединения, которые оказались незаменимыми в практике современной медицины. Например, акалоиды кураре были получены из южноамериканской виноградной лозы, которая уже давно использовалась туземцами для создания стрелочных ядов [Кубиньи, 2006]. Раувольфия змеиная на протяжении веков использовалась в Индии при укусах змей, а его основное активное вещество, резерпин, теперь используется в западной медицине как антигипертензивный препарат [Lobay, 2015].

Некоторые биологически активные растительные вещества нашли применение в качестве противоопухолевых, антивирусных и гипогликемических веществ. Кроме того, особое внимание уделяется препаратам, продлевающим жизнь и улучшающим ее качество - стимулирующие препараты, адаптогены, иммуномодуляторы [Авдеева, Куркин, 2007; Mrozikiewicz, 2007].

Каннабиноиды применяются при неврологических расстройствах (например, эпилепсии и дистонии) и в качестве антигипертензивных средств (сердечно-сосудистых средств), антиастматиков (бронходилататоров) и сильных анальгетиков [Pertwee, 2006]. Пектиновые вещества эффективны при лечении язвенной болезни, выведении из организма радионуклидов и солей тяжелых металлов, а так же в качестве профилактических средств в ряде вредных производств. Лектины являются мощными биологическими стимуляторами, активирующими защитные силы организма, однако очень мало работ по выделению лектинов из лекарственных растений [Ямалеева, Осокина, 2009]. Форсколин обладает антигепертензивным и аденилциклаз-активирующими свойствами, способствует снижению внутриглазного давления при глаукоме и тромбообразования [Seamon, Daly, 1981; Hardwick et al., 2017].

Моно- и сесквитерпеноиды, флавоноиды, кумарины, производные изопренилокумаровой кислоты, ацетилены, стерины, ацетофенон глюкозиды, фенилпропен, метилжасмонат получаемые из различных видов полыни с древних времен используются как народные средства для лечения. И в настоящее время используются как противомалярийные, противовирусные, противоопухолевые, антипиретические, антигеморрагические, антикоагулянтные, антиоксидантные, противоязвенные, спазмолитические средства и средства индуцирующие выработку интерферона [Tan et al., 1998].

Растения по-прежнему широко используются в качестве лечения и являются важными источниками новых лекарств, в том числе полученные путем экстракции или используемые в качестве сборов. В течении многих лет были сформированы системы лечения с использованием фитопрепаратов, которые в своей основе имеют достижения фитофармакологии и фитофармации. Около половины лекарственных средств на рынке составляют препараты на основе растений, и их количество с каждый годом растет. Мировой рынок фитопрепаратов оценивается более чем в 50 млрд. долларов. В России более 1000 растительных препаратов входит в реестр лекарственных средств [Корсун с соавт., 2008].

Преимуществом растительным препаратов является то, что они оказывают мягкий и долговременный лечебный эффект и воздействуют системно на различные взаимосвязанные органы, они редко вызывают побочные эффекты и привыкание, стимулируют собственные адаптационные и защитные системы организма, оказывая общеукрепляющий эффект. Данные препараты дают возможность сочетания с другими лекарствами, их можно длительно применять, при этом они обладают относительно невысокой стоимостью и простой приготовления. Благодаря этому растительные лекарственные препараты используются в лечении хронических болезней, в качестве сопутствующего лечения и для профилактики, в том числе для лечения детей и доступны широкому кругу населения [Решетников с соавт., 2010; Кривошеева с соавт., 2011].

Фитопрепараты - это многокомпонентные комплексы БАВ, которые могут заменить собой несколько препаратов. Как правило этот комплекс действует наиболее эффективно в отличии от суммы препаратов включающих отдельно выделенные из растения или синтезированные химическим путем соединения. И вследствие чего могут применяться при лечении как основного так и сопутствующих заболеваний [Самбукова с соавт., 2017].

