A STUDY OF THE PHYTOCHEMICAL COMPOSITION AND BIOLOGICAL ACTIVITY OF THE ROOTS OF RHÉUM PALMÁTUM L.

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.129.71
Issue: № 3 (129), 2023
Suggested:
12.02.2023
Accepted:
22.02.2023
Published:
17.03.2023
937
18
XML
PDF

Abstract

Nowadays, the search for new medicinal compounds, both of synthetic and natural nature, including those of plant type, is a pressing issue. As a potential source of biologically active substances (BAS) is considered a plant – Tangutic rhubarb (Rheum Palmatum L.). In folk medicine, this plant, as well as Rhéum officinále, is widely used in the treatment of various diseases. The chemical composition of this plant is sufficiently studied, but it is known that the amount of BAS may vary depending on the place of its growth. Aim of the work: phytochemical study and evaluation of the biological activity of roots of Rhéum palmátum L. growing in the territory of Astrakhan Oblast. Materials and methods. Roots of R. palmátum, collected in April 2022 in the Volga-Akhtubinsk bottom land, Akhtubinsk District, Astrakhan Oblast, were used as an object of study. A quantitative determination of anthracene derivatives spectrophotometrically in terms of frangula emodin at 510 nm, and tannins and organic acids by titrometric method in terms of catechin and malic acid was conducted. All studies were carried out in fivefold replications. All results were statistically processed with determination of unified metrological characteristics. Biological activity of the plant was evaluated on a culture of Paramecium caudatum. Results. Analysis of BAS in the roots of R. palmátum showed that the amount of anthraglycosides converted to frangula emodin was 5.32% (RSD = 1.560%); tannins converted to catechin was 21.02% (RSD = 5.057%); organic acids converted to malic acid was 1.1% (RSD = 9.09%). The results of the study of the biological activity of R. Palmátum show the absence of toxic manifestations in the aqueous extraction of R. palmátum roots obtained in a 1:10 ratio and the presence of membrane stabilizing and antioxidant activity in the studied plant raw materials. Conclusion. Therefore, the results of the study of the roots of Rhéum palmátum growing in the territory of Astrakhan Oblast demonstrated a high content of antiracene derivatives and tannins, comparable with the indicators of Rhéum officinále, and also the presence of membrane stabilizing and antioxidant effects, which actualizes the further detailed study of this raw material for the purpose of its use as a drug.

1. Введение

На сегодняшний день актуальным является вопрос поиска новых лекарственных соединений, как синтетического, так и натурального происхождения, в том числе и растительного

,
. Широта применения лекарственных растительных средств в настоящее время связана с их преимуществом, а именно – относительной безопасностью, минимальным риском возникновения побочных эффектов при их длительном применении
,
,
. В качестве потенциального источника биологически активных веществ (БАВ) рассматривается растение – Rheum Palmatum L. В народной медицине данное растение также, как и Rhéum officinále используется в качестве вяжущего, противовоспалительного, регенераторного и противомикробного средства
. Благодаря высокому содержанию витаминов и минеральных веществ в составе ревеня, его применяют в качестве иммуностимулирующего и адаптогенного средства. Химический состав данного растения достаточно изучен, однако известно, что количество БАВ может изменяться в зависимости от места его произрастания
,

В связи с чем целью работы явилось фитохимическое изучение и оценка биологической активности корней Rhéum palmátum L., произрастающего на территории Астраханской области.

2. Методы и принципы исследования

В качестве объекта исследования использовались корни Rhéum palmátum L.(R. palmátum), собранные в апреле 2022 года, на территории Волго-Ахтубинской поймы, Ахтубинского района Астраханской области, после чего сырьё было высушено воздушно-теневым способом. В последующем сырье было измельчено до размера частиц 5 мм.

Для определения количества активных компонентов в сырье использовали методики, изложенные в Государственной фармакопее. Перед количественным анализом проводили качественные реакции на биологически активные вещества, по результатам которых установили наличие антирацентроизводных, дубильных веществ и органических кислот, при этом результаты реакций на флавоноиды, сапонины и аскорбиновую кислоту носили сомнительный характер. В связи с чем далее проводили количественное определение антраценпроизводных спектрофотометрическим, а дубильных веществ и органических кислот – титрометрическим методом. Все исследования проводили в пятикратной повторности.

