Исследование основных классов биологически активных веществ вероники колосковой (Veronica spicata L.), произрастающей в Нижнем Приангарье

Введение. Для обновления ассортимента лекарственных средств природного происхождения современной фармацевтической промышленностью решаются важные задачи, связанные с поиском новых источников растительного сырья. Таким многообещающим, но пока не востребованным в медицине растением может быть вероника колосковая – Veronica spicata L. семейства норичниковых (Scrophulariaceae).

Растения рода Veronica L . повсеместно распространены по всем континентам; сегодня их насчитывается более 500 видов [1–2]. Некоторые из них достаточно хорошо изучены ( Veronica chamaedrys L ., V. anagallis L ., V. officinalis L. , V. virginica L. , V. incana L. и др.) и используются в ряде европейских фармакопей (Дания, Австрия, Швейцария) [3]. Известно, что препараты из растений этого рода обладают противовоспалительным, отхаркивающим, седативным, кровоостанавливающим, антитоксическим и ранозаживляющим действием [4].

Наше внимание было привлечено к виду Veronica spicata L., произрастающему в Нижнем Приангарье. Местные жители используют это растение в качестве целебного средства в виде водного, спиртового и масляного настоев для лечения кожных заболеваний (фурункулез, лишаи, себорея), открытых ран (ожоги, порезы, язвы), а также при воспалительных процессах (ангины, стоматиты, артрозы, гастриты, респираторные заболевания).

Veronica spicata L. – неприхотливое многолетнее травянистое растение, предпочитающее сухие, освещаемые солнцем участки поверхности. Стебли одиночные или немногочисленные, 20–30 см высотой, прямые или восходящие, крепкие, неветвистые. Стебли и листья – сероватые от густого опушения короткими волосками. Листья супротивные, нижние сближенные, длинночерешчатые, пластинки их продолговато-эллиптические, средние и верхние – от короткочерешчатых ланцетных до узколанцетных, самые верхние – цельнокрайные. Цветки сине-голубые в верхушечных одиночных кистях 5–20 см длиной, собраны в колос [1].

Этот вид вероники не имеет фармакопейную статью [5]. Несмотря на широкую распространность V. spicata L., сведения о химическом составе растения немногочисленны. По данным научной литературы, в траве и корнях вероники колосковой присутствуют органические кислоты, иридоиды (аукубозид, изокаталпол, ацетат метилкаталпола, каталпозид, ацетат каталпола, гарпагид, ацетат гарпагида), кар-денолиды, сапонины, холин, фенолкарбоновые кислоты и их производные (кофейная, феруловая, изо-феруловая, сиреневая, п-кумаровая, протокатехоловая, вератровая), дубильные вещества, кумарины, флавоноиды [4, 6]. Также для этого вида вероники есть данные о содержании эфирного масла, дубильных веществ, флавоноидов, углевода маннита, хинной кислоты, иридоидов, карденолидов, сапонинов, холина, кумарина, фенолкарбоновых кислот и их производных [7]. Сведения о компонентном составе эфирного масла Veronica spicata L. отсутствуют.

Цель исследования. Изучение компонентного состава эфирного масла Veronica spicata L., а также спектрофотометрическое исследование классов биологически активных веществ надземной части этого вида вероники.

Задачи исследования. Получение и хромато-масс-спектрометрическое изучение компонентного состава эфирного масла Veronica spicata L.; последовательная экстракция БАВ надземной части растения растворителями возрастающей полярности; спектрофотометрическое изучение поглощения экстрактами УФ- и видимого излучения.

Материалы и методы исследований . В качестве исходного сырья использовали надземную часть (соцветия, листья, стебли) вероники колосковой ( Veronica spicata L.), собранную в июле 2014 г., отобранную и подготовленную по ГОСТ 2855-90.

Эфирное масло получали методом исчерпывающей гидродистилляции из воздушно-сухого сырья в течение 12–14 часов с использованием стеклянной колбы и насадки Клевенджера.

Хромато-масс-спектрометрический анализ эфирного масла проводили на хроматографе Agilent Technologies 7890 А с квадрупольным масс-спектрометром MSD 5975 С в качестве детектора. Применяли 30-метровую кварцевую колонку HP-5 (сополимер 5%-дифенил – 95%-диметилсилоксан) с внутренним диаметром 0,25 мм. Температура испарителя - 280оС, температура источника ионов - 173оС, газ-носитель – гелий, объемная скорость – 1 мл/мин. Температурный режим колонки: 50оС (2 мин), программируемый нагрев от 50 до 270оС (со скоростью 4оС/мин), изотермический режим при 270оС в течение 10 мин.