Несмотря на успехи в развитии фитотерапии и применении растительных препаратов на содержание БАВ исследован малый процент известных в настоящее время растений. При этом зачастую при исследовании акцентируют внимание на содержание определенного соединения упуская другие потенциально полезные. Еще меньший процент исследован на биологическое и физиологическое влияние на организм человека [Balandrin and Klocke, 1988; Hostettmann, Wolfender, 1997; Cragg, 1997].

Внедрение новых технологий производства лекарственных препаратов сочетается с новыми подходами поиска растительных объектов - потенциальных фитопрепаратов. Всё это включает системный подход, включающий метематические методы и информационные технологии, которые в совокупности позволяют с минимальными затратами выбрать растительный объект и на его основе изготовить лекарственный препарат с научно-обоснованной терапевтической эффективностью [Митрофанова с соавт., 2012].

1.3 Общая характеристика Чемерицы Лобеля

Систематика

Царство	Растения (Plantae)
Отдел	Цветковые (Magnoliophyta)
Класс	Однодольные (Monocotyledones)
Порядок	Лилиецветные (Liliales)
Семейство	Мелантиевые (Melanthiaceae)
Род	Чемерица (Veratrum)
Вид	Чемерица Лобеля (Veratrum lobelianum)

Чемерица Лобеля (Veratrum lobelianum) это однодольное растение, которое относится к роду Чемерица (Veratrum) семейства Мелантиевые (Melanthiaceae). Род Чемерица включает в себя 27 видов [The Plant List, 2013], распространенных в лесной полосе северного полушария, три из которых встречаются в России, в том числе Чемерица Лобеля.

Чемерица Лобеля представляет собой многолетнее травянистое растение до 1.5 метра в высоту (рисунок 1). Имеет темно-бурое толстое укороченное вертикальное корневище и многочисленные светлые придаточные корни. Листья овальные и ланцетные, заостренные с длинными влагалищами, опушенные мелкими волосками. Листорасположение очередное. Цветки на коротких цветоножках, околоцветник желтовато-зелёный, 2.5 см в диаметре с закругленными листочками, до основания шестираздельный, широко раскрытый. Цветоносы, цветоножки и прицветники опушенные мелкими волосками. Соцветие - длинная верхушечная метелка. Завязь трехгнездная с 3 мелкими рыльцами на длинных расходящихся стилодиях, длина значительно превышает ширину. Семяпочек в гнезде до 40. Плод - коробочка, распадающаяся на 3 плодика, открывающихся щелью с внутренней стороны [Маевский, 2006].

Рисунок 1. Внешний вид Чемерицы Лобеля: 1 - верхняя часть цветущего растения, 2 - часть стебля с листьями, 3 - нижняя часть стебля с корневищем и корнями



Распространена в лесной зоне европейской части России, в Сибири, Приамурье, на Кавказе, Тянь-Шане. В лесной зоне растет по лесным и пойменным лугам. В горах поднимается до субальпиского пояса, встречается на альпийских и субальпийских лугах [Кубентаев, Данилова, 2016].

При микроскопическом исследовании (рисунок 2) можно увидеть, что корень на поперечном срезе имеет первичное строение, покровная ткань - мелкоклеточный однослойный эпидермис. Несколько рядов (2-4) паренхимы плотно прилегают к эпидермису, затем клетки располагаются радиальными тяжами с крупными межклетниками. Все клетки паренхимы корня содержат крахмальные зерна (простые и сложные, округлояйцевидные с центральной точкой, размер - 18 мкм). Эндодерма - один ряд подковообразно утолщенных клеток. Центральный цилиндр состоит из 10-20 лучей древесины, между которыми находятся участки луба [Муравьева с соавт., 2002].

Рисунок 2. Препарат корня Чемерицы Лобеля, поперечный срез, х120: 1 - эпидермис, 2- межклетники, 3 - паренхима, 4 - радиолы оксалата кальция, 5 - эндодерма, 6 - флоэма, 7 - ксилема



1.3.1 Химический состав Чемерицы Лобеля

Чемерица Лобеля как и все виды рода Чемерица в основном содержит алкалоиды. Кроме того наблюдается наличие гликозидов, дубильных веществ и смол.

