Экологические аспекты заготовки и использования лекарственного растительного сырья
Автор: Коломиец Н.Э., Калинкина Г.И., Марьин А.А., Бондарчук Р.А.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Коррекция экологического неблагополучия. Продукты питания
Статья в выпуске: 1-8 т.12, 2010 года.
Бесплатный доступ
Качество лекарственного растительного сырья зависит от содержания не только биологически активных веществ, но и химических элементов. Исследовано содержание микроэлементов- биофилов (Mn, Zn, Cu), тяжелых металлов (Pb, Cd, Sb, Hg,Cr, Ni) в дикорастущих лекарственных растениях Томской и Кемеровской областей. Установлено, что концентрация некоторых тяжелых металлов в лекарственных растениях превышает допустимые уровни. Элементный химический состав растений исследованной территории можно рассматривать как отражение биогеохимической ситуации регионов с нарушенными естественными биогеохимическими циклами элементов.
Лекарственное растительное сырье, заготовка, тяжелые металлы, радионуклиды
Короткий адрес: https://sciup.org/148199218
IDR: 148199218
Текст научной статьи Экологические аспекты заготовки и использования лекарственного растительного сырья
Калинкина Галина Ильинична, доктор фармацевтических наук, профессор кафедры фармакогнозии с курсами ботаники и экологии
Марьин Андрей Александрович, кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры фармакогнозии с ботаникой
Бондарчук Руслан Анатольевич, заместитель начальника 628-го Центра обеспечения медицинской и военной техникой запускаемых с космодрома Байконур. Другая проблема связана с деятельностью Сибирского химического комбината (г.Северск Томской области), где перерабатывается ядерное топливо. Кроме того, источником загрязнения окружающей среды являются районы интенсивной угле-, нефтедобычи и переработки. С добычей угля в Кузбассе (Кемеровская область) связано также радиоактивное радоновое загрязнение территории. Большинство тяжелых металлов встречаются в природе в составе минералов, каменного угля, подземных и термальных вод, реже в виде самородков (например, ртуть). При переработке этих полезных ископаемых тяжелые металлы поступают в значительных количествах в окружающую среду. Разрушение различных форм соединений тяжелых металлов в почве приводит к образованию и накоплению в верхнем почвенном слое подвижных и легкоусвояемых растениями форм соединений. Опасность использования лекарственных растений, содержащих высокие концентрации металлотоксикантов, состоит во взаимодействии катионов металлов с широким классом молекул (белки, нуклеиновые кислоты); замещении жизненно важных элементов из биомакромолекул; конкуренции с эссенциальными элементами; нарушении соотношения микроэлементов. И, как следствие этого, изменение структуры комплексов (молекул), приводящее к угнетению активности энзимов, а также нарушению их биологических и транспортных свойств. Таким образом, при использовании экологически загрязненного лекарственного сырья вместо ожидаемого положительного эффекта можно нанести человеческому организму непоправимый вред [3-6].
Цель настоящего исследования – оценить качество лекарственного растительного сырья, заготавливаемого в Томской и Кемеровской областях по содержанию микроэлементов-биофилов (Mn, Zn, Cu), тяжелых металлов (Pb, Cd, Sb, Hg, Cr, Ni) и радионуклидов. Объектами исследования являлись 11 видов дикорастущих лекарственных растений, а также плоды гречихи посевной, выращенные в Кемеровской области, являющиеся потенциальными источниками биологически активных веществ (БАВ).
Определение химических элементов проводили в золе, полученной из надземной части растений и плодов гречихи по общепринятой методике [7]. Для анализа использовали рентгено–флуоресцентный и нейтронно-активационный методы.
Диапазон безопасных концентраций для элементов, относящихся к группе тяжелых металлов, довольно узок и в настоящее время нормируется только для пищевых растений и биологически активных добавок к пище (БАД) [8].
Сравнение значений ПДК для сельскохозяйственных и пищевых растений, а также для БАД на растительной основе с содержанием тяжелых металлов в исследуемом ЛРС, представленном в таблице 1, показывает превышение некоторых из них. Так, содержание такого металла-токсиканта, как свинец, превышает ПДК для пищевых растений в 1,5 раза, для БАДов в 2,2-2,9 раза; цинка в 1,4 раза, меди в 1,2 раза, никеля в 2-4 раза, марганца в 7-30 раз; ртути в 10-52 раза.
