Исследование минерального состава кермека ферганского (Limonium ferganense), эндемичного вида Центральной Азии

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 543.423.1                                      

Limonium — крупный и таксономически разнообразный род, включающий около 600 видов цветковых растений семейства Plumbaginaceae [1].

Представители этого рода широко распространены в прибрежных, солончаковых и засушливых местах обитания, и показано, что некоторые виды Limonium обладают потенциальными фармакологическими свойствами [2].

Рисунок 1. Внешний вид L. ferganense в период цветения (A) и вегетации (B).

Анализ минерального состава видов Limonium имеет важное значение с экологической и фармакологической точек зрения. Cпособность этих растений накапливать элементы тесно связана с механизмами адаптации к стрессовым условиям окружающей среды. Изучение элементного состава позволяет глубже понять физиологические механизмы, обеспечивающие выживание видов Limonium в почвах, богатых солями и тяжёлыми металлами [3].

Эти элементы не только способствуют выживанию растений Limonium в экстремальных условиях, но и определяют их лекарственные свойства, в частности антиоксидантную, противовоспалительную и антимикробную активность. Макроэлементы, такие как калий (K), кальций (Ca), магний (Mg) и натрий (Na), играют важную роль в поддержании нормального состава жидкостей организма, функционировании нервной и мышечной систем, здоровье костей и метаболических процессах [4].

Микроэлементы — железо (Fe), цинк (Zn), марганец (Mn) и медь (Cu) - имеют ключевое значение для синтеза гормонов и ферментов, процессов роста, развития и поддержания иммунной функции организма [5].

Анализ элементного состава является важным показателем качества при оценке безопасности и эффективности лекарственных средств, изготовленных на основе этих видов растений, особенно при контроле содержания токсичных элементов (например, Pb, Cd, As).

Limonium ferganense Ikonn.-Gal. — многолетнее травянистое растение высотой 40–75 см (Рисунок 1). Вид распространён в Средней Азии: Западный Тянь-Шань, Северный Памиро-Алай (Кыргызстан, Таджикистан, Узбекистан) [6-7].

Насколько известно, данные о химическом или элементном составе L. ferganense отсутствуют. С этой целью в рамках наших исследований химического состава галофитных видов Ферганской долины был проведён анализ макро- и микроэлементного состава листьев L. ferganense методом индуктивно-связанной плазменной оптической эмиссионной спектрометрии (ИСП-ОЭС).

Материал и методы исследования

Образцы листьев L. ferganense были собраны в июне 2025 года в окрестности села Ак-Терек Наукатского района Ошской области (Кыргызстан) и идентифицированы как L. ferganense на кафедре ботаники, общей биологии и методики преподавания биологии Ошского государственного университета.

Для минерализации навеску сухого и измельчённого образца массой 200 мг взвешивали на аналитических весах. Минерализацию проводили с использованием установки MILESTONE Ethos Easy (Италия).

В пробирку прибора помещали 200 мг образца, 6 мл очищенной дистилляцией азотной кислоты (HNO3) и 2 мл перекиси водорода (H2O2) в качестве окислителя. Смесь подвергали минерализации при температуре 180°C в течение 50 минут. После завершения процесса содержимое пробирки переносили в коническую мерную колбу и разбавляли дистиллированной водой (BIOSAN, Латвия) до объёма 50 мл. Полученный раствор помещали в специальные пробирки автосамплера для дальнейшего анализа.

Подготовленные образцы анализировали методом индуктивно-связанной плазменной оптической эмиссионной спектрометрии (ИСП-ОЭС) с использованием прибора Avio 200 (Perkin Elmer, США).

Результаты и обсуждение

Результаты анализа макро- и микроэлементного состава листьев L. ferganense приведены в таблице ниже. В ходе исследования было выявлено присутствие 25 различных элементов в разных концентрациях.

Среди макроэлементов наибольшее количество наблюдалось у натрия (Na) — 290,52 мг/10 г. За ним следовали сера (S) — 147,73 мг/10 г, калий (K) — 73,78 мг/10 г, магний (Mg) — 38,40 мг/10 г, кальций (Ca) — 9,49 мг/10 г и фосфор (P) — 5,97 мг/10 г.

