ПОИСК НОВЫХ ИСТОЧНИКОВ ВИТАМИНОВ И АНТИОКСИДАНТОВ НА ЮЖНОМ УРАЛЕ

Деннер В.А., Епрынцева Е.С.

ГБОУ ВПО «Оренбургская Государственная медицинская академия Минздрава России», Оренбург, Россия (460000, Оренбург, ул. Советская, 6), e-mail: orgma@esoo.ru

ПОИСК НОВЫХ ИСТОЧНИКОВ ВИТАМИНОВ И АНТИОКСИДАНТОВ НА ЮЖНОМ УРАЛЕ

Аннотация

Учитывая важную роль каротиноидов в обеспечении нормального метаболизма клеток, актуальной задачей современной медицинской и биологической науки является поиск природного каротинсодержащего сырья и оценка его качества. Дикорастущие растения являются перспективным источником каротиноидов для нужд здравоохранения. В статье приведены данные по содержанию каротиноидов в растениях шалфея степного и крапивы двудомной, которые используются населением Южного Урала и прилегающих регионов в качестве лекарственного растительного сырья, а также для приготовления витаминных блюд в весенне-летний период. Авторами рассматривается уровень содержания флавоноидов в сырье указанных растений, собранных в зоне техногенного загрязнения и экологически чистой зоне.

Ключевые слова: каротиноиды, шалфей степной, крапива двудомная, антиоксиданты, антигипоксанты, противоопухолевые средства, витаминные растения.

Denner V.A., Epryntseva E.S.

Medical University "Orenburg State Medical Academy, Russian Ministry of Health " , Orenburg, Russia ( 460000, Orenburg, ul. Sovetskaya, 6 ), e-mail: orgma@esoo.ru

SEARCH FOR NEW SOURCES OF VITAMINS AND ANTIOXIDANTS SOUTH URAL

Abstract

Given the important role of carotenoids in the normal metabolism of cells, an urgent task of modern medical and biological science is the search for natural resources and the assessment of its quality. Wild plants are a promising source of carotenoids for health care. The article presents data on the content of carotenoids in plants sage steppe and nettle, used by the population of the Southern Urals and adjacent regions as medicinal plants, as well as a source of vitamins in the spring and summer. The authors identified the level of flavonoids in raw said plants collected in conditions of technogenic pollution and ecologically clean area.

Keywords: carotenoids , sage steppe , nettle , antioxidants, antihypoxants , antineoplastic agents, vitamin plants.

Введение

Изучение каротиноидов все больше и больше привлекает внимание научного сообщества, так как данная тема является достаточно актуальной с точки зрения антиоксидантных защитных механизмов в условиях окислительного стресса. Поэтому в последнее время активно  изучаются химическая структура и свойства каротиноидов, а также  их участие в различных физиологических процессах растений. Все это обусловило попытки использования каротиноидов в качестве низкомолекулярных антиоксидантов в медицинской практике. На сегодняшний день изучается их важная роль в стимуляции иммунной системы человека, в профилактике онкологических заболеваний, гиперпигментации, ИБС. Доказано, что каротиноиды имеют большое значение в формировании костей и зубов, что особенно важно для детского организма. Свойства данной группы веществ широко применяются в косметологии, для решения ряда проблем. Изучается способность каротиноидов тормозить процессы старения клетки и уменьшать воздействие на нее вредных факторов. Немаловажными являются и противовоспалительные свойства каротиноидов. Все это и вызывает немалый интерес к дальнейшему изучению свойств данной группы веществ.

Ярко окрашенные каротиноидные пигменты вызывали интерес ученых уже в начале XIX столетия с момента становления органической химии. Каротиноиды являются наиболее широко распространенными пигментами как растительного так и животного мира: за год их синтезируется около 100 млн тонн (более 3 тонн в секунду), на сегодняшний день обнаружено свыше 600 различных каротиноидов и это количество не является предельным. При всем этом функциональная роль каротиноидов во многом остается до сих пор неясной. Благодаря их свойствам в настоящее время идет интенсивное внедрение методов иммунотерапии опухолей. Кроме того, каротиноиды благодаря своей антиоксидантной активности оказывают антимутагенное действие и повышают устойчивость клеток к ионизирующему излучению. В связи с этим многие их препараты, например масло облепихи, зверобоя, солодки, крапивы, шиповника, мелиссы, чабреца, можно применять в комбинированной терапии онкологических заболеваний, а также для профилактики их рецидивов. Поэтому, важно проводить просветительскую работу с населением регионов страны с целью информирования о содержании каротиноидов в некоторых растения, доступ к которым неограничен, ведь витамины, полученные организмом из растительной пищи гораздо лучше действуют, чем фармакологические препараты. На данный момент развито производство таких препаратов, как Липин, Томатол, Актовегин, Лютеин, обладающих антиоксидантными, противовоспалительными и противоопухолевыми свойствами.

