Жизненно необходимые микроэлементы в дикорастущих лекарственных растениях естественных экотопов Воронежской области

Автор: Дьякова Н.А.

Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu

Статья в выпуске: 1, 2025 года.

Бесплатный доступ

Цель работы – экспериментальное изучение содержания жизненно необходимых микроэлементов в дикорастущем лекарственном растительном сырье естественных экотопов Воронежской области. Материалы и методы. В качестве объектов исследования использовали фармакопейные виды лекарственного растительного сырья: горца птичьего (Polygonum aviculare L.) траву, крапивы двудомной (Urtica dioica L.) листья, липы сердцевидной (Tilia cordata Mill.) цветки, лопуха большого (Arctii radices) корни, одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale F.H. Wigg) корни, пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) цветки, подорожника большого (Plantago major L.) листья, полыни горькой (Artemisia absinthium L.) траву, пустырника пятилопастного (Leonurus quinquelobatus Gilib.) траву, тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.) траву. Микроэлементный состав образцов изучали масс-спектроскопическим методом после кислотно-микроволнового разложения. Результаты. К сильно накапливаемым из почв жизненно необходимым микроэлементам следует отнести цинк; наиболее высокие темпы его биологического поглощения отмечены в корнях и травах. Для всех видов лекарственного растительного сырья, кроме цветков, к интенсивно накапливаемым элементам относится медь. Молибден активно накапливают крапивы двудомной и подорожника большого листья, липы сердцевидной цветки, тысячелистника обыкновенного и полыни горькой трава. Высокое биологическое поглощение из почв кобальта отмечено для одуванчика лекарственного и лопуха большого корней. Выводы. Результаты исследования показали богатый микроэлементный состав изучаемого лекарственного растительного сырья, что может быть использовано в медицинской и фармацевтической практике для коррекции физиологических норм содержания микроэлементов в организме человека.

Еще

Воронежская область, жизненно необходимые микроэлементы, железо, кобальт, марганец, медь, молибден, селен, хром, цинк, лекарственное растительное сырье

Короткий адрес: https://sciup.org/14132981

IDR: 14132981 | DOI: 10.34014/2227-1848-2025-1-124-134

Текст научной статьи Жизненно необходимые микроэлементы в дикорастущих лекарственных растениях естественных экотопов Воронежской области

Введение. В настоящее время на фармацевтическом рынке немалую долю ассортимента составляют препараты на основе лекарственного растительного сырья (ЛРС). Во всем мире считаются перспективными исследования, которые направлены на поиски новых фармакологически значимых веществ растительного происхождения и их комбинаций, способных оказывать суммированный терапевтический эффект, а также на включение их в новые лекарственные формы [1, 2]. Фармакологическая активность ЛРС зависит не только от основной группы биологически активных веществ (БАВ) (таких как алкалоиды, дубильные вещества, эфирные масла, сапонины и т.д.), но и от его микроэлементного качественного и количественного состава. Существует прямая генетическая взаимосвязь между содержанием основных БАВ и микроэлементов, так как последние являются ферментами и учувствуют в биосинтезе БАВ [3, 4].

Причиной многих заболеваний является дефицит биологически значимых элементов, а потому ЛРС и лекарственные растительные препараты (ЛРП) можно использовать как источник поступления данных элементов в организм человека. Особый интерес в этом отно- шении представляют микроэлементы, содержание которых в теле человека варьирует в пределах от 0,001 до 0,00001 % [5, 6].

Среди микроэлементов особую группу составляют жизненно необходимые, для которых установлена важная роль в обеспечении жизнедеятельности. Они являются компонентами сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жизненных функций организма на всех этапах его развития [7, 8]. ЛРС и ЛРП могут служить важными источниками таких жизненно необходимых микроэлементов, как железо, медь, цинк, марганец, хром, селен, молибден, кобальт [9, 10].

Микроэлементы играют определенную роль в жизнедеятельности растений, поэтому и присутствуют в них в различных количествах. Недостаток жизненно необходимых микроэлементов приводит к нарушению обмена веществ и физиологических процессов как растительного, так и человеческого организма [11, 12]. В сочетании с другими действующими веществами микроэлементы могут проявлять определенную фармакологическую активность и влиять на фармакологическое действие БАВ [13, 14].

Железо участвует в окислительно-восстановительных процессах, входит в состав ферментов, хлорофилла, а также гемоглобина – его недостаток приводит к железодефицитной анемии [14, 15].

Кобальт в растении необходим для фиксации азота клубеньковыми бактериями, повышает продуктивность растительных культур, входит в состав ферментов, влияющих на биосинтез белка, хлорофилла, углеводов. В организме человека входит в состав цианокобаламина (витамина В12) и активных центров ряда ферментов, участвует в биосинтезе гормонов щитовидной железы [15, 16].

