Макро- и микроэлементный состав Papaver angrenicum (nudicaule)

Macro- and mikroelement composition of Papaver angrenicum (nudicaule)
Цитировать:
Абдикундузов Х., Жалолов И.Ж., Ибрагимов А.А. Макро- и микроэлементный состав Papaver angrenicum (nudicaule) // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2020. 11(77). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/10800 (дата обращения: 04.12.2022).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

Впервые изучен макро- и микроэлементный состав подземных органов ангренского мака (Papaver angrenicum, сем. Papaverасеае). Определены концентрации 30 макро- и микроэлементов. Отмечено высокое содержание калия и кальций.

ABSTRACT

For the first time studied the macro- and microelement composition of the aboveground part organs of the plant (Papaver angrenicum, family - Papaverасеае). Concentrations of 30 macro- and microelements were determined. A high content of potassium and calcium.

 

Ключевые слова: Papaver angrenicum, макро- и микроэлементы, нейтронно-активационный анализ.

Keywords: Papaver angrenicum, macro-and microelements, neutron activation analysis.

 

Для разработки научных основ рационального использования биологических ресурсов все более актуальной становится проблема нормирования содержания минеральных элементов в растениях. Кроме того, актуальность ее возрастает в связи с загрязнением окружающей среды. Поэтому изучение элементных составов растений, произрастающих в экологически чистых районах, где основными источниками микроэлементов являются объекты естественного происхождения – почвы, подстилающие почву породы, поверхностные и подземные воды и т.п., является неотъемлемой частью исследовательских работ по выявлению региональных элементов-маркеров.

Ангренский мак (Papaver angrenicum) – многолетнее травянистое растение из флоры Узбекистана, относящееся к семейству Papaveraseae. Распространение в Узбекистане происходит в основном на территории села Ертош, расположенного выше реки Ангрен в Ташкентской области, и в горах Гурлаш Зоминского государственного заповедника Зоминского района Джизакской области. Кроме того, в Западном Тянь-Шане и Памиро-Алае Средней Азии, в Туркестане и на Алтайских хребтах [10].

Papaver angrenicum давно используется в этномедицине при кровянистых выделениях, болях в пищеварительном тракте; цветочная настойка полезна при заболеваниях печени. Кашицу из незрелых фруктов дают детям как успокоительное средство и транквилизатор. В тибетской медицине его применяют при плеврите, пневмонии, как моче- и потогонное средство [11]. В траве содержится до 0,5% алкалоидов, флавоноиды, помимо сапонинов, были обнаружены в траве и корнях [8]. Возможно, что лечебный эффект данного лекарственного растения зависит не только от присутствующих в нем биологически активных веществ, но и обусловлен сконцентрированными макро- и микроэлементами, сведения о количественном содержании которых в траве Papaver angrenicum практически отсутствуют.

Актуальность работы: обосновать рациональное и действенное использование растений. Разработка препаратов для использования натуральных растений, произрастающих в дикой природе.

Цель работы: изучение элементного состава надземной части растения Papaver angrenicum

Материалы и методы. Исследуемый материал (Papaver angrenicum) был собран на территории села Ертош, расположенного выше реки Ангрен в Ташкентской области в августе 2019 года в период цветения растения. Собранное растение было очищено и разделено на цветочную часть, надземный и подземный стебель.

Методика нейтронно-активационного определения концентрации химических элементов исследуемых образцов основана на регистрации спектров гамма-излучения радиоактивных изотопов, которые образуются при облучении образцов потоком замедленных нейтронов. В нашем случае в качестве источника нейтронного излучения служила уникальная ядерно-физическая установка – атомный реактор типа ВВР-СМ Института ядерной физики (ИЯФ) Академии наук РУз. Исследования по нейтронно-активационному анализу на сегодняшний день ведутся в научной лаборатории «Экология и биотехнологии» ИЯФ АН РУз [4].

