CHEMICAL COMPOSITION AND PHARMACOLOGICAL ACTIVITY OF POT MARIGOLD (CALENDULA OFFICINALIS)

Календула лекарственная (Calendula officinalis), известная также как ноготки лекарственные, представляет интерес как своими декоративными, так и лечебными свойствами. Принадлежит к семейству Asteraceae, которое включает 32 913 видов, объединённых в 1911 родов, распространённых по всему земному шару и представленных во всех климатических зонах. Однолетнее травянистое растение, сильноветвистое от основания, высотой до 0,3–0,6 м с сильным ароматным запахом, традиционно используется в народной медицине как средство для лечения различных, главным образом дерматологических заболеваний

Календула лекарственная обладает следующей фармакологической активностью: противовоспалительное действие, регенерирующее действие, антимикробное действие. Это связано с особенностями содержания основных компонентов, такое многообразие биологически активных соединений делает календулу ценным лекарственным растением с широким спектром терапевтического действия. Для обеспечения качества препаратов календулы необходим комплексный подход к их стандартизации с учетом содержания основных групп биологически активных соединений (БАС)

Широкий спектр действия календулы обусловлен значительным содержанием в сырье комплекса биологически активных соединений (БАС): каротиноидов, флавоноидов, фенилпропаноидов, стеринов, тритерпиноидов, эфирных масел, кумаринов, макро- и микроэлементов.

В цветках календулы лекарственной обнаружено множество биологически активных веществ, включая: простые фенолы (всего найдено шесть соединений этой группы), бензойные кислоты — в составе присутствуют семь представителей данной группы, фенилпропаноиды — обнаружено четыре соединения, кумарины — в цветках содержатся четыре вида кумаринов, среди которых эскулетин, умбелиферон и скополетин

Флавоноиды — присутствуют в количестве от 0,26 до 0,91% в зависимости от сорта и популяции. Среди них нарциссин, изокверцитрин, календофлавобиозид. Также в составе цветков обнаружены: фенолкарбоновые кислоты — представлены такими соединениями, как коричная, о-кумаровая, вератровая, синапиновая, ванилиновая, хинная, салициловая, феруловая и гентизиновая кислоты; дубильные вещества — их содержание составляет около 3,4%; тритерпеновые спирты — включают моноолы (α-амирин, β-амирин, гетеролупеол и другие), диолы (арнидиол, бреин, фарадиол и другие) и триолы (хелиантриол C, урасатриол и другие). Общее содержание тритерпеновых спиртов в соцветиях достигает до 5%

Сапонины — доминирующим соединением является календулозид, который относится к гликозидам олеаноловой кислоты и содержится практически во всех органах растения. Тритерпеноиды в календуле представлены производными лупеола, такими как арнидиол и фарадиол. Были определены структуры гликозидов олеаноловой кислоты, известных как календулозиды (A, B, C, D, E, F, G, H). Анализ биосинтетических и метаболических процессов показал, что олеаноловая кислота и календулозиды образуются в надземной части растения. По мере старения листьев значительное количество сапонинов накапливается в корнях. Есть данные о взаимосвязи между потреблением воды календулой и содержанием сапонинов

В составе календулы лекарственной обнаружены следующие биологически активные вещества: вещества стериновой природы (содержание в листьях до 18%), представлены в трёх формах (в свободном состоянии, в виде сложных эфиров, в виде глюкозидов). Основные агликоны стеринов это стигмастерин и β-ситостерин. Кислоты образующие эфиры — лауриновая, пальмитиновая, миристиновая и уксусная

В составе соцветий календулы обнаружены углеводы: водорастворимые полисахариды (14,75%), гемицеллюлоза (5,92%), пектиновые вещества (9,67%). Водорастворимые полисахариды представлены сахарами восстанавливающего типа (31,25%) и кислыми сахарами (25,77%). Слизей содержится до 2,5% (из них азотсодержащая слизь 1,5%). Найдены органические кислоты (общее содержание 4,7-7,0%) и представлены яблочной, пентадециловой. Найдены витамины (аскорбиновая кислота). Моносахариды: арабиноза, глюкоза, галактоза, ксилоза, рамноза, уроновая кислота и манноза

Из аминокислот преобладают аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, глицин. Незаменимые аминокислоты представлены треонином, валином, изолейцином и лейцином

