ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКРО-МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ Equisetum arvense, Equisetum ramosissimum, Convolvulus arvensis

АННОТАЦИЯ

Проведено изучение макро- и микроэлементaрного состава растений Equisetum arvense, Equisetum ramosissimum, Convolvulus arvensis с использованием эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой. Показаны также ботаническая классификация растений, химический состав и применение их в медицине.

ABSTRACT

This article presents a chemical analysis of the macro- and microelement composition of plants Equisetum arvense, Equisetum ramosissimum, Convolvulus arvensis using an optical emission spectrometer with inductively coupled plasma. The botanical classification of plants, their chemical composition and their use in medicine are also shown.

Ключевые слова: Equisetum arvense, Equisetum ramosissimum, Convolvulus arvensis, макроэлементы, микроэлементы, тяжелые металлы, плазменный ИСП-масс-спектрометрия, биологическая пищевая добавка, народная медицина.

Keywords: Equisetum arvense, Equisetum ramosissimum, Convolvulus arvensis, macroelements, trace elements, heavy metals, plasma ICP-mass spectrometry, biological food additive, folk medicine.

Введение

Растения широко используются человечеством в разных целях с древнейших времён.  Роль растений в народной медицине беспрецедентна. В последние годы применение фитопрепаратов получило свое развитие по причине отсутствия побочных эффектов, наблюдаемых при использовании синтетических медицинских препаратов, синтез которых остается сложным и трудозатратным [1-3]. Преимуществом препаратов из лекарственных растений является их широкий спектр биологической активности, низкая токсичность и возможность длительного применения без значительных побочных эффектов [4]. Растения тысячелистника и плюща также обладают биологической активностью.

Важным видом в мире растений считаются растения семейства саговниковых. Большинство рододендронов — споровые растения. Представителей этого семейства можно встретить в Австралии, Новой Зеландии и других местах, кроме тропической Африки. В Узбекистане произрастают два вида семейства - Equisetum arvense L. и Equisetum ramosissimum Diesf. [5].

E. arvense и E. ramosissimum благодаря своим фармакологическим свойствам используются в медицине с древних времен во многих странах Европы, включая Францию и Германию. По данным Европейского агентства по лекарственным средствам (EMA), экстракты и настои осоки традиционно используются в качестве мочегонных средств как в России, так и за рубежом. Эти фитопрепараты обладают литолитическими свойствами при заболеваниях мочевыводящих путей (пиелит, цистит, уретрит), отеках вследствие сердечной недостаточности, плевритах с большим количеством экссудата, противомикробных, противовоспалительных, бактериально-воспалительных заболеваниях мочевыводящих путей и мочекаменной болезни [6- 9].

Следует отметить, что большинство видов сорго издавна успешно используются местным населением для лечения различных заболеваний. Тысячелистник применяется в народной медицине в Литве при ревматизме, в Армении – при заболеваниях органов дыхания, инфекции, гипоксии, асците. В тибетской и монгольской медицине его применяют как мочегонное средство при мочекаменной болезни, атеросклерозе, общеукрепляющее, анигельминтное средство, для долголетия, а в китайской медицине – для лечения конъюнктивита. Отвар и настой растения применяют при лечении бронхиальной астмы, скарлатины, малярии, дизентерии, люмбаго, радикулита, опухолей и гельминтозов. Имеются сведения о применении сорго при неврозах, хронической сердечной недостаточности, ревматоидном артрите, наружном геморрое, миозитах, нейродермитах, варикозном расширении вен, фурункулезе, дерматитах, экземе. Его применяют в качестве полосканий при заболеваниях полости рта, глотки и при зубной боли. Отвар применяют как кровоостанавливающее средство при гематурии, кровохаркании, метроррагии, спазмофилии, туберкулезе легких, бронхитах, анемиях, колитах, раке пищевода, неврастении, эпилепсии, туберкулезе, для восстановления костей [8-12].

Род Плюща (Convolvulus). В категорию входят многолетние травы и кустарники. Цветки колокольчатые, с 2 небольшими чашелистиками, 3 тычинками, 2 семенами. В Узбекистане произрастают 14 видов группы. Самый распространенный из них – вьюнок полевой.