Количество антраценпроизводных в сырье Rhéum palmátum определяли в извлечении, полученном в соотношении сырье-экстрагент (1:100) путем настаивания измельченных листьев 70% этиловым спиртом в течение 30 мин на водяной бане и 15 мин – в ультразвуковой ванне. Содержание антраценпроизводных изучали спектрофотометрически в пересчете на франгула-эмодин при длине волны 510 нм на спектрофотометре ПЭ-5400В (Россия).

Количественное определение дубильных веществ в исследуемом сырье проводили в извлечении, полученном настаиванием измельченных листьев в течение 30 мин на кипящей водяной бане с последующим титрованием 0,1 н. раствором перманганатом калия до появления золотистого окрашивания. Перерасчет количества дубильных веществ в изучаемом сырье производили на катехин.

Органические кислоты в сырье определяли в водном извлечении, полученном настаиванием в течение 2 часов на свежепрокипяченой воде на кипящей водяной бане с последующим титрованием 0,01 моль/л раствором едкого натра до появления лилового цвета. Перерасчет количества органических кислот производили на яблочную кислоту.

Все результаты были статистически обработаны с определением унифицированных метрологических характеристик.

При оценке биологической активности использовали извлечение корней R. palmátum, полученное путем настаивания высушенного измельченного сырья на кипящей водяной бане в течение 2 часов в соотношении 1:10 с использованием в качестве экстрагента – воды очищенной.

Исследование токсической активности проводили на культуре Paramecium caudatum. С целью изучения токсичности исследуемых экстрактов на стекло наносили по 50 мкл культуры парамеций и к ним добавляли 50 мкл исследуемого извлечения, по истечении 10 мин учитывали результаты; в контрольную каплю с культурой клеток вносили эквивалентный объем воды дистиллированной. Оценивали изменение количества, форму, размер и характер движения парамеций. В качестве идентификаторов токсического воздействия использовали 14% раствор этанола, воздействующий преимущественно на белковый компонент мембраны клеток и 3% раствор перекиси водорода, влияющий на липидный компонент мембраны. В культуру клеток вносили исследуемый образец, через 72 часа вносили токсиканты в объеме 50 мкл и оценивали время полной остановки парамеций. Опыт проводили в 5 кратной повторности. Экспериментальные данные обрабатывали с использованием t-критерия Стьюдента. Различия между группами признавали статистически значимыми при р < 0,05.

3. Основные результаты

Количественное содержание дубильных веществ в корнях Rhéum palmátum и метрологическая характеристика представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Метрологическая характеристика определения суммы дубильных веществ в корнях Rhéum palmátum в пересчете на катехин

 №

 Масса навески, г

Сумма содержания дубильных веществ, %

Метрологические данные

RSD, % (относительное стандартное отклонение, %)

1

2,001

22,0

Хср. = 21,02

S2 = 1,132

S = 1,063

Sxср. = 0,475

ε = 3,67%

εср. = 1,64%

5,057

2

2,002

21,0

3

2,001

22,1

4

2,001

20,4

5

2,003

19,6

Примечание: Хср. – средняя выборка; S2 – дисперсия; S – стандартное отклонение; Sxср. – стандартное отклонение среднего результата; ε и εср. – относительные ошибки соответственно результата отдельного определения и среднего результата

Количественное содержание антраценпроизводных в корнях Rhéum palmátum и метрологическая характеристика представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Метрологическая характеристика определения антраценпроизводных в корнях Rhéum palmátum в пересчете на франгула-эмодин

 Масса навески, г

Сумма содержания антрацен-производных, %

 Метрологические данные

RSD, %(относительное стандартное отклонение, %)

1

0,501

5,3

Хср. = 5,32

S2 = 0,007

S = 0,083

Sxср. = 0,037

ε = 1,134 %

εср. = 0,507 %

1,560

2

0,501

5,4

3

0,502

5,2

4

0,503

5,4

5

0,501

5,3

Примечание: Хср. – средняя выборка; S2 – дисперсия; S – стандартное отклонение; Sxср. – стандартное отклонение среднего результата; ε и εср. – относительные ошибки соответственно результата отдельного определения и среднего результата

Количественное содержание органических кислот в корнях Rhéum palmátum и метрологическая характеристика представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Метрологическая характеристика определения органических кислот в корнях Rhéum palmátum в пересчете на яблочную кислоту