Эфирномасличные соединения (содержание в мг%): в трубчатых цветках (40-50), в язычковых цветках (3–4), в семенах (4–8), в бутонах (15–25), в стеблях (2–8), в листьях (6–9), в корнях (8–10)

В маслах семян календулы было обнаружено девятнадцать жирных кислот. Среди них преобладают: календауловая кислота (51,5–57,6%) и линолевая кислота (28,5–31,9%). Также присутствуют олеиновая (4,4–6,3%) и пальмитиновая (3,9–4,6%) кислоты. В цветках календулы найдены жирные кислоты следующих типов: монолы, эфиры стеролов, 3-моноэфиры, 3-моноэфирные диолы. К ним относятся лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты. Содержание различных типов липидов в семенах: нейтральные липиды — 15,7%; гликолипиды — 0,9%; фосфолипиды — 0,6%. Семена календулы содержат около 20% масла, в котором до 60% составляет календауловая кислота (С18Н30О2). Эта необычная конъюгированная жирная кислота С18 (октадека-8:10:12-триеновая кислота) накапливается в семенах растения. Календуловая кислота имеет значение в физиологии млекопитающих и может быть полезна в промышленности. В период созревания семян её концентрация резко возрастает за счёт снижения содержания линолевой и олеиновой кислот. Это происходит благодаря наличию в семенах специфической конъюгазы, которая превращает линолевую кислоту в календуловую. Современные исследования часто фокусируются на конъюгированных жирных кислотах (КФК) — наборе позиционных и геометрических изомеров полиненасыщенных жирных кислот с конъюгированными двойными связями

Триглицериды (в семенах) представлены пальмитиновой кислотой, лауриновой кислоты. Высокоатомные спирты (общее количество 11,31%): фитол, трикозан, экойзан, нонакозон, генкойзан, докозаном, гептокозан, октакозан. Спиртовая фракция: кадинол, муурол, веридифлор

Другие фитохимические ингредиенты включают горькую составляющую, лолиолид (календин), календулин и n-парафин, глюкозиды, календулозид, флаваноиды, летучие красители, трирерпеновые гликозиды были обнаружены в различном количестве в разных частях календулы

В календуле (ноготках лекарственных) содержится богатый спектр каротиноидов. Основные каротиноиды в цветках язычкового типа (в среднем 3%): α-каротин, β-каротин, ликопин, лютеин, виолаксантин, флавоксантин, рубиксантин (содержание около 30 мг%). Каротиноиды обнаруженны в листьях и цветках: γ-каротин, δ-каротин, неуроспорин, фитофлуин, фитоен, ксантофил (лютеин), виолоксантин, зеаксантин, флавохром, цитроксантин, хризантемаксантин. Важно отметить, что содержание каротиноидов зависит от нескольких факторов: количество лепестков в соцветиях, окраска язычковых цветков, способ сушки сырья и условия хранения. Интересно, что в цветках календулы рыжего цвета преобладает ликопин, тогда как в желтых цветках доминируют флавоксантин, хризантемаксантин и цитроксантин. При этом содержание каротиноидов в свежесобранных частях растения: листья 0,53 мг%, темно-рыжие цветки язычкового типа 48,4 мг%, жёлтых цветках трубчатого типа — 91,2 мг%, в жёлтых цветках язычкового типа — 195,4 мг%. Календула является богатым источником разнообразных каротиноидов, причем их содержание и состав варьируются в зависимости от части растения и условий выращивания

В золе плодов календулы установлено содержание 23 элементов, среди которых основными были фосфор (0,98%), калий (0,94%), кальций (0,89%), магний (0,8%), натрий (0,6%), кремний (0,6%), железо (0,2%). Содержание остальных микроэлементов составило менее 1%, алюминия (0,2%), марганца (0,15%), свинца (0,1%), титана (0,03%), сурьмы (0,01%), стронция (0,008%), меди (0,006%), цинка (0,006%), бора (0,003%), хрома (0,003%), олова (0,001%), молибдена (0,0006%), никеля (0,0006%), ванадия (0,0003%), серебра (0,00002%), платины (0,00001%). Всего зольных элементов ≈ 5,499%. В соцветиях не обнаружены Ba, Cd, Li, Ag, Br. Календула концентрирует Zn, Cu, Mo

Таким образом, соцветия календулы представляют собой сложный комплекс биологически активных веществ, включающий различные группы соединений, что определяет их широкий спектр фармакологического действия.