Содержание компонентов оценивали по площадям пиков на хроматограмме, а их идентификацию производили на основе сравнения времен удерживания и полных масс-спектров с соответствующими данными компонентов эталонных масел и чистых соединений. Для идентификации также использовались данные библиотеки масс-спектров Wiley275 (275 тысяч масс-спектров) [8] и атласа масс-спектров и линейных индексов удерживания [9]. При полном совпадении масс-спектров и линейных индексов удерживания идентификация считалась окончательной.

Для выделения экстрактивных веществ, принадлежащих к различным классам, использовали методику фракционированного экстрагирования высушенного препарата органическими растворителями возрастающей полярности (диэтиловый эфир, этилацетат, изопропанол, вода). Содержание экстрактивных веществ определяли по убыли массы образца после исчерпывающей экстракции в аппарате Сокслета в течение 20 и более часов с последующей сушкой образца при 1050С.

Наличие различных классов химических соединений определяли по спектрам поглощения с использованием сканирующего спектрофотометра UV-1700 «Shimadzu» (Германия, Эспелькамп).

Результаты исследований и их обсуждение. Эфирное масло надземной части V. spicata представляет собой легкоподвижную жидкость желтого цвета с характерным запахом. В результате проведенного анализа методом хромато-масс-спектрометрии в эфирном масле Veronica spicata L. выявлено более 40 компонентов, из них идентифицировано – 37, составляющих 98,60 вес. % от общего веса вводимой пробы. Состав масла представлен преимущественно кислородсодержащими терпеноидами и углеводородами. Основными компонентами масла являются алифатический одноненасыщенный спирт фитол С 20 Н 40 О (24,7%) и одноосновная насыщенная пальмитиновая кислота С 16 Н 32 О 2 (15,0%).

Фитол является превалирующим компонентом достаточно большого количества эфирных масел лекарственных растений ( Jasminum officinale L., Geranium Sibiricum L., Phlomis tuberosa L. и др.) [10]. Известно, что этот компонент входит в состав хлорофилла, витамина Е, витамина К 1 . Пальмитиновая кислота тоже широко распространена в природе; как компонент эфирных масел может быть как в чистом виде, так и в виде эфиров [10].

Также в эфирном масле Veronica spicata L. с содержанием ≥ 1% присутствуют компоненты: ди-изобутилфталат (7,6 %), линолевая кислота (6,4 %), палюстрол (5,2 %), н -гексакозан (4,3 %), тетрадекановая кислота (4,2 %), ледол (2,5 %), н -генэйкозан (2,3%), 3,10-эпокси-гермакр-4(14)-ен-8-он (2,0%), н -пентозан (1,8 %), тетракозан (1,7 %).%), изокаламендиол (1,5%), циклоколоренол (1,3%), дигидроизокаламендиол (0,9%). Практически все перечисленные компоненты входят в состав эфирных масел лекарственных растений, представленных в Фармакопее РФ.

Так, бициклические спирты с циклопропановым фрагментом палюстрол и ледол являются основными компонентами эфирного масла багульника ( Ledum palustre L.), являющегося признанным лекарственным средством отхаркивающего и противоспалительного фармакологического действия [11]. Минорные компоненты эфирного масла V. spicata изокаламендиол и дигидроизокала-мендиол входят в состав эфирных масел донника белого и желтого [12] и корня аира обыкновенного ( Acorus cálamus) [13].

Таким образом, проведенный сравнительный анализ компонентного состава эфирного масла Veronica spicata L. указывает на наличие ряда соединений, определяющих фармакологические свойства некоторых востребованных современной медициной лекарственных средств растительного происхождения.

Спектрофотометрическое исследование основных классов экстрактивных веществ Veronica spicata L . Большинство экстрактивных веществ относятся к биологически активным соединениям. Содержание химических соединений в экстрактах вероники колосковой, рассчитанное в процентах от абсолютно сухой навески, представлено в таблице.

Содержание экстрактивных веществ, выделенных растворителями различной полярности из Veronica spicata L.

