Анатомо-морфологическое исследование Artemisia cina Berg

В Казахском Национальном медицинском университете имени С.Д. Асфендиярова, совместно с учеными School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences and Trinity Sciences Biomedical Institute, Trinity College (Дублин, Ирландия) проводятся научные исследования флоры Казахстана с целью изучения возможности их применения в медицине и фармации. Большой интерес вызывают биологически активные терпеноиды, в часности сесквитерпеновые лактоны, богатейшими и мало изученными источниками которых служат виды рода Artemisia L. Род полынь –Artemisia L. (семейство астровые –Asteraceae) объединяет свыше 400 видов, распространенных главным образом в умеренной зоне северного полушария, из которых в СНГ произрастает 174 вида. Полыни широко распространены в различных экологических условиях: в лугах, в лесах, степях, пустынях, горах, тундре, некоторые из них являются сорняками во всех зонах [1]. Особое внимание уделено траве полыни цитварной, являющейся эндемическим растением Средней Азии и Казахстана. Широкий спектр биологически активных ве- raw materials, macroscopy, microscopy, ществ и недостаточная изученность их как потенциального объекта для создания лекарственных фитосубстанций явились основанием для полномасштабных исследований учеными вышеуказанных школ Фармации.

Для создания нового потенциального лекарственного средства необходимо провести стандартизацию сырья полыни цитварной.

Объекты и методы исследования

Объектами исследования явились надземные органы (листья, стебли и соцветия) лекарственного растительного сырья травы полыни цитварной ( Artemisia cina Berg.). Образцы растительного сырья Artemisia cina Berg. Были собраны в июле-августе 2015 года, в фазе бутонизации-цветения в ЮжноКазахстанской области.

Микроскопические исследования были проведены на растительном материале, который был зафиксирован в смеси спирта, глицерина и воды в соотношении 1:1:1[2-4].

При изготовлении и описании препаратов использовались общепринятые в анатомии растений методы [5-7].

Придерживаясь методических указаний, поперечные срезы вегетативных органов проводили в фазу цветения, так как именно в эту фазу структурные анатомические элементы органов растений имеют наибольшую целостность.

Микроскопические исследования проводили при определении морфологических и анатомических особенностей стеблей и листьев. При характеристике стеблей особое значение имеют следующие признаки: на поперечном срезе, при малом увеличении (10х) необходимо выделить первичную кору, чаще всего занимающую большую часть сечения корня, и относительно узкий центральный цилиндр. Описывается их общее очертание, форма и строение клеток, а также распределение элементов ксилемы и флоэмы.

Срезы стеблей делали в их базальной части по всей их длине через каждые 2-3 см. Для изучения брали растения определенного возраста, но основное внимание было уделено средневозрастным генеративным растениям, дающим основную массу сырья при исследовании видов.

Анатомические препараты были изготовлены с помощью микротома с замораживающим устройством ОЛ-ЗСО (Инмедпром, Россия), а также делались вручную – с помощью обыкновенных бритв, с двояковогнутым лезвием. Толщина анатомических срезов составляла 10-15 мкм. Для количественного анализа проведено измерение морфометрических показателей с помощью окуляр-мик-рометра МОВ-1-15 (при объективе х 9, увеличении х 10,7). Микрофотографии анатомических срезов были сделаны на микроскопе MC 300 (Micros, Австрия) с видеокамерой CAMV400/1.3M (jProbe, Япония).

Описание внешних признаков выполнено в соответствии с требованиями ГФ РК [8,9].

Результаты и их обсуждение

Морфологические особенности.