Ибн Сина относил плющ к желчегонным, растворяющим и очищающим средствам. Свежие листья заживляют большие раны и ожоги. Это также помогает при болях в ушах, язвах и головных болях.

В народной медицине свежеприготовленный сок С. Arvensis применяют наружно для лечения ран. Кроме того, экстракты надземных частей растения применяют как слабительное средство.

В некоторых странах экспериментально установлена возможность применения С. arvensis при лечении заболеваний в качестве бронходилятатора при бронхиальной астме и как антигипертензивного средства при гипертонической болезни. Для этого используют настой растения [13].

Наиболее полным считается комплексное изучение химического состава растений с учетом всех групп биологически активных веществ в растениях, в том числе их элементного состава, представляющего интерес с различных точек зрения. С одной стороны, макро- и микроэлементы являются биологически активными веществами растений, играющими важную роль в жизнедеятельности организмов, оказывающими как самостоятельное фармакологическое действие, так и усиливающими свойства биологически активных комплексов (БАК) растений [14].

Результаты исследований показывают, что растение содержит большое количество минеральных веществ – кальция, фосфора, железа, марганца и оксида кремния [15,16].

Установлено, что E. arvense содержит 8,69% силикатов, включающих силикаты кальция (1,3%), калия (1,8%), натрия, цинка и магния [17].

Российские исследователи, изучая Equisetum pratense, Equisetum sylvaticum, Equisetum fluviatile, Equisetum palustre, Equisetum xlitorale, Equisetum huemale, Equisetum scirpoides, Equisetum variegatum, Equisetum ramosissimum, обнаружили в них 38 различных элементов[14].

 В верхушках вьюнка полевого содержится 6,1% общей золы, 4,52% кислотонерастворимой золы, 5,85% водорастворимой золы, 12,19% спиртового экстракта, 5% эфирорастворимого вещества и 8% растворимого в CHCl₃ вещества [18].

Когда был проанализирован вид Convunvulus prostrates, растущий в регионе Пакистана, было обнаружено, что растение содержит такие макроэлементы, как Ca, P, N, S, Na, K, Mg и микроэлементы, такие как Fe, Si, Al, Cu [19].

 Convolvulus arvensis L. содержит Zn 15.36, Cu 7.92, Cr 1.30, Ni 2.70, Co 4.39, Cd 1.21, Mg 13342.76, Pb 3.18, Mn 79.34, Fe 395.77, K 9234.0, Na 120.26, Ca 12342.7 6 мг/кг.  [20].

По данным другого исследования у растения C. arvensis было определено наличие Zn 17.38, Cu 8.93, Cr 1.20, Ni 2.60, Co 4.33 Cd 1.23, Pb 3.15, Mn 77.35, Fe 391.88, K 9435.00, Na 122.28, Ca 13343.75, Mg 2241.88 мг/кг [21].

Как видно, количественный состав микро- и макроэлементов растений разнится, что, скорее всего, связано с местом и климатическими условиями произрастания.

Цель настоящего исследования заключается в определении макро- и микроэлементов в растениях Equiseti arvensis, Equisetum ramosissimum и Convolvulus arvensis, произрастающих на территории Республики Узбекистан.

Материалы и методы исследования

Для изучения качества и количества имеющихся в растении макро- и микроэлементов собирали надземную часть растения - стебель, не образующий летние споры, на высоте 5 см от земли. Собранное растение промывали от остатков почвы и сушили в тенистом месте[22].

Объект исследования. Да вида хвоща полевого Equiseti arvensis (экз. № 1), Equisetum ramosissimum (экз. № 2) и вьюнка полевого - Convolvulus arvensis (экз. № 3) массой по 0,1000 г измельчали в лабораторной мельнице и загружали в тефлоновые автоклавы, куда добавляли 3 мл концентрированной азотной кислоты (HNO₃) с квалификацией «хч» и 2 мл концентрированной перекиси водорода (H₂O₂).