Алкалоиды представляют собой циклические соединения, содержащие азот в состоянии отрицательного окисления, которые имеют ограниченное распространение в живых организмах. Это определение включает как алкалоиды с азотом как часть гетероциклической системы, а также соединения с экстрациклически связанным азотом, такие как колхицин или капсаицин. Большинство алкалоидов синтезируются из аминокислот, которые накапливают растения [Luca, Pierre, 2000; Roberts, Wink, 2013]. Многие из них обладают токсическим действием, и при этом представляют интерес в качестве потенциальных лекарственных препаратов самого различного спектра действия [Kayser et al., 2003]. Это обширный класс вторичных метаболитов, который включает в себя множество соединений с разнообразной структурой и различными путями синтеза, что затрудняет их классификацию. Алкалоиды могут быть классифицированы по филогенетическому признаку, то есть в основе данной классификации род растения из которого они были получены. Также используются биогенетическая (отражает предшественник, из которого было получено соединение) и классификация, основанная на строении соединения. С учетом этого можно выделить следующие группы алкалоидов: протоалкалоиды (биогенетически происходят из аминокислот, но азот не входит в гетероцикл и находится в боковой цепи), истинные алкалоиды (происходят из аминокислот, азот входит в основной цикл), аминотированные терпены (кроме гетероцикла с азотом содержится терпеновый фрагмент), псевдоалкалоиды (имеют схожее строение, но биогенетичсеки происходят не из аминокислот, а из стероидов или терпенов) [Dewick, 2009; Roberts, Wink, 2013].

Дубильные вещества это полифенольные соединения с высокой молекулярной массой, обнаруживаемые в растениях, обладающих вяжущим вкусом. Фенолы характеризуются наличием, по меньшей мере, одного ароматического кольца с присоединенной одной или несколькими гидроксильными группами. Они имеют различное строение в зависимости от их происхождения [Crozier, 2006]. Эти макромолекулярные фенольные соединения делятся на две основные группы: гидролизуемые и конденсированные дубильные вещества. Многие из них гидролитически фракционируют на компоненты, например, путем обработки кислотой, это привело к классификации таких танинов как гидролизуемых дубильных веществ. Негидролизуемые олигомерные и полимерные проантоцианидины классифицируются как конденсированные дубильные вещества. Гидролизуемые танины включают в себя галлотаннины (образованы из галловой кислоты и глюкозы, галоидные единицы связаны с разнообразными полиольными, катехин- или тритерпеноидными единицами) и эллаготаннины (в отличии от галлотаннинов образованы эллаговой кислотой, в них по меньшей мере две галоидные единицы связаны между собой C-C связью). Также следует упомянуть, что существуют эллаготаннины, которые не подвергаются гидролизу из-за дополнительной C-C связи их полифенольного остатка с полиольной единицей, но, тем не менее, они обычно классифицируются как гидролизуемые дубильные вещества. В 1985 году были описаны первые танины, которые содержали в дополнение к гексагидроксидифенольной единице (характерный структурный элемент мономерных эллагитаннинов) C-гликозидные катехиновые единицы. Первоначально они были классифицированы как сложные таннины, поскольку они только частично гидролизуемы. Конденсированные дубильные вещества образуются путем связывания С-4 одного катехина с C-8 или C-6 следующего мономерного катехина. Они не подтвергаются гидролизу, а при обработке кислотами подвергаются дальнейшему уплотнению. К конденсированным дубильным веществам относятся полимерные флаванотаннины, полученные из флаван-3-ола (катехин) [Khanbabaee, Ree, 2001].