Цель исследования

Поэтому целью нашего исследования стало количественное определение содержания каротиноидов в витаминных растениях Оренбургской области.

Для исследования нами были взяты растения, используемые в весенний период в качестве источника витаминов населением Южного Урала. Виды крапива двудомная (Urtica dioica L.) и шалфей степной (Salvia stepposa) широко распространены на территории Оренбургской области и содержат целый комплекс биологически активных веществ и микроэлементов. Данные растения обладают такими свойствами:  укрепление иммунитета, устойчивость к воздействию радиационного излучения, лечение воспалительных процессов.

Образцы растений были собраны 04-13 июля 2013 года.

Материал и методы исследования

Крапива двудомная (Urtica dioica L.) - многолетнее травянистое растение семейства крапивных, высотой до 2 м, с длинным тонким ползучим, деревянистым корневищем и тонкими корнями в узлах. Все растение покрыто длинными жесткими жгучими и короткими простыми волосками. Стебель прямостоячий, четырехгранный, простой, реже с супротивными ветвями в верхней части. Листья супротивные на длинных черешках, продолговато-яйцевидные, заостренные, при основании сердцевидные, по краю крупнопильчатые. Цветки мелкие, зеленые, собраны в соцветия, располагающиеся в пазухах верхних листьев. Используется для приготовления первых блюд (зеленые щи), салатов и гарниров.  В России произрастает в европейской части и Западной Сибири, занесена в Восточную Сибирь и на Дальний Восток. Преобладает в лесной и лесостепной зонах.

Шалфей степной (Salvia stepposa) – многолетнее травянистое растений семейства губоцветные, 25 - 50 см. высотой. Стебли одиночные или чаще по нескольку, снизу негусто одеты короткими волосками, выше с более густым опушением с примесью более длинных, утолщенных при основании, часто вниз направленных волосков, в соцветии с густой примесью очень короткостебельчатых железок. Нежные весенние листья шалфея степного также используются для приготовления салатов и вторых блюд. Трава цветущего шалфея в летний период заготавливается для приготовления настоев, отваров и чаев. Растет на полях и степных пастбищах, в обилии на черноземных и каштановых почвах. Распространение: средние и южные районы европейской части страны.

В надземной части растений определялось суммарное содержание каротинов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в межкафедральной лаборатории Оренбургского государственного аграрного университета (ОГАУ).

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты исследования показали, что сырье крапивы двудомной (трава) характеризуется более высоким содержанием каротиноидов по сравнению с образцами шалфея степного (трава). На техногенных участках для хранения промышленных отходов (шламовое поле криолитового завода г. Кувандыка и Полигон для хранения токсичных отходов Оренбургского газзавода) разность в содержании каротиноидов составила 39%. В условно экологически чистых зонах различие суммы каротиноидов для крапивы и шалфея составило 73% (табл. 1).

Таблица 1 - Содержание каротиноидов в витаминных растениях Оренбургской области (июль 2012 г.)

Виды	Место сбора	Содержание каротина мг%
Крапива двудомная	Шламовое поле криолитового завода г. Кувандыка	91±4,5
	Контроль (окр. д. Ишемгулово Кувандыкского района)	75±1,9
Шалфей степной	Полигон для хранения токсичных отходов Оренбургского газзавода	55±2,5
	Контроль (окр. с. Каменноозерное Оренбургского района)	20±1,4

Было установлено, что сырье крапивы двудомной (трава) характеризуется более высоким содержанием каротиноидов по сравнению с образцами шалфея степного (трава). На техногенных участках для хранения промышленных отходов (шламовое поле криолитового завода г. Кувандыка и Полигон для хранения токсичных отходов Оренбургского газзавода) разность в содержании каротиноидов составила 39%. В условно экологически чистых зонах различие суммы каротиноидов для крапивы и шалфея составило 73% (табл. 1).

Помимо видовых различий нами отмечается повышение синтеза каротиноидов в растениях обоих видов в неблагоприятных экологических условиях, в частности для крапивы двудомной разность составляет 16 (17%). Для шалфея степного разность составляет 35 (64%).

Рис.1 - Функции каротиноидов

Указанное объясняется способностью каротиноидов ингибировать перекисное окисление липидов и тем самым защищать клетки от старения  и разрушения. Каротиноиды защищают организм от сердечно-сосудистых заболеваний, так как предотвращают окисление холестерина и прогрессирование атеросклероза, стимулируют иммунную систему и помогают иммунным клеткам разрушать свободные радикалы, тормозить образование злокачественных опухолей, уменьшать степень интоксикации, вызываемой курением и вдыханием загрязненного воздуха (рис. 1).