Экспериментальные и клинические испытания экстрактов календулы подтвердили, что она обладает широким спектром фармакологических свойств. Комплекс биологически активных соединений (хлорогенновая кислота, β-каротин, лютеин, виолоксантин, хризантемаксантин, лупеол, календулозид A, изокверцитрин, рутин, нарциссин, кубенол, лимонен, гераниол, филлохинон, α-токоферол) обладают противоинфекционной, противоопухолевой, антиоксидантной, дерматологической, гепатопротекторной, противовоспалительной, антигиперхолестеринемической, противоязвенной активностью. Действует на такие системы организма как: нервная, сердечно-сосудистая, иммунная, пищеварительная и выделительная, мочевыделительная, покровная, эндокринная

3.1. Антиоксидантный потенциал

Календула обладает выраженным антиоксидантным потенциалом благодаря содержанию биологически активных веществ в разных частях растения. Цветки календулы — это богатый источник флавоноидов, включая агликоны и гликозиды флавонола (изорамнетин, кверцетин), сапонозидов, липидов (стерины и каротиноиды), органических кислот и сахаридов. Этанольный экстракт цветков календулы содержит высокие концентрации фенолов, флавоноидов, β-каротина, ликопина, дубильных веществ и хлорофиллов, что обеспечивает ему более высокий антиоксидантный потенциал по сравнению с водным экстрактом. Исследования in vitro показали, что фитохимические компоненты экстракта календулы обладают способностью поглощать свободные и супероксидные радикалы оксида азота, а также имеют высокую восстановительную способность. Экстракт календулы может быть использован в качестве пищевой добавки для защиты от дегенеративных изменений, связанных со свободными радикалами (например, старение, рак), а также для улучшения качества продуктов питания за счёт замедления окислительной дегенерации пищевых липидов

3.2. Противовоспалительное и обезболивающее действия

Цветочный экстракт календулы проявлял противовоспалительную активность как в острых, так и в хронических экспериментальных моделях. Цветочный экстракт обладает противовоспалительным потенциалом как в каррагенине (гистамин, кинины и простагландины), так и в декстране (дегрануляция тучных клеток), индуцируя воспалительные модели несмотря на то, что оба они вызывают воспаление по разным механизмам. Точно также экстракт проявлял защитный эффект в модели хронического воспаления (индуцированного формалином) у крыс. Результаты различных исследований показали противовоспалительную активность экстракта календулы независимо от индукции воспаления. Исследование показало, что противовоспалительная активность календулы в основном обусловлена присутствием в экстракте тритерпенового гликозида олеананового типа. Исследования показали, что экстракт календулы обладает анальгетической активностью. Это было подтверждено путём интраперитонеального введения экстракта мышам и оценки реакции с помощью метода погружения хвоста. Результаты продемонстрировали, что чистый экстракт обеспечивает значительное обезболивающее действие, которое усиливается со временем, достигая максимума через 30 минут после инъекции. Кроме того, было обнаружено, что водно-спиртовой экстракт календулы подавляет активность ферментов 5-липоксигеназы и циклооксигеназы-2

3.3. Противоязвенный эффект

Исследования показали, что этанольный экстракт календулы обладает противокислотной и противоязвенной активностью у крыс. Это связано с его желудочно-защитными и антисекреторными свойствами. Экстракт календулы стимулирует секрецию слизи и уровень восстановленного глутатиона, одновременно подавляя уровень пепсина. Это может быть одним из механизмов гастропротекции. Эксперименты подтвердили, что корневище календулы оказывает противоязвенное действие на моделях индуцированной язвы с использованием кофеина, мышьяка и бутадиена. Календула может помочь при хроническом раздражении желудка, связанном с язвенной болезнью и другими воспалительными состояниями. Кроме того, календулозид В-триозид, выделенный из корневищ C. officinalis, в различных дозах (5, 10, 20 и 50 мг/кг) проявлял противоязвенное действие на экспериментально индуцированных моделях язв различного происхождения. Также было отмечено его антифагоцитарное и седативное действие