Artemisia cina Berg.– это пустынный полукустарник с длинным корнем (до 1-2 м) и ветвистым, внизу деревянистым стеблем (сначала волосистые, затем голые, гладкие, с желтоватой корой) высотой 30-40 (до 70) см. имеет специфический камфорный запах. Листья очередные, дважды перисторассеченные, дольки мелкие, узколинейные, короткозаостренные, длиной 2-5 мм. Нижние стеблевые листья черешковые двоякоперисторассечен-ные, длиной 3-6 см, опушенные, сизые; средние стеблевые листья сидячие, постепенно упрощающиеся и уменьшающиеся в размере

(длиной до 1,5 см), слабоопушенные, зеленые; верхние листья простые, линейно-ланцетовидные, длинной до 5 мм. К моменту цветения большинство листьев, за исключением самых верхних, опадает. Цветки собраны в мелкие корзинки, образующие густые сложные метельчатые соцветия.

Нераспустившиеся цветочные корзиночки продолговато-яйцевидной формы, сидячие, длиной 2 – 4 мм, шириной 1 – 1,5 мм; в период бутонизации 1,5-3 мм и 3-5 мм во время цветения, у верхушки и основания заостренные по внешнему виду похожи на мелкие семена, поэтому их часто неправильно называют «цитварное семя». Корзинки сидят на ветвях, образующих в верхней части генеративных побегов длинные, узкие, пирамидальные метелки. Каждый цветок имеет 5-лепест-ный венчик, сросшийся в трубку, 5 тычинок, сросшихся пыльниками, и пестик с нижней завязью. Венчики желтые или пурпурные, пыльники и рыльца желтые. Плод – серая, яйцевидная, бороздчатая семянка, длинной 1,01,5 мм, с одной стороны слегка выпуклая. Вес 1000 семянок – 0,2-0,3г.

Полынь цветет поздно, в августе – сентябре, к этому времени листья засыхают, опадают, а стебли принимают красно-бурый оттенок; семена созревают в октябре, примерно через месяц после цветения. Все растение ядовито, имеет неприятный своеобразный запах; вкус горький, пряный. Морфологическое описание соответствует Флоре Казахстана [10].

Микроскопические признаки лекарственного растительного сырья

Форма поперечного среза листа – округлая. При рассмотрении листа Artemisia cina Berg. с поверхности (20х) видны крупные клетки эпидермы с утолщённым слоем кутикулы и незначительным количеством устьиц; толщина эпидермального слоя 9,55±0,49 мкм. Под эпидермисом прослеживается слой колленхимы. В листе клетки мезофилла зола-терального типа (не наблюдается разница в анатомическом строении обеих сторон пластинки, т. е. нет деления на палисадную и губчатую паренхиму и весь мезофилл имеет однородное строение). Устьица встречаются в небольшом количестве. Межклетники крупные, чаще всего встречаются над клетками устьиц. Толщина мезофилла листовой пластинки в среднем составляет 66,18±0,95 мкм. Клетки палисадного мезофилла расположены в 2-3 слоя. Мезофилл примыкает к эпидерме, в ряде случаев в мезофилле листа встречаются схизогенные вместилища. Вокруг проводящих пучков развиты механические элементы. Проводящие пучки - коллатеральные закрытые. Проводящие пучки в числе трех. В структуре пучков хорошо развиты флоэма и ксилема. К пучкам примыкают группы клеток с неравномерно утолщёнными стенками (участки склеренхимы). Напротив крупной жилки под кожицей расположены единичные колленхимные клетки. Среднее значение диаметра проводящих пучков 21,31±3,74 мкм. В структуре листа полыни цитварной отмечены включения округлой формы. На поверхности листовой пластинки встречаются эпидермальные образования в виде эфирно-масличных желёзок. Общая толщина листа в среднем -90,22±1,48 мкм (рис. 1).