Марганец входит в состав окислительновосстановительных ферментов, влияет на накопление аскорбиновой кислоты в растении, ускоряет отток углеводов от листьев к корню. Недостаток марганца приводит к появлению светлых участков на листьях, а в дальнейшем – к отмиранию. В организме человека марганец является кофактором ряда ферментов, необходим для костной и соединительной тканей [14, 16].

Медь является структурной составляющей ряда окислительных ферментов, влияет на белковый и углеводный обмен растений, усиливает синтез хлорофилла, за счет чего происходит увеличение интенсивности процесса фотосинтеза и клеточного дыхания. Влияет на устойчивость растений к бактериальным и грибковым заболеваниям. В организме человека медь оказывает положительное воздействие на иммунную систему, участвует в процессе кроветворения [15, 16].

Молибден принимает участие в процессе нейтрализации нитратов, за счет чего увеличивается урожайность растений и качество ЛРС. Входит в активные центры ряда ферментов (ксантиноксидазы, сульфитоксидазы, аль-дегидоксидазы, ксантиндегидрогеназы, нитроредуктазы и др.), являющихся катализаторами окислительно-восстановительных процессов в организме человека [14, 15].

Селен задействован в образовании хлорофилла, биосинтезе жирных и трикарбоновых кислот, повышает засухоустойчивость. В организме человека необходим для функционирования антиоксидантной, иммунной, репродуктивной систем, является антагонистом мышьяка, таллия, свинца, кадмия, ртути [14–16].

Хром в растении нужен для биосинтеза белков. Он повышает содержание хлорофилла и эффективность фотосинтеза. В организме человека участвует в регуляции уровня глюкозы в крови, усиливает действие инсулина, обладает способностью влиять на выработку триглицеридов и липопротеидов низкой плотности [15, 16].

Цинк играет важную роль в образовании ДНК и рибосом, учувствует в реакциях метаболизма углеводов, фосфатов и белков. Недостаток цинка приводит к снижению устойчивости растений к холоду и засухе, уменьшению образования почек и ухудшению урожайности. В организме человека необходим для регулирования активности более чем 300 ферментов. Он принимает участие в формирова- нии полноценного иммунного ответа, секреторной активности сальных желез, нормальном развитии и функционировании всех видов соединительной ткани [15, 16].

Ведущими при формировании химического состава растений являются генетический и экологический факторы. Различные микроэлементы, участвующие в жизни растений, накапливаются во всех их частях, однако с разной интенсивностью. На накопление в растениях различных микроэлементов влияют содержание элемента в почве, его химическая форма, вид растения, распределение элемента по органам [17, 18].

Цель исследования. Изучение содержания жизненно необходимых микроэлементов в дикорастущем лекарственном растительном сырье естественных экотопов Воронежской области.

Материалы и методы. В качестве объектов исследования использовали фармакопейные виды ЛРС, широко распространенные на территории Воронежской области и заготавливаемые преимущественно от дикорастущих растений: горца птичьего (Polygonum avi-culare L.) траву, крапивы двудомной (Urtica dioica L.) листья, липы сердцевидной (Tilia cordata Mill.) цветки, лопуха большого (Arctii radices) корни, одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale F.H. Wigg) корни, пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) цветки, подорожника большого (Plantago major L.) листья, полыни горькой (Artemisia absinthium L.) траву, пустырника пятилопастного (Leonurus quinquelobatus Gilib.) траву, тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.) траву [19]. Заготовку ЛРС осуществляли по фармакопейным правилам в естественных природных зарослях в Воронежском государственном биосферном заповеднике в Верхнехавском районе Воронежской области. Для изучения биологического поглощения жизненно необходимых микроэлементов дикорастущим ЛРС осуществляли отбор пробы верхних слоев почв (0–10 см от поверхности). Почвы территории заготовки сырья представлены дерновыми лесными.

Из измельченного сырья отбирались образцы для анализа, которые подвергались кислотному разложению смесью плавиковой и азотной кислот с использованием систем микроволновой пробоподготовки. Растворенную пробу количественно переносили в пробирку, трижды смывая ее водой деионированной, доводили объем до метки 10 мл, перемешивали. Автоматическим дозатором отбирали аликвоту 1 мл, доводили ее до 10 мл 0,5 % азотной кислотой. Микроэлементный состав проб определяли методом масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой на приборе ELAN-DRC в соответствии с МУК 4.1.1483-03. Правильность определения контролировали методом добавок.

Пользовались классификацией биологически значимых элементов по А.П. Авцыну [16]. Коэффициенты биологического поглощения рассчитывали по А.И. Перельману [20].