3.4. Иммуностимулирующая активность

Ряд исследований показал, что полисахаридные фракции экстракта календулы проявляют мощную иммуностимулирующую активность. Полисахариды, такие как PS-I и PS-II, демонстрировали 40–57% и 20–30% фагоцитоза соответственно, тогда как PS-III демонстрировал самую высокую скорость фагоцитоза-54–100%. Экстракт календулы проявлял полное ингибирующее действие на пролиферацию лимфоцитов в присутствии фитогемагглютинина (ФГА) и смешанной реакции лимфоцитов (МЛР)

3.5. Ранозаживляющая активность

Календула способствует уменьшению рубцов и обладает смягчающим действием, повышая уровень коллагена в области ран. Эксперименты показали, что календула обладает заживляющими и ангиогенными свойствами. Исследования на моделях кожных ран у крыс подтвердили, что этанольный экстракт календулы увеличивает количество кровеносных сосудов и ускоряет заживление ран по сравнению с контрольными группами. Применение экстракта календулы значительно улучшает эпителизацию при хронических венозных язвах. Этанольный экстракт цветков календулы также продемонстрировал потенциал в лечении термических ожогов у крыс. При дозировке 200 мг/кг массы тела наблюдалось значительное улучшение заживления ран, что подтверждалось увеличением содержания гидроксипролина коллагена и глюкозамина

3.6. Антипролиферативный эффект

Экстракты календулы продемонстрировали противоопухолевую активность в лабораторных условиях (in vitro) на различных линиях опухолевых клеток, полученных из тканей с лейкозами, фиброзами, меланомами, а также из тканей молочной железы, шейки матки, предстательной железы, поджелудочной железы и лёгких. Активные компоненты календулы, особенно каротиноиды, показали эффективность против опухолевых клеток как в условиях лабораторных исследований (in vitro), так и на моделях живых организмов (in vivo). Этилацетатная фракция метанольного экстракта цветков календулы обладает выраженной цитотоксической активностью в лабораторных условиях. При введении цветочного экстракта календулы мышам наблюдалось уменьшение количества узелков опухоли лёгких на 74% и увеличение продолжительности жизни на 43,3%. У мышей, получавших цветочный экстракт, были зафиксированы сниженные уровни гидроксипролина, сиаловой кислоты и γ-глутамилтранспептидазы по сравнению с контрольной группой. Исследование выявило антиметастазирующее действие экстракта за счёт снижения регуляции провоспалительных цитокинов и ингибирования экспрессии матриксных металлопротеаз 2 и 9, лизилоксидазы и пролилгидроксилазы

3.7. Нейропротекторное действие

Цветочный экстракт календулы оказывает нейропротекторное действие на 3-нитропропеоновую кислоту (3-НП), индуцированную нейротоксичностью у крыс. Введение цветочного экстракта в течение семи дней значительно ослабляло поведенческие изменения, окислительное повреждение нейрональных клеток и стриатальную потерю нейронов у крыс, получавших 3-НП. Аналогичным образом экстракт календулы также проявляет нейропротекторное действие на индуцированную глутаматом натрия (MSG) нейротоксичность у экспериментальных животных. Фитохимические вещества, присутствующие в растениях (полифенолы, флавоноиды, каротиноиды, терпеноиды и т. д.), являются мощными поглотителями свободных радикалов и, таким образом, поддерживают антиоксидантный статус для борьбы с окислительным стрессом, вызванным неврологическими заболеваниями

3.8. Кардиопротекторное действие

Экстракты календулы оказывают защитное действие на сердце при ишемической болезни. Это действие может быть связано со стимуляцией давления в левом желудочке и аортального потока, а также с уменьшением размера инфаркта миокарда и предотвращением гибели кардиомиоцитов (апоптоза). Кардиопротекция, по-видимому, достигается за счёт изменения сигналов, которые в условиях ишемии и реперфузии могут переключаться с сигналов смерти на сигналы выживания. Это происходит благодаря модуляции антиоксидантных и противовоспалительных путей. Полученные результаты подтверждают возможность использования натуральных продуктов, таких как экстракты календулы, для лечения дегенеративных заболеваний, включая ишемическую болезнь сердца

