АНТИРАДИКАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ЭКСТРАКТА ЦИСТАНХЕ СОЛОНЧАКОВОЙ (Cistanche salsa)

АННОТАЦИЯ

В данной статье изучена антирадикальная активность (АРА) экстракта пустынного растения Cistanche salsa (C.A. Mey.) G. Beck. В исследовании использовались образцы экстракта, полученные с использованием 70%-ного этилового спирта. Антирадикальная активность оценивалась методом DPPH, а результаты фиксировались спектрофотометрическим методом.

Сравнительным эталоном для оценки антирадикальной активности служил раствор аскорбиновой кислоты с концентрацией 1 мг/мл, приготовленный в этиловом спирте.Полученные результаты подтвердили, что экстракт Cistanche salsa проявляет значительные антиоксидантные свойства за счёт содержания биоактивных компонентов.

Установлено, что данный растительный экстракт является перспективным источником природных антиоксидантов для использования в фармацевтической и пищевой промышленности.

ABSTRACT

This article investigates the antiradical activity (ARA) of the extract of the desert plant Cistanche salsa (C.A. Mey.) G. Beck. The study used extract samples obtained with 70% ethyl alcohol. The antiradical activity was evaluated using the DPPH method, and the results were recorded spectrophotometrically.

During the experiment, the ability of the extract to neutralize free radicals was determined, and its effectiveness was compared with that of ascorbic acid. The results confirmed that the Cistanche salsa extract exhibits significant antioxidant properties due to the presence of bioactive components.

It has been established that this plant extract is a promising source of natural antioxidants for use in the pharmaceutical and food industries.

Ключевые слова: Cistanche salsa, антирадикальная активность, антиоксидант, тест DPPH, аскорбиновая кислота, флавоноиды, полифенолы.

Keywords: Cistanche salsa, antiradical activity, antioxidant, DPPH test, ascorbic acid, flavonoids, polyphenols.

Введение. В последние годы активно изучается роль свободнорадикальных процессов в биологических системах. При нарушении баланса окислительно-восстановительных реакций в организме развивается оксидативный стресс, который может привести к развитию различных патологических состояний [3].

В защите организма от подобных неблагоприятных воздействий важную роль играют эндогенные антиоксидантные системы — такие ферменты, как супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза, а также белки, связывающие железо (ферритин, трансферрин) [12]. Однако в некоторых случаях активность этих защитных систем оказывается недостаточной.

В таких ситуациях для дополнительной защиты организма необходимы экзогенные антиоксиданты, поступающие извне, в частности полифенолы, флавоноиды и другие биоактивные соединения. Природные растительные экстракты, содержащие различные полифенолы, флавоноиды, алкалоиды и другие биоактивные вещества, обладают выраженной антиоксидантной активностью и широко применяются в фармацевтике и медицине [9, 10, 11]. Поэтому поиск эффективных источников природных антиоксидантов из растительного сырья является одной из актуальных задач современной науки.

Одним из таких перспективных источников является Cistanche salsa. Это многолетнее полупаразитическое растение из семейства Orobanchaceae, распространённое в пустынных и полупустынных районах Центральной Азии, включая Узбекистан, Казахстан и Китай [4].

В народной медицине растения рода Cistanche издавна использовались как тонизирующие, иммуномодулирующие, противостарящие и гепатопротекторныеи замедляющие биологическое старение организма средства [2]. В ходе исследований в составе Cistanche salsa были выявлены фенольные соединения, флавоноиды, иридоидные гликозиды и полисахариды, обеспечивающие антиоксидантные, противовоспалительные и нейропротекторные свойства растения [7].

В настоящем исследовании антирадикальная активность (АРА) экстракта пустынного растения Cistanche salsa оценивалась с использованием теста DPPH.

Цель данного исследования — определить антирадикальную активность (АРА) экстракта пустынного растения Cistanche salsa и сравнить её со стандартным антиоксидантом — аскорбиновой кислотой.

Результаты исследования направлены на оценку способности данного растительного экстракта нейтрализовать свободные радикалы, а также на определение перспектив его применения в фармакологии и пищевой промышленности в качестве природного источника антиоксидантов.

Материалы и методы. Для исследованияиспользовались образцы растения Cistanche salsa (C.A. Mey.) G. Beck. Подземная часть растения была собрана в период вегетации, высушена и измельчена до состояния, пригодного для экстракции.

Высушенное и предварительно измельчённое растительное сырьё экстрагировали 70%-ным этиловым спиртом. Экстракцию проводили на водяной бане при температуре 40–50 °C, после чего раствор фильтровали и концентрировали под вакуумом. Полученный экстракт растворяли в спиртовом растворе (1 мг/мл) для проведения теста DPPH.

Антирадикальная активность образцов определялась стандартным методом, основанным на измерении кинетики изменения оптической плотности спиртового раствора 1,1-дифенил-2-пикрилгидразила (DPPH). Концентрация свободного радикала составляла 0,1 мМ.