Рисунок 1 - Анатомическое строение листа Artemisia cina Berg

1 - эпидерма листа, 2 - палисадный мезофилл, 3- проводящие пучки, 4 - склеренхимная обкладка проводящего пучка, 5 - межклетники, 6 - эфирно-масличная желёзка

Форма стебля на срезе - округлая и ребристая. На поперечном срезе стебель полыни цитварной имеет следующее строение: снаружи стебель покрыт кожицей с толстой кутикулой, сильное развитие кутикулы связано с засушливыми условиями произрастания полыни. Клетки кожицы в поверхностном срезе округлые с сильно утолщенными стенками. Устьица мелкие, овальной формы с 3-4 сопровождающими клетками. Под кутикулой залегает один ряд более крупных клеток эпидермиса, за которым следует ряд мелкозернистых клеток гиподермы. Под гиподермой располагаются участки хлорофиллоносной ткани, состоящей из 2-3 рядов однородных изодиаметрических клеток. В клетках хлорофиллоносной ткани находятся крахмальные зерна. Лежащие рядом с хлорофиллоносной тканью клетки основной паренхимы - более крупные, округлой или овальной формы с тонкими стенками. Нижний ряд клеток, примыкающих к мощному склеренхимному поясу (склеренхимное сплошное коль- цо), имеет утолщенные одревесневшие стенки. Основную часть центрального цилиндра занимают частично слившиеся сосудисто-волокнистые пучки коллатерального типа. Между вторичной флоэмой и вторичной ксилемой видна прослойка камбия. Вторичная флоэма на продольных срезах представлена крупными ситовидными трубками и тонкостенной лубяной паренхимой. Вторичная ксилема состоит из сетчатых сосудов, трахеид с окаймленными порами и древесных волокон с простыми порами. Сосуды первичной ксилемы, непосредственно прилегающие к сердцевине, имеют кольчатые и спиральные утолщения стенок. К основным биометрическим показателям стебля относятся: толщина первичной коры 20,45±0,86 мкм, диаметр центрального цилиндра 105,34±12,37 мкм, площадь ксилемных сосудов 27,120±8,99 кв. мкм. На поперечном срезе, в толще центрального цилиндра, отмечаются включения оранжевого цвета (рис. 2).

Рисунок 2 - Анатомическое строение стебля Artemisia cina Berg.

1 – эпидерма, 2- паренхима мезодермы, 3- эндодерма, 4 - склеренхима, 5 – проводящие пучки, 6 - паренхима сердцевины, 7 – включения

В результате окрашивания железоаммонийными квасцами листа обвертки флавоноиды приобрели округлую форму и были окрашены в темно-коричневый цвет. На по- верхности окрашенного препарата листа обвертки полыни цитварной видны клетки с жидкостным содержимым (флавоноиды) (рис. 3).

Рисунок 3 – Поверхностный окрашенный препарат листа обвертки полыни цитварной 1 - Эфирно-масличные желёзки.

Выводы

Таким образом, в результате проведенных анатомо-морфологических исследований установлено, что диагностическим признаком травы полыни цитварной является наличие эфиромасличных железок, строение которых характерно для растений семейства сложноцветных. К диагностическим признакам сырья полыни цитварной относятся: клетки эпидермиса мелкие, вытянутой формы. Трихомы двух типов: простые одноклеточные и железистые. Пучки коллатеральные открытые, полная сердцевина.

Центральная жилка листа заполнена основной частью живых паренхимных клеток, состоит из центрального и двух боковых проводящих пучков. C обеих сторон жилки эпидерма подстилается несколькими слоями клеток колленхимы.

Тип строения стебля полыни цитварной пучковый, проводящие пучки коллатеральные открытые, склеренхима образует кольцо над пучками, сердцевина полная, ее занимают живые паренхимные клетки.

Экспериментальные данные подтверждены достоверными фотографиями морфологических признаков цельного и измельченного сырья листьев полыни цитварной. Детальное изучение анатомического строения листьев позволяет уточнить диагностические микроскопические признаки.

Результаты исследования высушенного фрагментированного сырья надземной части будут использоваться для стандартизации при идентификации анатомо-морфологических признаков в части микроскопия. На основании полученных данных будут разработаны нормативные документы, спецификация ка- чества, аналитический нормативный документ лекарственного растительного сырья травы полыни цитварной в соответствии с требованиями ГФ РК.