Корни Чемерицы Лобеля содержат до 2.4% алкалоидов, корневища - до 1.3%, трава - до 0.55%. Состав сложный и изучается в настоящее время, однако известно, что он относится к группе иервератровых алкалоидов - иервин, изоиервин, рубииервин, изорубиинрвин. Основным веществом является иервин, который находится в виде свободного агликона или соединен с одной молекулой глюкозы. Так же Чемерица содержит протовератрин и протоверин (рисунок 3) [Муравьева с соавт., 2002; Tsakadze et al., 2005].

Рисунок 3. Структурные формулы алкалоидов, входящих в состав Чемерицы Лобеля

1.4 Применение Чемерицы Лобеля

В народной медицине Чемерица употребляется в виде наружного применения (настройка, чемеричная вода) для лечения кожных заболеваний, при лечении ран, при противопаразитарном лечении и как рвотное. Алкалоиды в виде эфиров назначают в качестве гипертензивных средств - протовератрин и протоверин снижают артериальное давление и увеличивают амплитуду сердечных сокращений [Николаенко, 2010]. Стероидные алкалоиды Чемерицы имеют потенциал при лечении онкологических заболеваний благодаря антипролиферативному эффекту [Christov et al., 2010].

Алкалоиды выделяемы из видов рода Чемерица обладают огромным спектром различных эффектов, например антитромбическим, [Song et al., 2012]. Кроме прочего при использовании отмечалось мочегонное, седативное и желчегонное действие [Пастушенков с соавт., 1990].

В качестве лекарственного сырья используют корневища с корнями, заготавливают осенью, оценивают по содержания алкалоидов (не менее 1%). Можно отметить, что активные вещества Чемерицы Лобеля являются устойчивыми соединениями и не существенно изменяют свои свойства в процессе хранения [Елисовецкая, 2007].

Широкому применению этого растения в медицине препятствует тот факт, что растение является крайне ядовитым и его использование может легко вызвать токсический эффект. Виды Чемерицы могут вызывать отравление скота, так же она ядовита для пчёл. Близкие виды Чемерицы Лобеля могут применяться как инсектициды (Чемерицы белая, остродольная, даурская и чашецветная) [Губанов с соавт., 1976; Муравьева с соавт., 2002].

1.5 Интродукция растений

Интродукция - введение растений в культуру. Интродукция растений является основой культивирования того или иного растения и её зарождением можно считать начало земледелия, когда люди перешли от собирательства к целенаправленному выращиванию необходимых полезных растений. Результат этого процесса - это разнообразие культивируемых растений, которое мы имеем в настоящий момент. Работы Н. И. Вавилова, в которых были обозначены центры происхождения культурных растений, это одна из теоретических основ практической интродукции растений. Сегодня это недифференцированное явление на стыке ботаники, физиологии и практики сельского хозяйства [Карпун, 2004]. База интродукции растений - знание экологического потенциала видов или сортов и их адаптационные возможности в новых условиях внедрения. Целью является расширение видового состава в отдельно взятых регионах и увеличение продуктивности сельского хозяйства.

Свойства интродуцированных растений должны соответствовать новым условия обитания. То есть особенности светового, температурного и водного режимов, соотношения продолжительности периодов вегетации и покоя, особенности почвы района произрастания и районов интродукции должны быть сходными. Успех во многом определяется правильно подобранными методами, учитывая конкретные природно-климатические условия районов сбора растительного материала.

Эврибионты, то есть виды с широким экологическим потенциалом являются наиболее перспективными для интродукции в самые разные районы. Взаимодействие растений с условиями среды определяется устойчивостью растений. Большая роль в этом отводится иммунитету растений, за что отвечают окислительно-восстановительные и другие физиолого-биохимические свойства, которые определились в процессе их развития с определенным природно-климатическим комплексом [Белюченко, 2007].

Для интродукции растений могут быть выбраны дендропарки, ботанические сады, лесные питомники и другие учреждения. Их выбор обосновывается возможностью выбора определенных условий и их контролём. Культивирование может производиться под открытым небом или в условиях закрытого грунта, которые позволяют регулировать климатические параметры. Так же условия можно существенно улучшить, если внести в почву органические и минеральные удобрения, приближающие условия среды к необходимой, и соответствующей технологией обработки [Викторов, Черняева, 2013].