Подготовка пробы для анализа. Исследуемые образцы очищают от посторонних загрязнителей. Образцы растения сначала моют водопроводной, а затем дистиллированной водой, затем смешивают для обеспечения усредненного значения по содержанию элементов. Образцы растительности сначала сушат в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 60 °С, затем измельчают и смешивают. Для облучения на нейтронном пучке реактора берут в среднем по 100 мг образца. Исследуемый и используемый эталонный образцы герметично упаковывают, размещают в специальную капсулу, изготовленную из алюминия, и облучают постоянным потоком нейтронов атомного реактора. При взаимодействии нейтронов с атомными ядрами исследуемого образца происходят ядерные превращения, которые зависят от индивидуального периода полураспада получаемого радиоактивного ядра. Период полураспада зависит от конкретных радиоактивных изотопов и может варьироваться от долей секунды до нескольких лет. После облучения нейтронным пучком в течение определенного времени исходя из поставленной задачи и выдержки измеряют спектр гамма-излучения от образцов. В данном методе концентрации элементов определяются относительно эталонных образцов, где известны концентрации искомых элементов. Исследуемые образцы и эталоны облучают в одинаковых условиях и одинаковое время. По интенсивности аналитических пиков элементов в эталоне и исследуемых образцах, учитывая массы эталона и исследуемого образца, по известной формуле вычисляют концентрацию искомых элементов [5].

В спектрометрический комплекс входит полупроводниковый германиевый детектор с энергетическим разрешением 2 кэВ на гамма-линии радионуклида 60Со с энергией 1333 кэВ, многоканальный анализатор марки DSA-1000 c программным обеспечением. Компьютерная программа обеспечивает обработку сложных спектров гамма-излучения и по аналитическим пикам определяет содержание 30 элементов в исследованных объектах. Единицы измерения содержания микро- и макроэлементов – в мкг/г (микрограмм на грамм).

Pезультаты и обсуждение

В результате нейтронно-активационного анализа растения Papaver angrenicum было определено содержание 3 макроэлементов, 24 микроэлементов и 3 токсичных элементов (см. табл. 1) в образцах растений.

Таблица 1.

Содержание макро-, микро- и токсичных элементов в образцах растений, мкг/г

 

 

Элемент

Содержание, мг/ кг абс. сух. растения

 

 

Элемент

Содержание, мг/ кг абс. сух. растения

 

 

Элемент

Содержание, мг/ кг абс. сух. растения

Макроэлементов

10

Au

0,0017

21

Fe

27

1

Na

37

11

Br

0,1

22

Cs

0,014

2

K

6300

12

La

0,016

23

Ni

1,0

3

Ca

1700

13

Se

0,01

24

Sc

0,0015

Микроэлементы

14

Ce

0,1

25

Th

0,01

4

Mn

18

15

Ba

1,0

26

Cr

0,1

5

Sm

0,01

16

Sr

27

27

Hf

0,016

6

Mo

2,7

17

Rb

10

Токсичные элементы

7

Lu

0,001

18

Zn

45

28

As

0,01

8

U

0,01

19

Co

0,046

29

Hg

0,001

9

Yb

0,01

20

Ta

0,001

30

Sb

0,001

 

Выводы

Таким образом, в результате проведенной работы была определена концентрация 30 макро- и микроэлементов растения Papaver angrenicum, собранного в территории села Ертош, расположенного выше реки Ангрен в Ташкентской области.