Образцы объемам 100, 200, 300, 400 и 500 мкл добавляли к раствору DPPH. Изменение оптической плотности спиртового раствора DPPH измеряли с помощью спектрофотометра UV-5100 при длине оптического пути 1 см и общем объёме 3 мл.

В данном методе изменение окраски раствора DPPH от фиолетового до желтоватого указывает на способность антиоксидантных веществ нейтрализовать свободные радикалы. Антирадикальная активность (%) рассчитывалась по следующему уравнению:

Здесь D₀ — начальная оптическая плотность раствора DPPH, а D₁ — оптическая плотность после добавления экстракта. Каждое измерение проводилось трижды, после чего рассчитывались средние значения. На основании полученных данных были определены показатели IC₅₀ (концентрация, ингибирующая 50 % радикалов) и t₅₀ (время, необходимое для снижения концентрации радикала DPPH на 50 %), по которым оценивалась антирадикальная активность экстрактов.

Результаты и обсуждение

В последние годы наблюдается повышенный интерес к изучению роли активных форм кислорода (АФК) в патогенезе различных заболеваний. АФК образуются в процессе естественных физиологических реакций и необходимы для поддержания иммунной системы организма, передачи клеточных сигналов и синтеза гормонов.

С другой стороны, избыток прооксидантов вызывает развитие окислительного стресса, что может привести к повреждению белков, клеточных мембран и нуклеиновых кислот. Последствия воздействия свободных радикалов наиболее выражены при сердечно-сосудистых, бронхолёгочных и онкологических заболеваниях.

Антиоксидантная система организма поддерживает необходимый уровень АФК, однако в некоторых случаях её функционирование нарушается, что приводит к развитию патологических процессов. В связи с этим в данном исследовании была изучена антирадикальная активность суммарного экстракта Сistanchesalsa полисахаридов и фенольных соединении [3, 12]

Поскольку антиоксиданты могут обладать различными механизмами действия, для оценки их активности рекомендуется использовать несколько методов. В настоящем исследовании антирадикальная активность (АРА) образцов оценивалась по отношению к свободному радикалу DPPH.

При добавлении исследуемых соединений в спиртовой раствор DPPH молекулы свободного радикала переходят в нерадикальную форму, что приводит к изменению окраски интенсивно-фиолетового раствора DPPH.

На рисунке 1 представлена кинетика изменения оптической плотности раствора DPPH после добавления исследуемых образцов.

Для сравнения АРА исследуемых образцов из предварительно приготовленного раствора была выбрана концентрация каждого экстракта 50 мкл. Согласно полученным данным, после добавления в спиртовый раствор DPPH исследуемого экстракта № 1 наблюдалось снижение оптической плотности раствора DPPH, что свидетельствует о проявлении антирадикальной активности (рис. 1).

Рисунок 1. Изменение оптической плотности спиртового раствора DPPH во времени после добавления исследуемых образцов по сравнению с контролем

Концентрация DPPH составляла 0,1 мМ. Измерения проводились при 20 °C сразу после добавления исследуемого экстракта. Концентрация исследуемых образцов составляла 50 мкл из предварительно приготовленного раствора (1 мг/мл).

Экспериментальные данные показывают, что образец № 1 обладает способностью к нейтрализации свободных радикалов. В реакции DPPH с экстрактами t50 при 20°С составляет для 10 мкл – 6±0,4 секунд, для 100 мкл – 15 ± 0,5 секунд и для 150 мкл – 24±0,4, следовательно, по реакционной способности, по данному показателю, обладают одинаковой активностью.

Таблица 1.

Значения IC₅₀ и t₅₀ для снижения концентрации DPPH на 50% при взаимодействии с экстрактами

Полученные результаты показали, что экстракт Cistanche salsa обладает способностью нейтрализовать свободные радикалы. Антирадикальная активность, определённая на основе теста DPPH, вероятно, обусловлена наличием в экстракте биоактивных компонентов — прежде всегополифенолов, флавоноидов и полисахаридов. Эти данные согласуются с результатами, приведёнными в других исследованиях.

Так, для экстрактов Cistanche deserticola было установлено, что содержащиеся в них полисахариды и фенольные соединения проявляют высокую антиоксидантную активность [8, 13]. Cistanche tubulosa известна своей способностью эффективно нейтрализовать DPPH-радикалы благодаря иридоидным гликозидам и флавоноидам, при этом значения IC₅₀ близки к показателям C. salsa [8]. Кроме того, экстракты Cistanche phelypaea также демонстрировали высокую антиоксидантную активность в тестах DPPH и ABTS [1, 5].

Сравнительный анализ показывает, что растения рода Cistanche обладают общей биологической особенностью — способностью подавлять свободные радикалы. Однако различия в содержании и соотношении отдельных компонентов их химического состава приводят к варьированию уровня антиоксидантной активности.

В нашем исследовании экстракт Cistanche salsa продемонстрировал антиоксидантную активность на среднем уровне по сравнению с аскорбиновой кислотой. Эти результаты согласуются с литературными данными, полученными для других видов Cistanche.