Таблица 1
Содержание тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье, мг/кг
|
№ образца |
Элементы |
||||||||
|
Pb |
Zn |
Ni |
Cu |
Mn |
Cr |
Sb |
Hg |
Sr |
|
|
1 |
1,52 |
13, 60 |
1,99 |
0,59 |
3,21 |
1,52 |
<0,006 |
5,10 ± |
3,44± |
|
±0,6 |
±5, 4 |
±0,8 |
±0,2 |
±1,2 |
±0,6 |
1,73 |
1,52 |
||
|
2 |
1,15 |
10,20 |
2,42 |
0,67 |
4,33 |
1,43 |
<0,006 |
<1,0 |
4,84± |
|
±0,4 |
±4,1 |
±0,9 |
±0,3 |
±1,7 |
±0,5* |
1,03 |
|||
|
3 |
2, 78 |
6,54 |
4,67 |
2,45 |
7,51 |
0,83 |
<0,006 |
5,90 ± |
2,97± |
|
±1,1 |
±10,6 |
±1,9 |
±0,9 |
±3,0 |
±0,3 |
1,95 |
0,62 |
||
|
4 |
1, 72 |
17,50 |
2,80 |
1,33 |
30,1 |
0,52 |
<0,006 |
<1,0 |
3,91± |
|
±0, 7 |
±7,0 |
±1,1 |
±0,5 |
±12,0 |
±0,2 |
0,92 |
|||
|
5 |
0, 50 |
66,30 |
0,33 |
0,28 |
1,80 |
0,33 |
<0,006 |
< 1,0 |
4,57± |
|
± 0, 2 |
± 25,6 |
±0,13 |
±0,1 |
±0,7 |
±0,1 |
1,63 |
|||
|
6 |
2,15 |
20,70 |
3,33 |
1,52 |
5,36 |
1,72 |
<0,006 |
5,20 ± |
3,25± |
|
±0,8 |
±8,0 |
±1,3 |
±0,5 |
±2,1 |
±0,4 |
1,23 |
0,79 |
||
|
7 |
0,80± |
46,70± |
0,40± |
8,64± |
18,00± |
0,30 |
<0,006 |
<1,0 |
8,32± |
|
0,09 |
10,6 |
0,03 |
2,50 |
5,1 |
±0,09 |
2,02 |
|||
|
8 |
17,68 ± |
26,60± |
1,12± |
12,50± |
133,5 ± |
0,39 |
<0,006 |
< 1,0 |
16,00 |
|
4,8 |
6,3 |
0,07 |
2,4 |
14,2 |
±0,3 |
± 3,27 |
|||
|
9 |
0,96± |
58,90 ± |
5,49 ± |
2,57± |
153,00 |
0,42 |
<0,006 |
<1,0 |
28,00 |
|
0,31 |
11,7 |
1,59 |
0,81 |
± 20,2 |
±0,3 |
± 9,27 |
|||
|
10 |
13,43 ± |
48,00 ± |
6,75 ± |
5,67± |
25,80± |
0,31 |
<0,006 |
< 1,0 |
7,08± |
|
2,8 |
9,40 |
2,01 |
1,48 |
8,4 |
±0,1 |
2,10 |
|||
|
11 |
0,05± 0,001 |
0,71± 0,03 |
0,14± 0,02 |
0,90± 0,05 |
0,47± 0,06 |
0,62 ±0,21 |
<0,006 |
<1,0 |
5,96± 1,37 |
|
12 |
2,20± 0,6 |
8,4± 2,4 |
1,20± 0,04 |
2,50± 0,69 |
3,00± 0,71 |
6,00± 1,24 |
0,002 |
< 1,0 |
1,4± 0,97 |
Примечание: 1- хвощ болотный; 2 – хвощ луговой; 3 - хвощ зимующий; 4- хвощ лесной; 5 – хвощ полевой; 6 – хвощ речной; 7 – толокнянка; 8 – черника; 9 – голубика; 10 – зимолюбка зонтичная; 11 – брусника; 12 - гречиха посевная.