Экстрагент	Содержание, % от а.с. н.
Диэтиловый эфир	6,31 ± 0,18
Этиловый эфир уксусной кислоты	6,42 ± 0,19
Изопропанол	3,62 ± 0,09
Вода	25,1 ± 0,50
Всего	41,45 ± 0,96

В результате спектрофотометрического исследования установлено, что в электронном спектре эфирного экстракта Veronica spicata L. регистрируются полосы поглощения, которые свидетельствуют о наличии в экстракте фенольных веществ различных групп (рис. 1). В соответствии с литературными данными максимумы поглощения могут указывать, что в экстракте растения диэтиловым эфиром, возможно, присутствуют следующие классы соединений: max при 315 нм – флавоны и кумарины, max при 410 нм – флавоноиды (рутин, кверцетин), max при 450 – ауроны, max при 534 нм – антоцианы, max при 606 и 665 нм – хлорофилл и его замещающие [14–15]. Можно отметить, что достаточно небольшая ширина полос поглощения с выраженными максимумами указывает на индивидуальность соединений, входящих в перечисленные классы.

Рис. 1. Электронный спектр экстракта Veronica spicata L. диэтиловым эфиром

Рис. 2. Электронный спектр экстракта Veronica spicata L . этилацетатом

В электронном спектре экстракта растения этилацетатом регистрируются полосы поглощения, во многом аналогичные таковым на спектре эфирного экстракта (рис. 2). Дополнительно лишь можно выделить плечо при 390 нм, что, возможно, указывает на извлечение данным растворителем соединений, входящих в такие классы БАВ, как ауроны и халконы [14–15].

В экстракте Veronica spicata L. изопропанолом отмечается наименьшее содержание экстрактивных соединений (3,62 %). В УФ-спектре экстракта отмечается только поглощение при ≈ 330 нм (рис. 3). Известно, что в этом диапазоне значений длины волны поглощают флавононы [14–15].

Рис. 3. Электронный спектр экстракта Veronica spicata L. изопропанолом

При изучении выделения экстрактивных веществ наиболее полярным растворителем – водой – дополнительно была проведена тестовая экстракция без предварительного последовательного выделения БАВ менее полярными растворителями (рис. 4, А, Б). При сравнении спектров водных экстрактов растения можно отметить, что в УФ-спектре тестового экстракта более отчетливо наблюдается широкая полоса поглощения с max при 288 нм (рис. 4, А). Это, возможно, указывает на присутствие водорастворимых оксибензойных и оксикоричных органических кислот (кофейной, хлорогеновой, феруловой, кумариновой и др.), поглощающих в диапазоне 270–290 нм [14–15], которые могут разрушаться при более длительном последовательном экстрагировании.

Поглощение на спектрах водных экстрактов в области 230–260 нм обусловлено наличием в экстракте водорастворимых флавонов и флавонолов, углеводных компонентов, дубильных веществ, катехинов. Полоса поглощения с max при 328 нм может быть отнесена к лейкоантоцианам, кумаринам и флавононам [14–15].

Рис. 4. Электронные спектры водных экстрактов Veronica spicata L .: А – без предварительной экстракции растворителями меньшей полярности; Б – после последовательной экстракции растворителями меньшей полярности

Результаты проведенного спектрофотометрического исследования подтверждают наличие в Veronica spicata L. различных классов биологически активных соединений, обеспечивающих широкий спектр фармакологического действия растения: хлорофиллсодержащих соединений, комплекса биофлавоноидов, углеводных компонентов, антоцианов и дубильных веществ.

Известно, что хлорофилл и хлорофиллсодержащие соединения оказывают регенерирующее, антимикробное и ранозаживляющее действие. Биофлавоноиды являются мощными антиоксидантами: связывая свободные радикалы, они предотвращают окислительные процессы в клетках организма, обеспечивая его нормальную жизнедеятельность [16]. Наличие дубильных веществ и антоцианов обеспечивает бактерицидные свойства препаратов. Полифенолы обладают Р-витаминной активностью и отличаются противогипертоническим и капилляроукрепляющим действием [16].

Выводы

• 1.    Хромато-масс-спектрометрическое изучение химического состава эфирного масла надземной части Veronica spicata L. выявило наличие в нем более 40 компонентов; из них идентифицировано 37, составляющих 98,60 вес. % от общего веса вводимой пробы. Состав масла представлен преимущественно кислородсодержащими терпеноидами и углеводородами. Основными компонентами масла являются алифатический спирт фитол (24,7%) и пальмитиновая кислота (15,0%).

• 2.    Спектрофотометрическое исследование состава экстрактивных веществ, выделенных из надземной части Veronica spicata L., позволило зарегистрировать большой фармакологический потенциал данного растения как источника разнообразных классов биологически активных соединений.