Соотношение концентраций железа (Fe) и марганца (Mn) является отражением величины окислительно-восстановительного потенциала, и повышение его за счет возрастания уровня марганца расширяет возможности участия металлов в биохимических реакциях растений [1]. Железо и марганец тесно взаимосвязаны в метаболических процессах, и для нормального развития растения их соотношение должно быть в пределах 1,5–2,5 [3]. Соотношение этих элементов в надземной части Papaver angrenicum составляет 1–1,5, что является почти нормой. Согласно литературным данным, нормальная концентрация цинка (Zn) – 15–150 мг/кг, предположительно максимальное – 300 мг/кг воздушно-сухой массы [3]. Показано, что Papaver angrenicum испытывает дефицит  цинка, что может свидетельствовать о недостатке подвижных форм этого элемента в почве. При этом содержание меди в исследуемом растении находится в норме. Изучению распределения селена (Se) в растениях посвящены многочисленные исследования, однако его физиологическая роль все еще неизвестна. Существует мнение, что селен может вовлекаться в определенные метаболические процессы, особенно в растениях, активно его концентрирующих [2], но необходимость этого элемента для развития растений однозначно не установлена. В траве Papaver angrenicum концентрация селена составляет 0,01 мг/кг. Стронций (Sr) в растениях участвует в обмене веществ, вместе с бором способствует росту корня. В обмене веществ связан с кальцием. Высокое содержание стронция может быть связано с высокой подвижностью Sr и быстрым поглощением его растением [9]. Учитывая разнообразное применение исследуемого растения в народной медицине, мы проанализировали содержание ртути (Hg) как токсичного элемента, регламентируемого для пищевых продуктов. Установлено, что концентрация Hg надземной части Papaver angrenicum не превышает ПДК, принятые для чая [7]. Таким образом, в результате выполненной работы определены концентрации 30 макро- и микроэлементов, содержащихся в траве Papaver angrenicum, произрастающей в экологически чистом селе Ертош, расположенном выше реки Ангрен в Ташкентской области.Способность исследуемого растения к избирательной аккумуляции таких элементов, как калия, кальция, железа и стронция, необходимо принимать во внимание при использовании данного природного сырья для приготовления лекарственных препаратов в галеновых формах, поскольку в настои и отвары переходит около 50% содержащихся в растении микроэлементов [6].

Нейтронно-активационный анализ элементов этого растения был проведен сотрудниками лаборатории экологии и биотехнологии Института ядерной физики Академии наук Узбекистана, за что мы выражаем им искреннюю благодарность.

 

Список литературы:

  1. Бойченко Е.А., Саенко Г.Н., Удельнова Т.М. Изменение соотношения металлов в эволюции растений в биосфере // Очерки современной геохимии и аналитической химии. – М., 1972. – С. 454–459.
  2. Ермаков В.В., Ковальский В.В. Биологическое значение селена. – М., 1974. – 300 с.
  3. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. – М. : Мир, 1989. – 439 с.
  4. Кист А.А., Данилова Е.А., Осинская Н.С. Достижения лаборатории активационного анализа Института ядерной физики Академии наук Республики Узбекистан // Микроэлементы в медицине. – 2016. – № 17 (1). – С. 45–50.
  5. Кузнецов Р.А. Активационный анализ. – М., 1974. – 343 с.
  6. Листов С.А., Петров Н.В., Арзамасцев А.П. О содержании тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье // Фармация. – 1990. – Т. 39. – № 2. – С. 19–25.
  7. Санитарные правила и нормы 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Продовольственное сырье и пищевые продукты. – М., 2002.
  8. Телятьев В.В. Полезные растения Средней Сибири. – Иркутск : Восток – Сиб. Книжный дом, 1985. – 383 с.
  9. Тихомиров Ф.А., Санжарова Н.И., Смирнов Е.Г. Накопление 90Sr травянистыми растениями луга и леса // Лесоведение. – 1976. – № 5. – С. 78–84.
  10. Флора Узбекистана. – Ташкент : Изд. АН Уз ССР, 1955. – С. 43.
  11. Шретер А.И. Лекарственная флора cоветского Дальнего Востока. – М. : Медицина, 1975. – 328 с.
Информация об авторах

стажер-исследователь кафедры химии, Ферганский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Фергана

Research trainee, Department of chemistry, Fergana State University, Republic of Uzbekistan, Fergana

канд. хим. наук, ст. преп. кафедры химии, Ферганский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Фергана

Candidate of Chemical Sciences, Senior Lecturer of the Department of Chemistry of the Fergana State University, Republic of Uzbekistan, Fergana

д-р хим. наук, профессор кафедры химии Ферганского государственного университета, 150100, Узбекистан, г. Фергана, ул. Мураббийлар, 19

doct. of chem. sci., professor of the Department of Chemistry, Ferghana State University, 150100, Uzbekistan, Ferghana, Murabhillar str., 19

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top