Развитие технологий интродукции лекарственных растений открывает широкие перспективы для получения стандартизованного растительного сырья.



2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Объекты исследований

Объектом исследования служило сырье корневищ с корнями Чемерицы Лобеля (Rhizomata cum radicibus Veratri lobeliani) из природного местообитания в городе Бавлы Республики Татарстан и интродуцированное растение, заготовленное на территории Учебно-производственного центра «Ботанический сад» при К(П)ФУ.

2.2 Методы исследований

2.2.1 Общие осадочные качественные реакции на алкалоиды

Для получения алкалоидов в виде оснований 2 г растительного сырья Чемерицы Лобеля измельчали и помещали колбу объемом 100 мл. Затем к сырью добавляли 1 мл 10% раствора аммиака и 20 мл хлороформа. Благодаря этому соли алкалоидов, находящиеся в сырье переходят в свободные основания. Колбу оставили при комнатной температуре при периодическом перемешивании в течении 1 часа. Полученное хлороформное извлечение отфильтровали через вату и произвели последующую очистку. К извлечению добавили 15 мл 1% хлороводородной кислоты для получения кислой среды. Полученную смесь перелили в делительную воронку и тщательно перемешали. Происходит образования солей алкалоидов, которые растворяются в воде, а сопутствующие вещества остаются в органическом растворителе.

После расслоения аккуратно слили водный слой и использовали для проведения качественного анализа.

1. Качественная реакция с реактивом Драгендорфа (K[BiI]₄)

К 1 мл очищенного извлечения суммы алкалоидов по каплям добавили реактив Драгендорфа. Наблюдался оранжево-красный или кирпично-красный осадок комплекса йодида алкалоида (рисунок 4).

Рисунок 4. Качественная реакция с реактивом Драгендорфа

2. Качественная реакция с реактивом Вагнера-Бушарда (KI₃)

К 1 мл очищенного извлечения суммы алкалоидов по каплям добавили реактив Вагнера-Бушарда. Наблюдался бурый осадок комплекса йодида алкалоида.

3. Качественная реакция с реактивом Майера (K₂HgI₄)

К 1 мл очищенного извлечения суммы алкалоидов по каплям добавили реактив Майера. Наблюдался белый или желтоватый осадок.

4. Качественная реакция с реактивом Зонненштейна (H₃PO_4*12MoO_3*2H₂O)

К 1 мл очищенного извлечения суммы алкалоидов по каплям добавили реактив Зонненштейна. Наблюдался желтоватый осадок солей, через некоторое время они приобретают синее или зелёное окрашивание - восстановление молибденовой кислоты.

5. Качественная реакция с реактивом Шейблера (P₂O₅*12WO_3*42H₂O)

К 1 мл очищенного извлечения суммы алкалоидов по каплям добавили реактив Шейблера. Наблюдался белый или желтоватый осадок.

6. Качественная реакция с 1% пикриновой кислотой (С₆H₂(OH)(NO₂)₃)

К 1 мл очищенного извлечения суммы алкалоидов по каплям добавили реактив Шейблера. Наблюдался белый или желтоватый осадок.



3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Целью данной работы было исследование состава лекарственного сырья, используемого в качестве фитопрепаратов. Одним из перспективных растений, которое может обладать различным спектром действия вследствие его богатого химического состава является Чемерица Лобеля, которая была выбрана в качестве объекта исследования.