Результаты и обсуждение. Наиболее высокий уровень содержания жизненно необходимых микроэлементов в изучаемых видах ЛРС Воронежской области отмечен в подорожника большого листьях (более 790 мкг/г), а также в горца птичьего траве и лопуха большого корнях (более 580 мкг/г) (табл. 1). Для остальных видов ЛРС содержание жизненно необходимых микроэлементов составило менее 500 мкг/г. Особенно низкое суммарное содержание определяемых элементов зафиксировано для пижмы обыкновенной и липы сердцевидной цветков, а также тысячелистника обыкновенного травы (менее 200 мкг/г). Если рассматривать долевое соотношение данной группы элементов, то наибольшее содержание их отмечено в одуванчика лекарственного и лопуха большого корнях, подорожника большого листьях, горца птичьего траве (более 1 %), при этом относительное содержание определяемых жизненно необходимых элементов в верхних слоях почв территории заготовки растительных образцов составляет 57 % (табл. 2).

Таблица 1

Table 1

Содержание жизненно необходимых микроэлементов в дикорастущем ЛРС, мкг/г

Content of vital microelements in wild-growing medicinal plants, mcg/g

Элемент Element	Fe	Co	Mn	Cu	Mo	Se	Cr	Zn	Всего жизненно необходимых микроэлементов Vital trace elements, total	Всего определено элементов Elements, total
Горца птичьего трава ( Polygoni avicularis herba) Сommon knotgrass (herb)	528	0,8	25	5,0	0,6	0,02	1,2	26	585,7	37046
Крапивы двудомной листья ( Urticae dioicae folia) Common nettle (leaves)	330	0,2	91	5,8	7,7	0,35	1,5	18	453,5	76757
Липы сердцевидной цветки ( Tiliae flores) Small-leaved linden (flowers)	117	0,2	28	2,0	1,4	0,01	0,2	13	162,3	38531
Лопуха большого корни ( Arctii radices) Great burdock (roots)	509	3,7	29	8,5	0,8	0,32	3,1	32	586,2	48063
Одуванчика лекарственного корни ( Taraxaci officinalis radices) Common dandelion (roots)	278	4,3	20	5,3	0,2	0,24	3,3	30	340,6	19064
Пижмы обыкновенной цветки ( Tanaceti vulgaris flores) Tansy (flowers)	63	0,2	42	2,3	0,4	0,01	0,2	13	120,1	42252
Подорожника большого листья ( Plantaginis majoris folia) Broadleaf plantain (leaves)	714	0,4	50	3,8	1,8	0,16	2,9	18	790,8	61500
Полыни горькой трава ( Artemisiae absinthii herba) Common wormwood (herb)	185	0,2	46	12,5	0,9	0,04	0,6	25	270,2	43979

Пустырника пятилопастного трава ( Leonuri herba) Five-bladed motherwort (herb)	192	0,6	60	6,5	0,7	0,03	0,3	27	287,5	58066
Тысячелистника обыкновенного трава ( Achilleae millefolii herba) Common yarrow (herb)	115	0,2	38	6,6	1,2	0,03	0,4	20	181,0	32771
Почва Soil	19100	3,3	370	3,1	0,9	8,50	4,2	12	19502,0	34184

Таблица 2

Table 2

Доля жизненно необходимых микроэлементов в общем элементном комплексе ЛРС, %

Percentage of vital trace elements in the total elemental complex of medicinal plants, %

Элемент Element	Fe	Co	Mn	Cu	Mo	Se	Cr	Zn	Итого жизненно необходимых микроэлементов Vital trace elements, total
Горца птичьего трава ( Polygoni avicularis herba) Сommon knotgrass (herb)	1,4	0,002	0,07	0,01	0,001	0,0001	0,003	0,07	1,58
Крапивы двудомной листья ( Urticae dioicae folia) Common nettle (leaves)	0,4	0,001	0,12	0,01	0,010	0,0005	0,002	0,02	0,59
Липы сердцевидной цветки ( Tiliae flores) Small-leaved linden (flowers)	0,3	0,001	0,07	0,01	0,004	0,0001	0,001	0,03	0,42
Лопуха большого корни ( Arctii radices) Great burdock (roots)	1,1	0,008	0,06	0,02	0,002	0,0007	0,006	0,07	1,22
Одуванчика лекарственного корни ( Taraxaci officinalis radices) Common dandelion (roots)	1,5	0,022	0,10	0,03	0,001	0,0012	0,017	0,16	1,79