Проводили автоклавное разложение образцов с использованием оборудования BergHOFF по соответствующей программе, заложенной в интерфейсе: подъем температуры от 50 до 230 ⁰С при максимальном давлении 40 бар в течение 35 -45 минут.

После завершения автоклавного разложения и охлаждения до комнатной температуры образцы переносили в мерные колбы на 100 мл и разбавляли бидистиллированной водой до метки.

Качественный и количественный анализ макро- и микроэлементов образцов проводили на оптико-эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Avio-200 (ICP-OES) фирмы Perkin Elmer.

Параметры устройства: мощность плазмы 1200 Вт, время интегрирования 0,1 сек. Калибровку прибора и количественные расчеты проводили с использованием многоэлементного калибровочного стандарта AgilentTechnologies (30 элементов).

Результаты и их обсуждение

Equiseti Arvensis и Equisetum ramosissimum. Установлено, что в растительных образцах присутствуют 16 и 23 макро- и микроэлемента, соответственно. Их общая сумма в образцах E. Arvensis составляет 150,233мг/10г, а в E. Ramosissimumа - 167,291 мг/10 г.

В надземной части растений хвоща определены 7 макроэлементов, таких как Ca, K, Na, Mg, S, P и Fe, общее количество которых составляет 149,708 и 163,875 мг/10г для Equiseti Arvensis и Equisetum ramosissimum, соответственно. Количество макроэлементов в составе E. Arvensis уменьшаются в порядке K ˃ Ca ˃ S ˃ Mg ˃ P ˃ Na ˃ Fe. Однако, в E. Ramosissimum содержание Mg больше S, а содержание макроэлементов уменьшается в ряду K ˃ Ca ˃ Mg ˃ S ˃ P ˃ Na ˃ Fe (Таблицы 1 и 2).

Таблица 1.

Содержание макроэлементов в растениях Equiseti arvensis и Equisetum ramosissimum

Таблица 2.

Содержание микроэлементов в растениях Equiseti arvensis и Equisetum ramosissimum

Состав проб Convolvulus arvensis анализировали по 30 стандартам. В растении присутствуют 23 макро и микроэлемента, общим количеством 83,832 мг/10 г. В надземной части растения также обнаружены макроэлементы – К, Na, Са, Mg, Fe, P и S, общее содержание которых составляет 81,43 мг/10 г. Количество макроэлементов уменьшается в порядке K ˃ Ca ˃ Mg ˃ P ˃ S ˃ Na ˃ Fe. 15 из выявленных общих элементов являются микроэлементами (Li, Al, Mo, Se, Sr, Cr, Mn, B, Cd, V, Zn, Cu, Co, Ni, Si). (Таблица 3)

Таблица 3.

Содержание элементов в растении Convolvulus arvensis

Анализ показал присутствие особо токсичных тяжелых металлов Cd и Pb в количествах от 0,002 мг/10 г до 0,027 мг/10 г для Cd и от 0,02 мг/10 г до 0,754 мг/10 г для Pb во всех образцах растений. Наименьшее содержание этих тяжелых металлов обнаружено во вьюнке полевом: Cd (0,027) и Pb (0,02 мг/10 г.).

Выводы

Результаты исследований показывают, что всего в растительных образцах содержится 23 химических элемента. Количество тяжелых металлов, таких как свинец, мышьяк, кадмий, в составе растений не превышает предельно допустимых концентраций и соответствует санитарным требованиям. Наряду с другими биологически активными соединениями выявлены элементы, которые можно рассматривать как хемотаксономические признаки. E. ramosissimum, E. arvensis, Convolvulus arvensisв составе растений обилие таких элементов, как калий, кальций, магний, кремний, железо, цинк, марганец и медь, доказывает, что они в дальнейшем станут основой для создания препаратов на основе БАК для коррекции минерального баланса.