3.1 Обнаружение алкалоидов в растительном сырье

Согласно литературным данным содержание алкалоидов в Чемерице Лобеля может достигать до 2.4% [Муравьева с соавт., 2002; Tsakadze et al., 2005]. Они обладают перспективами для использования в качестве лекарственных средств, так как данный класс обладает широким спектром действия на организм, например, как гипертензивное, антипролиферативное и антитромбическое средства [Пастушенсков с соавт., 1990; Christov et al., 2010; Николаенко, 2010]. Для получения извлечения суммы алкалоидов их соли, содержащиеся в растительном, сырье при помощи обработки аммиаком были переведены в свободные основания, растворимые в хлороформе, а затем снова переведены в соли, растворимые в воде. Для обнаружения алкалоидов в растительном сырье используются общие осадочные реакции, которые помогают обнаружить небольшие количества вещества. Вследствие того, что алкалоиды обладают разной чувствительностью к используемым реактивам, например, реактив Майера и пикриновая кислота не осаждают кофеин и колхицин, так же пикриновая кислота не осаждает аконитин, теобромин, а атропин осаждает только из концентрированного раствора, были проведены качественные реакции с 6 различными реактивами. Для подтверждения наличия алкалоидов в растительном сырье Чемерицы Лобеля были использованы реактивы Драгендорфа, Вагнера-Бушарда, Майера, Зонненштейна, Шейблера и пикриновая кислота при взаимодействии с которыми происходит осаждение алкалоидов. Проведенные качественные реакции подтверждают наличие алкалоидов в изучаемом растительном сырье (таблица 1 и рисунок 5).

Таблица 1 - Результаты качественных реакций на алкалоиды в растительном сырье Чемерицы Лобеля

Используемый реактив	Наблюдаемая реакция
Реактив Драгендорфа	Оранжево-красный осадок
Реактив Вагнера-Бушарда	Бурый осадок
Реактив Майера	Белый осадок
Реактив Зонненштейна	Бело-желтоватый осадок
Реактив Шейблера	Бело-желтоватый осадок
1% пикриновая кислота	Желтый осадок

Рисунок 5. Результаты качественных реакций на алкалоиды в растительном сырье Чемерицы Лобеля: А - реактив Драгендорфа, Б - реактив Вагнера-Бушарда, В - реактив Майера, Г - реактив Зонненштейна, Д - реактив Шейблера, Е - пикриновая кислота, К - контроль



ВЫВОДЫ

1) Путем качественного анализа в растительном сырье были обнаружены алкалоиды.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1) Авдеева, Е.В. Иммуномодулирующие фитопрепараты: спрос и предложение [Текст] / Е.В. Авдеева, В.А. Куркин // Ремедиум. - 2007. - Т. 3. С. 26-28.

2) Белюченко, И.С. Экологические аспекты практической интродукции растений на современном этапе [Текст] / И.С. Белюченко // Экологический вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 3(5). - С. 5-13.

3) Булаев, В.М. Безопасность и эффективность лекарственных растений [Текст] / В.М. Булаев, Е.В. Ших, Д.А. Сычев. - М.: практ. мед., 2013. - 271 с.

4) Викторов, В.П. Интродукция растений: учебное пособие [Текст] / В.П. Викторов, Е.В. Черняева. - М.: МПГУ, 2013. - 152 с.

5) Губанов, И.А. Дикорастущие полезные растения СССР [Текст] / И.А. Губанов, И.Л. Крылова, В.Л. Тихонова; отв. ред. Т.А. Работнов. - М.: Мысль, 1976. - 360 с.

6) Елисовецкая, Д.С. Изменение суммы алкалоидов и биологической активности экстракта из растения veratrum lobelianum bernh. В процессе хранения [Текст] / Д.С. Елисовецкая // Revista stiintifica a Universitatii de Stat din Moldova. - 2007. - T. 7. - C. 186-189.

7) Карпун, Ю.Н. Основы интродукции растений [Текст] / Ю.Н. Карпун // Hortus botanicus. - 2004. - Т. 2. - С. 17-32.

8) Корсун, В.Ф. О перспективе развития фитотерапии в Российской Федерации [Текст] / В.Ф. Корсун, Е.В. Корсун, Е.Е. Лесиовская // Вестник Бурятского государственного университета. - 2008. - Т.12. - С. 9-12.