 №

 Масса навески, г

Сумма содержания органических кислот, %

 Метрологические данные

RSD, %(относительное стандартное отклонение, %)

1

1,003

1,2

Хср. = 1,1

S2 = 0,01

S = 0,1

Sxср. = 0,044

ε = 6,609 %

εср. = 2,955 %

9,09

2

1,002

1,0

3

1,003

1,2

4

1,000

1,0

5

1,002

1,1

Примечание: Хср. – средняя выборка; S2 – дисперсия; S – стандартное отклонение; Sxср. – стандартное отклонение среднего результата; ε и εср. – относительные ошибки соответственно результата отдельного определения и среднего результата

Анализ БАВ в корнях Rhéum palmátum показал, что количество антграгликозидов в пересчете на франгула-эмодин – 5,32% (RSD = 1,560%); дубильных веществ в пересчете на катехин – 21,02% (RSD = 5,057%); органических кислот в пересчете на яблочную кислоту – 1,1% (RSD = 9,09%).

Результаты исследования токсической активности водного извлечения корней R. palmátum, произрастающего на территории Астраханской области показаны в таблице 4

Таблица 4 - Оценка токсической активности извлечения корней R. palmátum

Образцы экстрактов

Первона-чальное количество клеток

Количество клеток через

72 часа

Размер клеток (мкм)

Форма

клеток

Характер движения

Контроль

5-7

40-50

110-120

Элипсовидные

Активные

Водное извлечение

5-7

70-80

110-120

Элипсовидные

Активные

Результаты изучения токсического действия извлечения корней R. palmátum показали следующее: количество парамециев в контрольной пробе через 72 часа увеличилось практически в 8-10 раз в сравнении с контролем; в извлечении корней – в 11-14 раз. Размер клеток простейших и характер их движения остались неизменными.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об отсутствии токсических проявлений у водного извлечения корней R. palmátum, полученного в соотношении 1:10.

Результаты исследования биологический активности водного извлечения корней R. palmátum, произрастающего на территории Астраханской области показаны в таблице 5.

Таблица 5 - Оценка биологической активности водного извлечения корней R. palmátum

Время остановки, мин

Контроль

Водное извлечение

14% раствор этанола

0,31±0,01

0,70±0,09***

3% раствор перекиси водорода

0,22±0,02

0,68±0,04***

Примечание: *** - р<0,001 – уровень достоверности результата относительно контроля

Исследуемое водное извлечение корней R. palmátum существенно удлиняло время до остановки клеток: в спиртовом растворе – практически в 2,3 раза (р<0,001); в перекиси водорода – в 3,2 раза (р<0,001) по отношению к контрольным значениям.

4. Обсуждение

Проведенный анализ корней Rhéum palmátum, произрастающего на территории Астраханской области, показал, что количество БАВ соответствует уровню сырья ревеня лекарственного (Rhéum officinále). Известно, что корни Rhéum officinále содержат антраценпроизводных 5,32%, дубильных веществ – 21,02%, органических кислот – 1,1%

,
.

Значительное удлинение времени до полной остановки парамециев под воздействием клеточных ядов свидетельствует о наличии мембраностабилизирующей и антиоксидантной активности у исследуемого растительного сырья. Выбор парамециев в качестве тест-организмов для оценки биологической активности извлечения из корней R. palmátum определен за счет подтвержденной высокой чувствительности инфузорий к мембранотропным токсикантам, при этом определение мембраностабилизирующего и антиоксидантного действия на простейших имеет четкую дозозависимость. Следует также отметить, что данный способ оценки биологического действия отличается простотой фиксации тест-реакций, а именно изменение подвижности, скорости размножения и гибель простейших.

Мембраностабилизирующая и антиоксидантная активность извлечений корней R. palmátum подтверждается исследованиями различных видов Rhéum, произрастающих на различных территориях

,
.

5. Заключение

Таким образом, результаты исследования корней Rhéum palmátum, произрастающего на территории Астраханской области показали высокое содержание антираценпроизводных и дубильных веществ, сопоставимое с показателями Rhéum officinále, а также наличие мембраностабилизирующего и антиоксидантного эффектов, что актуализирует дальнейшее детальное изучение данного сырья с целью его использования в качестве лекарственного.

Article metrics

Views:937
Downloads:18
Views
Total:
Views:937