Особенно высокая концентрация Na и S свидетельствует о приспособленности растения к произрастанию в условиях засолённых или минерализованных почв.

Среди исследованных микроэлементов листьев L. ferganense наибольшее количество обнаружено для железа (Fe – 3,787 мг/10 г), фосфора (P – 5,969 мг/10 г) и кремния (Si – 0,719 мг/10 г).

Значительное количество титана (Ti – 25,607 мг/10 г) указывает на его активное накопление растением, что представляет особый интерес, поскольку данный элемент редко встречается в заметных концентрациях у высших растений.

Сравнительно низкие содержания цинка (Zn – 0,160 мг/10 г), марганца (Mn – 0,115 мг/10 г), меди (Cu – не обнаружено) и никеля (Ni – не обнаружено) свидетельствуют о слабой аккумуляции типичных микроэлементов в тканях данного вида.

Среди токсичных и потенциально опасных элементов в пробах выявлены свинец (Pb – 0,094 мг/10 г), мышьяк (As – 0,052 мг/10 г) и сурьма (Sb – 0,014 мг/10 г), тогда как кадмий (Cd), ртуть (Hg) и серебро (Ag) не обнаружены.

Относительно низкие концентрации Pb и As указывают на отсутствие антропогенного загрязнения среды обитания растения.

Таблица

МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ЛИСТЬЕВ L. ferganense

Элемент	Длина вольны, нм	Количество, мг/10 г	Элемент	Длина вольны, нм	Количество, мг/10 г
Li	670.784	0,044	Fe	238.204	3,787
Al	5,622	1.121	Na	589.592	290,518
Mo	202.031	0,018	Pb	220.353	0,094
As	193.696	0,052	Cd	228.802	-
Se	196.026	0,061	V	292.464	-
Sb	206.836	0,014	Zn	206.200	0,160
Sn	283.998	-	Cu	327.393	-
Sr	407.771	0.141	Ag	328.068	-
K	766.490	73,783	Hg	253.652	-
Ba	0,042	0.009	Ti	334.940	25,607
Cr	267.716	0,037	Ni	231.604	-
Mn	257.610	0,115	P	213.617	5,969
B	249.677	0,054	Si	251.611	0,719
Ca	317.933	9,488	S	181.975	147,73
Be	313.107	1,793	Mg	285.213	38,399

Для некоторых представителей рода Limonium также изучали минеральный состав различных частей растений. На приведённой ниже диаграмме показана сравнительная концентрация пяти ключевых минеральных элементов — калия (K), магния (Mg), кальция (Ca), натрия (Na) и железа (Fe) — в листьях L. ferganense , изученного нами, а также в листьях L. bicolor [8] и L. spathalum [9], исследованных другими авторами.

Сравнительный анализ приведённых выше минералов показал, что каждый вид обладает специфическими особенностями, связанными с условиями его произрастания. Калий (K) наибольшей концентрацией характеризуется у L. bicolor (383,23 мг/10 г), тогда как у L. ferganense и L. spathalum концентрация K была значительно ниже. Магний (Mg) преимущественно накапливается в L. bicolor (164,74 мг/10 г), затем в L. spathalum (105 мг/10

• г). Кальций (Ca) достиг максимума в L. spathalum (171,00 мг/10 г) и минимального значения у L. ferganense (9,49 мг/10 г). Натрий (Na) в листьях L. ferganense оказался значительно выше, чем у остальных видов (290,52 мг/10 г), что свидетельствует о приспособленности этого растения к произрастанию в сильно засолённых почвах. Железо (Fe) наибольшей концентрацией отмечено у L. spathalum (422 мг/10 г), в то время как у остальных видов содержание Fe было крайне низким.

Рисунок 2. Сравнительный анализ содержания некоторых минералов (мг/10 г) в листьях L. ferganense, L. bicolor и L. spathalum

Заключение

Исследование показало, что L. ferganense характеризуется высоким содержанием натрия, серы и титана, что подтверждает его приспособленность к произрастанию в солончаках. Сравнение с другими представителями рода Limonium выявило выраженные экологические особенности и механизмы адаптации. Полученные результаты представляют собой первые справочные данные о минеральном составе L. ferganense и создают основу для дальнейших эколого-химических и фармакологических исследований галофитной флоры Центральной Азии.