9) Кривошеева, Е.М. Спектр фармакологической активности растительных адаптогенов [Текст] / Е.М. Кривошеева, Е.В. Фефелова, С.Т. Кохан // Фундам. исслед. - 2011. - № 6. - С. 85-88.

10) Кубентаев, С.А. Состояние популяций и запасы Veratrum lobelianum Bernh. на хребте Ивановский [Текст] / С.А. Кубентаев, А.Н. Данилова // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. - XV Международная научно-практическая конференция, Барнаул, 23-26 мая 2016 г. - С. 57-63.

11) Кубиньи, Г. В поисках новых соединений-лидеров для создания лекарств [Текст] / Г. Губиньи // Российский химический журнал. - 2006. - Т. 1(2). - С. 5-17.

12) Маевский, П.Ф. Флора средней полосы европейской части России [Текст] / П.Ф. Маевский. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. - 600 с.

13) Митрофанова, И.Ю. Методологические основы выбора растительных объектов в качестве источников фитопрепаратов [Текст] / И.Ю. Митрофанова, А.В. Яницкая, Д. В. Бутенко // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 10. - Ч. 2. - С. 405-408.

14) Муравьева, Д.А. Фармакогнозия: Учебник [Текст] / Д.А. Муравьева, И.А. Самылина, Г.П. Яковлев. - М.: Медицина, 2002. - 656 с.

15) Пастушенков, Л.В. Лекарственные растения: Использование в народной медицине и быту [Текст] / Л.В. Пастушенков, А.Л. Пастушенков, В.Л. Пастушенков. - Л.: 1990. - 384 с.

16) Решетников, В.Н. Государственная народнохозяйственная программа развития сырьевой базы и переработки лекарственных и пряно-ароматических растений на 2005-2010 годы «фитопрепараты» - инновации в действии [Текст] / В.Н. Решетников, В.Н. Гапанович, И.К. Володько // Труды БГУ. - 2010. - Т. 5(2). - С.10-15.

17) Самбукова, Т.В. Перспективы использования фитопрепаратов в современной фармакологии [Текст] / Т.В. Самбукова, Б.В. Овчинников, В.П. Ганапольский, А.Н. Ятманов, П.Д. Шабанов // Фитофармакология. - 2017. - Т.15(2). - С. 56-63.

18) Ямалеева, А.А. Метаболиты лекарственых растений и перспективы их использования в пищевой и фармацевтической промышленности [Текст] / А.А. Ямалеева, Т.Е. Осокина // Вестник ОГУ. - 2009. - Т.6. - С. 523-525.

19) Balandrin, M.J. Medicinal, aromatic and industrial materials from plants [Text] / M.J. Balandrin, J.A. Klocke // Springer-Verlag. - 1988. - Vol. 4. - P. 1-36.

20) Bell, E.A. Encyclopedia of Plant Physiology [Text] / E.A. Bell, B.V. Charlwood. - Springer Science & Business Media, 1980. - 674 p.

21) Christov, V. Steroidal alkaloids of Veratrum lobelianum Bernh. and Veratrum nigrum L. [Text] / V. Christov, B. Mikhova, A. Ivanova, J. Serly, J. Molnar, D. Selenge, A. Solongo, N. Kostova, Y. Gerelt-Od, D. Dimitrov // Z Naturforsch C. - 2010. - Vol. 65(3-4). - P.195-200.

22) Cragg, C.M. Natural Products in Drug Discovery and Development [Text] / G.M. Cragg, D.J. Newman, K.M. Snader // J. Nat. Prod. - 1997. - Vol. 60. - P. 52-60.

23) Crozier, A. Plant secondary metabolites: occurrence, structure and role in the human diet [Text] / A. Crozier, M.N. Clifford, H. Ashihara. - Blackwell Publishing Ltd, 2006. - 384 p.

24) Dewick, P.M. Medicinal Natural Products: A Biosynthetic Approach [Text] / P.M. Dewick. - John Wiley & Sons, Ltd, 2009. - 550 p.