Таким образом, Cistanche salsa, как и другие родственные виды, представляет собой перспективный природный источник антиоксидантов. Согласно литературным данным, наибольшая антирадикальная активность наблюдается у экстрактов, содержащих высокие концентрации полифенолов и флавоноидов.

В дальнейшем необходимо провести детальное исследование состава экстракта, определить содержание фенольных, флавоноидных и других биоактивных соединений, а также подтвердить активность in vivo.

Так, для экстрактов Cistanche deserticola было установлено, что содержащиеся в них фенольные соединения проявляют высокую антиоксидантную активность [7, 6]. Кроме того, экстракты Cistanche phelypaea также демонстрировали высокую антиоксидантную активность в тестах DPPH и ABTS [1].

Выводы

Согласно результатам исследования, экстракт Cistanche salsa проявил выраженную антирадикальную активность по отношению к радикалу DPPH.
В диапазоне концентраций 10–150 мкл экстракт снижал оптическую плотность раствора DPPH, что подтверждает его способность нейтрализовать свободные радикалы.

Полифенолы, флавоноиды и другие вторичные метаболиты, содержащиеся в Cistanche salsa, являются основными компонентами, формирующими её антиоксидантные свойства.

Полученные результаты указывают на возможность использования экстракта данного растения в фармацевтической и пищевой промышленности в качестве природного антиоксидантного средства.

В дальнейшем рекомендуется определить химический состав экстракта (содержание полифенолов, флавоноидов, танинов) и оценить его антиоксидантную эффективность in vivo.

Список литературы:

1. Al-Qura’n S. Phytochemical and antioxidant activity of Cistanche phelypaea (Orobanchaceae) // Journal of Medicinal Plants Research. – 2016. – Vol. 10, № 25. – P. 365–371.
2. Djeridane A., Yousfi M., Nadjemi B., Boutassouna D., Stocker P., Vidal N. Antioxidant activity of some Algerian medicinal plant extracts containing phenolic compounds // Food Chemistry. – 2006. – Vol. 97, № 4. – P. 654–660.
3. Halliwell B., Gutteridge J. M. C. Free Radicals in Biology and Medicine. – Oxford: Clarendon Press, 2015. – 905 p.
4. Heim K. E., Tagliaferro A. R., Bobilya D. J. Flavonoid antioxidants: chemistry, metabolism and structure-activity relationships // Journal of Nutritional Biochemistry. – 2002. – Vol. 13, № 10. – P. 572–584.
5. Clinical Phytoscience [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://clinphytoscience.springeropen.com/articles/10.1186/s40816-016-0037-0/tables/2 (дата обращения: 01.11.2025).
6. Jiang H. Y., Ma R. A., Ji F. L., Liu Y., Wang B., Fu S. Q., Ma L. S., Wang S., Liu C. X., Guo Z., Li R., Wang Y. C., Sun W., Dong L., Dong C. X., Sun D. Q. Structure characterization of polysaccharides from Cistanche deserticola and their neuroprotective effects against oxidative stress in slow transit constipation mice // International Journal of Biological Macromolecules. – 2024. – Vol. 260, Pt 2. – Art. 129527. – DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.129527.
7. Jiang Y., Tu P. F. Analysis of chemical constituents in Cistanche deserticola and Cistanche tubulosa by HPLC-ESI-MS // Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. – 2009. – Vol. 49. – P. 111–118.
8. Morikawa T., Matsuda H., Ueda K., Yoshikawa M. Phenylethanoid glycosides from the desert plant Cistanche tubulosa and their antioxidant activity // Chemical and Pharmaceutical Bulletin. – 2010. – Vol. 58, № 7. – P. 927–933.
9. Panche A. N., Diwan A. D., Chandra S. R. Flavonoids: an overview // Journal of Nutritional Science. – 2016. – Vol. 5. – P. e47.
10. Pateiro M., Gómez-Salazar J. A., Jaime-Patlán M., Sosa-Morales M. E., Lorenzo J. M. Plant extracts obtained with green solvents as natural antioxidants in fresh meat products // Antioxidants. – 2021. – Vol. 10, № 2. – Art. 181. – DOI: 10.3390/antiox10020181.
11. Rathod N. B., Elabed N., Punia S., Ozogul F., Kim S.-K., Rocha J. M. Recent developments in polyphenol applications on human health: a review with current knowledge // Plants. – 2023. – Vol. 12, № 6. – Art. 1217. – DOI: 10.3390/plants12061217.
12. Valko M., Leibfritz D., Moncol J., Cronin M. T. D., Mazur M., Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease // International Journal of Biochemistry and Cell Biology. – 2007. – Vol. 39, № 1. – P. 44–84.
13. Zhang Y., Li H., Zhao M., Wang J., Liu X. Analysis of phenylethanoid glycosides and antioxidant activity of Cistanche deserticola from different areas // Journal of Northwest A & F University (Natural Science Edition). – 2021. – Vol. 49, № 4. – P. 125–134.