Среди исследуемого лекарственного растительного сырья выделяются виды, склонные к накоплению определенных элементов. Так, в листьях черники и голубики в больших количествах относительно других видов накапливается марганец (133,5 – 153,0 мкг/г); некоторые виды хвоща накапливают никель.
Содержание микроэлементов варьирует в зависимости от места сбора (табл.2). Результаты анализа подтверждают данные экологического мониторинга о том, что в сибирском регионе наиболее экологически неблагополучной является Кемеровская область. Так, трава хвоща полевого, произрастающая в окрестностях г.Прокопьевск и г.Новокузнецк значительно загрязнена ртутью, которая, как отмечено выше характерна для угледобывающих регионов. Трава хвоща полевого, заготовленная в Томской области в районе нефтедобычи (Привасюганье), отличается высоким содержанием стронция и цезия.
Таблица 2
Содержание тяжелых металлов в хвоще полевом в зависимости от региона сбора
|
Регион сбора |
Элемент |
|||||||||
|
Cr |
Co |
Zn |
Se |
Sr |
Sb |
Cs |
Ce |
U |
Hg |
|
|
Кемеровская обл., г.Прокопьевск |
3,18 |
0,36 |
61,4 |
<0,009 |
46,1 |
<0,06 |
0,11 |
<0,2 |
<0,03 |
5,20 |
|
Кемеровская обл., г.Новокузнецк |
3,30 |
0,50 |
47,0 |
<0,009 |
40,8 I |
<0,06 |
0,12 |
<0,2 |
<0,03 |
4,91 |
|
Томская область, Каргасокский район, с.Средневасюганское |
2,82 |
0,41 |
33,1 |
<0,009 |
32,1 \ |
<0,06 |
0,13 |
0,73 |
<0,03 |
<1,0 |
|
Томская область, левый берег р.Томи, д.Тахтамышево |
1,40 |
0,54 |
46,2 |
0,01 |
12,3 I |
<0,06 |
0,09 |
<0,2 |
<0,03 |
<1,0 |
|
Томская область, д.Семилужки |
0,33 |
0,50 |
66,3 |
<0,009 |
4,57 \ |
<0,06 |
0,12 |
<0,2 |
<0,03 |
<1,0 |
На примере плодов гречихи посевной являющейся ценным пищевым продуктом и перспективным источником БАВ [9] нами проведена оценка растительного сырья на содержание гамма-активных нуклидов.
Исследования проводили на Гамма-спектрометрическом комплексе «Грин Стар», Центральной заводской лаборатории Горно-химического комбината г.Железногорска.
При исследовании пробы получен энергетический спектр распределения гамма-нуклидов в диапазоне энергий от 50 до 2150 КЭВ (килоэлектронвольт), что соответствует нуклидам с атомной массой от 40 до 235. В данном диапазоне проанализированы 38 нуклидов, из них два идентифицированы как Cs (цезий)-137 и Co (кобальт)-60. Время накопления 16 час. Полученные в результате исследования данные приведены в таблице 3.
Установлено, что Cs-137, содержащийся в плодах гречихи, имеет абсолютную активность, то есть полную активность пробы 50 мл, равную 0.49 Бк и активность, приведенную к 1 литру пробы равную 9.804 Бк/л. Погрешность определения колеблется от 11,38% до 13,84%.