Пижмы обыкновенной цветки ( Tanaceti vulgaris flores) Tansy (flowers)	0,2	0,001	0,10	0,01	0,001	<0,0001	0,000	0,03	0,28
Подорожника большого листья ( Plantaginis majoris folia) Broadleaf plantain (leaves)	1,2	0,001	0,08	0,01	0,003	0,0003	0,005	0,03	1,29
Полыни горькой трава ( Artemisiae absinthii herba) Common wormwood (herb)	0,4	0,001	0,10	0,03	0,002	0,0001	0,001	0,06	0,61
Пустырника пятилопастного трава ( Leonuri herba) Five-bladed motherwort (herb)	0,3	0,001	0,10	0,01	0,001	0,0001	0,001	0,05	0,50
Тысячелистника обыкновенного трава ( Achilleae millefolii herba) Common yarrow (herb)	0,4	0,001	0,12	0,02	0,004	0,0001	0,001	0,06	0,55
Почва Soil	4,4	0,001	0,08	0,01	0,001	0,0019	0,001	0,01	57,05

Таблица 3

Table 3

Коэффициенты биологического поглощения жизненно необходимых микроэлементов изучаемыми видами растений из почв

Coefficients of biological absorption of vital trace elements from soils by the studied medicinal plants

Элемент Element	Fe	Co	Mn	Cu	Mo	Se	Cr	Zn
Горца птичьего трава ( Polygoni avicularis herba) Сommon knotgrass (herb)	0,03	0,25	0,07	1,62	0,63	<0,01	0,29	2,15
Крапивы двудомной листья ( Urticae dioicae folia) Common nettle (leaves)	0,02	0,07	0,25	1,88	8,85	0,04	0,35	1,46
Липы сердцевидной цветки ( Tiliae flores) Small-leaved linden (flowers)	0,01	0,06	0,08	0,64	1,56	<0,01	0,05	1,08
Лопуха большого корни ( Arctii radices) Great burdock (roots)	0,03	1,13	0,08	2,73	0,87	0,04	0,73	2,7
Одуванчика лекарственного корни ( Taraxaci officinalis radices) Common dandelion (roots)	0,01	1,29	0,05	1,69	0,24	0,03	0,78	2,46
Пижмы обыкновенной цветки ( Tanaceti vulgaris flores) Tansy (flowers)	<0,01	0,07	0,11	0,73	0,43	<0,01	0,04	1,07
Подорожника большого листья ( Plantaginis majoris folia) Broadleaf plantain (leaves)	0,04	0,12	0,13	1,22	2,09	0,02	0,68	1,52
Полыни горькой трава ( Artemisiae absinthii herba) Common wormwood (herb)	0,01	0,06	0,12	4,05	1,06	<0,01	0,14	2,11
Пустырника пятилопастного трава ( Leonuri herba) Five-bladed motherwort (herb)	0,01	0,17	0,16	2,09	0,77	<0,01	0,08	2,25
Тысячелистника обыкновенного трава ( Achilleae millefolii herba) Common yarrow (herb)	0,01	0,06	0,1	2,11	1,32	<0,01	0,09	1,63

Таблица 4

Table 4

Биологическое поглощение жизненно необходимых микроэлементов в изучаемых видах ЛРС согласно классификации по А.И. Перельману

Biological absorption of vital trace elements in the studied medicinal plants according to A.I. Perelman

Элементы Elements	Сильно накапливаемые Highly accumulated elements (n×10⁰…n×10¹)	Среднего захвата Moderately accumulated elements (n×10^-1…n×10⁰)	Слабого захвата Slightly accumulated elements (n×10^-1…n×10^-2)
Горца птичьего трава ( Polygoni avicularis herba) Сommon knotgrass (herb)	Cu, Zn	Cо, Mо, Cr	Fе, Mn

Крапивы двудомной листья ( Urticae dioicae folia) Common nettle (leaves)	Сu, Mо, Zn	Mn, Cr	Fе, Cо, Sе
Липы сердцевидной цветки ( Tiliae flores) Small-leaved linden (flowers)	Zn, Mо	Cu	Fе, Cо, Mn, Cr
Лопуха большого корни ( Arctii radices) Great burdock (roots)	Cо, Cu, Zn	Mо, Cr	Fе, Mn, Sе
Одуванчика лекарственного корни ( Taraxaci officinalis radices) Common dandelion (roots)	Cо, Cu, Zn	Mо, Cr	Fе, Mn, Sе
Пижмы обыкновенной цветки ( Tanaceti vulgaris flores) Tansy (flowers)	Zn	Mn, Cu, Mо	Cо, Cr
Подорожника большого листья ( Plantaginis majoris folia) Broadleaf plantain (leaves)	Сu, Mо, Zn	Cо, Mn, Cr	Fе, Sе
Полыни горькой трава ( Artemisiae absinthii herba) Common wormwood (herb)	Сu, Mо, Zn	Mn, Cr	Fе, Cо
Пустырника пятилопастного трава ( Leonuri herba) Five-bladed motherwort (herb)	Zn, Сu	Cо, Mn, Mо	Fе, Cr
Тысячелистника обыкновенного трава ( Achilleae millefolii herba) Common yarrow (herb)	Сu, Mо, Zn	Mn	Fе, Cо, Cr

Статья научная