Список литературы:

1. Аскаров И. Р. Химия товаров. - Т.: Издательский дом науки и технологий. – 775 стр.
2. Аскаров И. Р. Taбобат қомуси. - Т.: Мумтоз сўз. 2019. – 1016-1017 стр.
3. Алексеева, Е. Фитопрепараты в современной рациональной фармакотерапии // Рос.аптеки. -2002. - Т2. -C. 23-27.
4. Булаев, В.М., Ших, Е.В., Сычев, Д.А. Безопасность и эффективность лекарственных растений: учеб.пос. – 2-е изд. Москва, Практическая медицина, 2013. - С. 1-272.
5. Tajiboyev M. M., Askarov I. R., Imomova M. Y. Analysis of free amino acid content in arvense and ramosissimum needles. Научный Вестник. ФерГУ. 6-2023. c. 51-54
6. Abdul Ghani, Zulfaqar Ali, Muhammad Ishtiaq, Mehwish Maqbool, Saira Parveen. Estimation of macro and micro nutrients in some important medicinal plants of Soon Valley, District Khushab, Pakistan. African Journal of Biotechnology. 2012, Vol. 11, p. 78, 10.5897/AJB12.762.
7.  Shazia Jabeen, Muhammad Tahir Shah, Sardar Khan, Muhammad Qasim Hayat. Determination of major and trace elements in ten important folk therapeutic plants of Haripur basin, Pakistan. Journal of Medicinal Plants Research 7, 2010. Vol. 4, pp. 559-566.
8. Asqarov. I. R., Ubaydullayev K. Za’faron gultumshuqchalarining makro va mikroelementlar tahlili. T. 2, 2023, Journal of Cemistry of Goods and Traditional Medicine, Vol. 2, pp. 44-54.
9. Куркин В.А. Фармакогнозия. Самара, 2007. С. 827–832
10. Гончарова Т.А. Энциклопедия лекарственных растений. Лечение травами. М., 2004. Т. 1. С. 88–90.
11. Кукес В.Г. Фитотерапия с основами клинической фармакологии. М.: Медицина, 1999. С. 73.
12. Assessment report on Equisetum arvense L., herba Final. s.l. : European Medicines Agency, 2016.
13. Equisetum aervens: Pharmacology and Phytochemistry- A review. Sandhu N. S., Kaur S., Chopra D. 2010, Asian J. Pharmaceut. Clin. Res., Vol. 3, pp. 146-150.
14. Булаев, В.М., Ших, Е.В., Сычев, Д.А. Безопасность и эффективность лекарственных растений: учеб.пос. – 2-е изд. Москва, Практическая медицина, 2013. - С. 1-272.
15. Имомова М.Ё., Хошимов Д.Ю., Мамадалиев М.Р. Изучение и сравнительный анализ химического состава зиры (Cuminiumcyminum) // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2023. 7(109). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/15645 (дата обращения: 14.02.2024)..
16. Jo’rayeva, M.A. Dorivor o’simliklar atlasi. Toshkent: Noshir nashriyoti, 2016. pp. 52-53 .
17. Коломиец Н.Э., Агеева Л.Д., Абрамец Н.Ю. Элементный состав видов рода Equisetum L. // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 8-6. – С. 1418-1421;
18. Sandhu N. S., Kaur, S. and Chopra D. Equisetum aervens: Pharmacology and Phytochemistry- A review. Asian J. Pharmaceut. 3, 2010, pp. 146-150.
19. Law C. Exley. C. New insight into silica deposition in horsetail (Equisetum arvense L.). BMC Plant Biol 11. p. 112.
20. Sola-Rabada A., Rinck J., Belton D., Powell A., Perry C. Isolation of a wide range of minerals from a thermally treated plant: Equisetum arvense L., a Mare’s tale. Journal of Biological Inorganic Chemistry. Vol. 21. 2016,, , pp. 101–112.
21. Kaur M, Kalia A. N. Pharmacognostic parameters and phytochemical screening of Convolvulus arvensis Linn. International Research Journal of Pharmacy, Vol. 3, 10. 2012, pp. 162-163.
22. Ulfat Samreen, Muhammad Ibrar, Lal Badshah. Nutritional and elemental analysis of some selected. Advances in Plants & Agriculture Research 1. 2016, Vol. 4, pp. 123-141.