Таблица 3
Результаты анализа плодов гречихи на содержание гамма-активных нуклидов
|
Нуклид |
МДА |
Нуклид |
МДА |
нуклид |
МДА |
|
Ac-228 |
1.7667E-01 |
Eu-152 |
4.9790E-02 |
Ra-NAT |
1.0591E-01 |
|
Ag-108m |
3.24 98E-02 |
Eu-154 |
6.7083E-02 |
Rh-106 |
2.1025E-01 |
|
Ag-110m |
3.2607E-02 |
Eu-155 |
8.7728E-02 |
Sb-124 |
3.1427E-02 |
|
Am-241 |
7.2206E-02 |
Fe-59 |
6.7350E-02 |
Sb-125 |
1.0235E-01 |
|
Bi-212 |
2.9882E-01 |
Hf-181 |
6.5222E-02 |
Sc-46 |
4.0001E-02 |
|
Bi-214 |
1.1889E-01 |
K-40 |
1.9107E+00 |
Ta-182 |
5.8742E-02 |
|
Ce-144 |
2.5401E-01 |
Mn-54 |
3.8216E-02 |
Th-232X |
3.0395E-02 |
|
Co-57 |
3.1918E-02 |
Nb-94 |
3.3535E-02 |
Th-234 |
7.1966E-01 |
|
Co-58 |
3.8486E-02 |
Nb-95 |
3.7079E-02 |
Tl-208 |
1.2439E-01 |
|
Co-60 |
1.6826E-01 |
Pa-233 |
1.0357E-01 |
U-235 |
5.3831E-02 |
|
Cr-51 |
2.4750E-01 |
Pa-234m |
1.1322E+01 |
Zn-65 |
7.8594E-02 |
|
Cs-134 |
3.1302E-02 |
Pb-212 |
6.1434E-02 |
Zr-95 |
6.5686E-02 |
|
Cs-137 |
9.8600E-01 |
Pb-214 |
1.1432E-01 |
Нормы радиационной безопасности, действующие на территории России
(НРБ – 99) для веществ, поступающих в организм с пищей по Cs-137 составляют 110000 Бк.
В нашем случае, поступление в организм Cs-137 составляет 0,03 Бк в час (0,490 Бк/ 16 час). За год поступления в организм при ежедневном приеме плодов гречихи (50гр) составляет 262 Бк (0,03 Бк * 8760 час), что значительно ниже допустимой нормы (110000Бк).
Со-60, содержащийся в плодах гречихи, имеет абсолютную активность, равную 0,168 Бк. Погрешность определения колеблется от 44,36% до 65,05%.
Нормы радиационной безопасности (НРБ – 99) для поступления с пищей в организм по Cо-60 составляют 37 000 Бк в год. Поступление же в организм от приема плодов гречихи Со-60 составляет 0,01 Бк в час. За год поступление Со-60 в организм при ежедневном приеме 50гр составит 87,6 Бк (0,01Бк 8760 дж.), что значительно меньше допустимой нормы (37000Бк).
Таким образом, сравнение полученных результатов с допустимыми нормами показывают, что плоды гречихи являются экологически чистыми по содержанию гамма-нуклидов.
Полученные результаты показывают, что концентрация отдельных химических элементов в лекарственных растениях Томской и Кемеровской областей превышает допустимые уровни ПДК для пищевых растений и БАД, что можно рассматривать как отражение биогеохимической ситуации экологически неблагополучных регионов с нарушенными естественными биогеохимическими циклами элементов.
Список литературы Экологические аспекты заготовки и использования лекарственного растительного сырья
- Авцын, А.П. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология/А.П. Авцын и др. -М.: Медицина, 1991. 496 с.
- Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях/А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. -М.: Мир, 1989. 439 с.
- Ильин, В.Б.Тяжелые металлы в почвах и растениях/В.Б. Ильин, Л.А. Юданова//Поведение ртути и других тяжелых металлов в экосистемах. -Новосибирск, 1989. С. 6-47.
- Ковальский, В.В. Геохимическая экология. -М.: Наука, 1974. 299 с.
- http://tomsk.gov.ru/export/sites/ru.gov.tomsk/ru/gold _project/building_aps/material/02.doc. Экологическая и радиационная обстановка в Томской области
- http://www.ecokem.ru/002/4.8.html Экологическая обстановка в промышленных центрах Кемеровской области
- Государственная фармакопея СССР. 9-е изд. -М., 1961. 911 с.
- СанПиН 2.3.2.560-96. Продовольственное сырье и пищевые продукты. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. -М.: Гос.сист.сан.-эпид.норм, 1997. 270 c.
- Туева, И.А. Фитохимическое исследование отходов переработки крупяных и масличных культур и получение на их основе биологически активных комплексов: Автореф. дисс...канд.фарм.наук. -Томск, 2006. 24 с.