25) Hardwick, J.C. Recruitment of endosomal signaling mediates the forskolin modulation of guinea pig cardiac neuron excitability [Text] / J.C. Hardwick, T.A. Clason, J.D. Tompkins, B.M. Girard, C.N. Baran, L.A. Merriam, V. May, R.L. Parsons // American Physiological Society. - 2017. - Vol. 313(2). - P. 219-227.

26) Hostettmann, K. The Search for Biologically Active Secondary Metabolites [Text] / K. Hostettmann, J.-L. Wolfender // Pestic. Sci. - 1997. - Vol. 51. - P. 471-482.

27) Jacobson, M. Plants, insects, and man - their interrelationships [Text] / M. Jacobson // Economic Botany. - 1982. - Vol. 36(3). - P. 346-354.

28) Kayser, O. Natural products as antiparasitic drugs [Text] / O. Kayser, A. F. Kiderlen, S. L. Croft // Parasitology Research. - 2003. - Vol. 90(2). - P.55-62

29) Khanbabaee, K. Tannins: Classification and Definition [Text] / K. Khanbabaee, T. Ree // Natural Product Reports. - 2001. - Vol. 18. - P. 641-649.

30) Lobay, D. Rauwolfia in the Treatment of Hypertension [Text] / D. Lobay // Integr Med (Encinitas). - 2015. - Vol. 14(3). - P. 40-46.

31) Luca, V.D. The cell and developmental biology of alkaloid biosynthesis [Text] / V. D. Luca, B. S. Pierre // Trends in Plant Science. - 2000. - Vol. 5(4). - P. 168-173.

32) Mrozikiewicz, P.M. Molecular mechanisms in phytotherapy [Text] / P.M. Mrozikiewicz // Acta Biochim Pol. - 2007. - Vol. 54(4). - P. 144.

33) Pertwee, R.G. Cannabinoid pharmacology: the first 66 years [Text] / R.G. Pertwee // Br J Pharmacol. - 2006. - Vol. 147(1). - P.163-171.

34) Rao, S.R. Plant cell cultures: Chemical factories of secondary metabolites [Text] / S.R. Rao, G.A. Ravishankar // Biotechnol Adv. - 2002. - Vol. 20(2). - P. 101-53.

35) Roberts, M.F. Alkaloids: Biochemistry, Ecology, and Medicinal Applications [Text] / M.F. Roberts, M. Wink. - Springer Science & Business Media, 2013. - 482 p.

36) Roberts, S.C. Large scale plant cell culture [Text] / S.C. Roberts, M.L. Shuler // Current Opinion in Biotechnology. - 1997. - Vol. 8(2). - P. 154-159.

37) Seamon K.B. Forskolin: a unique diterpene activator of cyclic AMP-generating systems [Text] / K.B. Seamon, J.W. Daly // Journal of Cyclic Nucleotide Research. - 1981. - Vol. 7(4). - P. 201-224.

38) Song, O. Total steroidal alkaloids from Veratrum patulum L. Inhibit platelet aggregation, thrombi formation and decrease bleeding time in rats [Text] / Q. Song, S. Wang, W. Zhao // Journal of Ethnopharmacology. - 2012. - Vol. 141. - P. 183-186.

39) Tan, R.X. Biologically Active Substances from the Genus Artemisia [Text] / R.X. Tan, W.F. Zheng, H.Q. Tang // Planta Medica. - 1998. - Vol. 64. - P.295-302.

40) The Plant List [Electronic resource]. - URL: http://www.theplantlist.org/tpl1.1/record/kew-291223 (date of the application: 1.12.2017).

41) Tsakadze, D.M. Alkaloid and phenolic compounds of Galanthus caucasicus, Magnolia obovata, Cocculus laurifolius, and Veratrum lobelianum grown in Georgia [Text] / D.M. Tsakadze, S.A. Samsoniya, R. Ziaev, A. Abdusamatov // Molecular Diversity. - 2005. - Vol. 9. - P. 41-44.

Размещено на Allbest.ru

...