Поскольку дикорастущие витаминные растения демонстрируют достаточно высокое содержание каротиноидов, то следует рекомендовать  введение в рацион питания местного населения дикорастущие свежие растения (особенно в весенний период), что это позволит обеспечить организм биологически активными веществами, которые в изобилии содержатся в растениях. Такой подход положительно скажется на иммунной системе и системе общего обмена организма.

Выводы:

1. Количественный анализ на содержание каротиноидов в траве крапивы двудомной и шалфея степного показал, что выработка и накопление каротиноидов зависит от видовой принадлежности растения. В крапиве двудомной уровень содержания каротиноидов превышает показатели шалфея степного на 39-73%. В экологически чистой зоне (73%) разность содержания каротиноидов выше, чем в техногенной (39%).
2. По результатам анализа установлена индукция синтеза каротиноидов растениями крапивы двудомной и шалфея степного в местах с неблагоприятной экологической обстановкой (шламовое поле криолитового завода г. Кувандыка и полигон для хранения токсичных отходов Оренбургского газзавода), что можно объяснить с позиций биохимических функции каротиноидов (рис.1).
3. Высокое содержание каротиноидов в траве растений крапивы двудомной и шалфея степного позволяет отнести их к ценному витаминному сырью, которое следует использовать населению Оренбургской области.
4. Учитывая особенности биохимического действия каротинов, их важное лечебное и профилактическое значение в современной медицинской практике следует активизировать работы по определению содержания каротинов в рационе питания современного человека. Особенно поступление каротинов важно в детском возрасте, ввиду их важной роли в формировании костей и зубов, функционирования антиоксидантной системы, а также их роли как провитаминов А (фактор роста).

Литература

1. Бутнару Д.В. Витамины, каротиноиды и рак предстательной желе­зы. / Д.В. Бутнару, Е.Г. Зезеров, В.Б. Спиричев, Е.А. Безру­ков, Н.А. Бекетова, О.Г. Переверзева, Ю.Г. Аляев, Е.С. Се­верин // Клиническая лабораторная диагностика. 2005. №9. – С. 189-201.
2. Дейнека В.И. Каротиноиды: строение, биологические функции и перспективы применения. / В.И. Дейнека, А.А. Шапошников , Л.А. Дейнека, Т.С. Гусева , С.М. Вострикова , Е.А. Шенцева , Л.Р. Закирова // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2008. Т. 6. №6. – С. 21-25.
3. Гусев Н.Ф. К вопросу о новых перспективных видах лекарственного растительного сырья в южных областях России. / Н.Ф. Гусев, О.Н. Немерешина // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2008. Т. 3. № 19-1. – С. 258-261.
4. Гусев Н.Ф. Лекарственные растения Оренбуржья. / Н. Ф. Гусев, Г. В. Петрова, О. Н. Немерешина. Оренбург, 2007. – 332с.
5. Луфт В.М. Энтеральное клиническое питание в интенсивной медицине: фармаконутриентная характеристика и возможности дифференцированного выбора. / В.М. Луфт // Клиническая анестезиология и реаниматология. 2007. Т.4. №5. – С. 1-15.
6. Немерешина О.Н. Состояние флоры южных районов Оренбургской области. / О.Н. Немерешина, Н.Ф. Гусев // Земледелие. 2004. № 4. – С. 37-38.
7. Немерешина О.Н. К вопросу активизации клеточной защиты растений под влиянием выбросов предприятий Газпрома. // О.Н. Немерешина, Н.Ф. Гусев, М.С. Карпюк // Проблемы анализа риска. 2011. Т. 8. № 4. – С. 36-46.
8. Немерешина О.Н. О влиянии гипоксии на некоторые компоненты неферментативной антиокислительной защиты Linaria vulgaris Mill. / О.Н. Немерешина, Н.Ф. Гусев // Вестник Иркутской государственной сельскохозяйственной академии. 2011. № 44-6. – С. 88-95.
9. Стржалка К. Каротиноиды растений и стрессовое воздействие окружающей среды: роль модуляции физических W-T-свойств мембран каротиноидами. / К. Стржалка, А. Костецка-Гугала, Д. Латовски // Физиология растений. 2003. .50. №3. – С. 188-193.
10. Шейко Л.Д. Возможность использования бета-каротина в качестве лечебно-профилактического средства. / Л.Д. Шейко, В.П. Мамина, С.Л. Балезин // Проблемы репродукции. 2001. №6. – С. 121-125.
11. Nepomuceno J.C. Nutrigenomics and Cancer Prevention / Júlio César Nepomuceno. «Oncology». «Cancer Treatment - Conventional and Innovative Approaches», book edited by Letícia Rangel , ISBN 978-953-51-1098-9, Published: May 9, 2013 under CC BY 3.0 license.