3.9. Антибактериальный эффект

Календула используется в различных препаратах благодаря антибактериальному потенциалу фитохимических ингредиентов, присутствующих в экстракте. Этанольный экстракт календулы, показали выраженное ингибирование анаэробных и факультативно-анаэробных пародонтальных бактерий (Porphyromonos gingivalis, Prevotella spp., Furobacterium nucleatum, Caphocytophaga gingivalis, Veilonella parvula, и Actinomyces odontolyticus)

В другом исследовании, использующем дисковую диффузию и уровень МИК, календулы был восприимчив к 100% стрептококкам, энтерококкам, метациллинорезистентным золотистым стрептококкам (MRSA) и 50% стафилококкам. Исследована антибактериальная активность свободной олеановой кислоты и ее глюкозидов и глюкоронидов, выделенных из календулы. Олеановая кислота подавляла рост и выживаемость бактерий, влияла на морфологию клеток и усиливала аутолиз грамположительных бактерий, предполагая, что бактериальные оболочки являются мишенью ее активности. Кроме того, антибактериальная и антибиопленочная активность водного экстракта цветков календулы в отношении некоторых энтеропатогенных бактерий и в результате показали хорошую антибактериальную активность в отношении всех патогенных изолятов бактерий

3.10. Противогрибковое действие

Цветочный экстракт календулы продемонстрировал значительные противогрибковые свойства в отношении различных патогенных штаммов грибов, выделенных от человека. В лабораторных условиях (in vitro) был подтверждён эффект экстракта против таких грибов, как Aspergillus niger, Rhizopus japonicum, Candida albicans и Rhodotorula glutinis. Кроме того, летучие масла, полученные путём паровой дистилляции цветков календулы, показали потенциальную противогрибковую активность в отношении различных штаммов Candida spp

3.11. Гипогликемический и гиполипидемический эффект

Эксперименты показали, что цветочный экстракт календулы обладает гипогликемическим и гиполипидемическим действием. При пероральном введении водно-спиртового экстракта календулы диабетическим крысам в дозе 100 мг/кг массы тела наблюдалось значительное снижение уровня глюкозы в крови, сахара в моче и липидов в сыворотке крови. Действие экстракта было аналогично действию инсулина, что подтверждает его антидиабетические и гиполипидемические свойства. Экстракт способствовал восстановлению среднего уровня глюкозы в крови, процентного содержания гликозилированного гемоглобина, общего холестерина, триглицеридов, липопротеидов низкой плотности, общих тиолов, малонового диальдегида, антиоксидантных ферментов и параметров почек у крыс с диабетом, индуцированным стрептозотоцином

3.12. Противовирусный эффект

Дихлорметанметанольный (1:1) экстракт цветков календулы показал высокую противовирусную активность против различных вирусных инфекций. Хлороформный экстракт календулы продемонстрировал своё действие путём ингибирования обратной транскриптазы вируса иммунодефицита человека-1 (HIV1-RT) в концентрации 1000 мкг/мл и подавления ВИЧ-опосредованного слияния в концентрации 500 мкг/мл. После 30-минутной обработки частично очищенного фермента в бесклеточной системе было достигнуто 85% ингибирование РТ. Это позволяет предположить, что органический экстракт цветков календулы обладает анти-ВИЧ-свойствами, которые могут представлять терапевтический интерес. Хлороформный экстракт цветков также ингибировал репликацию ВИЧ-1 в остро инфицированных лимфоцитарных клетках MOLT-4 in vitro с IC50 0,4 мг/мл. Кроме того, цветочная настойка in vitro проявляла противовирусную активность, подавляя репликацию вируса гриппа APR-8, гриппа А2 и вируса простого герпеса

Научные исследования показывают, что учёные разных областей науки, включая биологов, фармакологов и фитохимиков, проявляют постоянный интерес к изучению календулы лекарственной. Анализ литературных данных о химическом составе этого вида указывает на его разнообразие, включающее терпеноиды и их гликозиды, стероиды, каротиноиды, простые фенолы, бензойные кислоты, фенилпропаноиды, флавоноиды, кумарины и алифатические соединения. Целесообразно стандартизация цветков календулы не только по флавоноидам и сапонинам, но и по сумме каротиноидов.

Препараты цветков календулы лекарственной обладают антимикробными, противовоспалительными, регенерирующими, отхаркивающими, желчегонными, противоязвенными и иммуномодулирующими свойствами.