Morphological and anatomical study of raw materials of red-stemmed buckwheat (Fagopyrum rubricaulis)

Для российского фармацевтического рынка, как и для мирового рынка в целом, характерна тенденция к росту потребления лекарственных препаратов и биологически активных добавок (БАД) растительного происхождения, используемых в целях профилактики и лечения заболеваний различной этиологии. Это вызвано целым рядом причин: доступная по сравнению с синтетическими лекарственными препаратами цена, безрецептурный отпуск большинства препаратов растительного происхождения, традиционное мнение широких слоев населения о низкой токсичности лекарственных растений, медикаментов и БАД растительного происхождения и др.

Широко используются неочищенные растительные экстракты в качестве препаратов, содержащих различные компоненты. Поэтому стандартизация лекарств, используемых для профилактики и лечения различных заболеваний, становится серьезной проблемой для здравоохранения

Фармакогностический анализ обеспечивает идентификацию растений, устанавливает параметры стандартизации, которые способствуют предотвращению фальсификации

В качестве источников биологически активных соединений (БАС) природного происхождения привлекают внимание представители отечественной флоры из семейства Гречишные (Polygonaceae), в частности, гречиха красностебельная (Fagopyrum rubricaulis). Данный вид является перспективным источником ценных БАС, макро- и микроэлементов. Ведущей группой БАС являются флавоноиды. Основным действующим веществом является рутин. Его содержание в гречихе красностебельной составляло: цветки – 5,39%, листья – 11,2%, стебли – 1,26%. К сопутствующим веществам относятся фенилпропаноиды, галловая, протокатеховая кислоты. Плоды содержат довольно много хорошо усвояемых белков (6-12%), углеводов (крахмала – до 80%), органических кислот. Основными жирными кислотами сырья являются пальмитиновая, олеиновая, линолевая, стеариновая кислоты. Богата гречиха витаминами В1, В2, фолиевой кислотой, β – каротином. Среди минеральных веществ наиболее характерны соли железа, фосфора, кальция, меди и йода

БАС видов гречихи обладают широким спектром фармакологических эффектов: ангиопротективным, противоопухолевым, антиоксидантным, противовоспалительным, гепатопротекторным, гипогликемическим, противоаллергическим, антибактериальным и адаптогенным

В традиционной медицине настой травы гречихи красностебельной применяют в лечении заболеваний дыхательных путей, сахарного диабета 2 типа, воспалительных заболеваниях кожи и слизистых оболочек. В официальной медицине сырье гречихи используют в качестве средства для улучшения микроциркуляции, снижения агрегации тромбоцитов, устранения отеков, увеличения регенерации поврежденных тканей, укрепления стенок крупных сосудов и капилляров, повышения их тонуса для улучшения памяти и концентрации внимания, профилактики инсульта

Наличие широкого спектра фармакологических эффектов, а также достаточно обширное культивирование растительного объекта на территории Пензенской области в качестве сырья для производства БАД, позволяет говорить о перспективности его детального изучения макро- и микроморфологических особенностей и определение показателей, включаемых в разрабатываемую нормативную документацию

Целью исследования является изучение морфолого-анатомических особенностей высушенного цельного, измельченного и порошкованного сырья гречихи красностебельной.

Материалом для исследования служила собранная в фазу массового цветения и начала плодоношения высушенная трава гречихи красностебельной (цельная, измельченная, порошкованная) на территории Пензенской области в Камешкирском районе в августе 2023 года. Было заготовлено 6 образцов. Траву гречихи красностебельной сушили в сушильных шкафах (ШС-80-02 СПУ, Россия) при температуре не выше 40 °C, измельчение сырья проводили в лабораторных мельницах (ML-08B, КНР). Изучение морфологических и анатомических признаков проводили с помощью методов макро- и микроскопического анализа, описанных в ОФС.1.5.3.0003 ГФ XV издания

3.1. Внешние признаки

Цельное сырье. Трава гречихи красностебельной (Fagopyrum rubricaulis) представляет собой верхушки побегов с цельными или частично измельченными листьями и цветами длиной до 30 см. Стебли ветвистые, ребристые с ребристой поверхностью, голые, полые, с очередным листорасположением, окраска красная, длина стеблей от 20 до 30 см и диаметром у основания от 2 до 6 мм (рис. 1.а).

Листья простые, длиной 1,5-4,5 см, шириной 1-4 см, сердцевидные, с сердцевидным основанием и острой верхушкой, край листьев цельный. Нижние листья – длинночерешковые 4,5- 5 см, верхние почти сидячие (1-2 мм), диаметр черешка у основания 0,5-2 мм. Все листья желтовато-зеленого цвета, с красным или розовым жилкованием. Листья всех форм голые, но с мелкими сосочками по жилкам (рис. 1.b).

Соцветия – кисти (пазушные) и щитки (верхушечные). Цветки обоеполые, красного и темно-розового цвета, актиноморфные, расположены на длинных пазушных цветоносах длинной 3-3,5 см. Околоцветник простой, пятираздельный, розового цвета. Цветок имеет 8 тычинок, расположенных в двух кругах, при этом две пары тычинок во внешнем круге сближены по две. У основания тычиночных нитей имеется нектарник в виде дисковидного расширения цветоложа. Завязь трехгранная, рыльца головчатые. Все части соцветия опушенные, цветоножка ребристая, длинной 2-3 мм. (рис. 1.c).

Плод – трехгранный орех, при котором околоцветник остается в виде деформированных листочков, но не разрастается, односемянный, длиной 5-7 мм, коричневый. Наряду с трехгранными плодами гречихи красностебельной встречаются двугранные (плоские), четырехгранные и многогранные (рис. 1.d). Зерно гречихи имеет крупный зародыш в виде ленты (рис. 1.e).

Рисунок 1 - Надземная часть гречихи красностебельной

Примечание: a – внешний вид травы; b – лист; c – цветок; d – плод; e – поперечный разрез плода

DOI:10.60797/IRJ.2024.147.110.1

Измельченное сырье. При рассмотрении с помощью стереомикроскопа образцы измельченной травы гречихи представляли собой кусочки разного размера, проходящие сквозь сито с размером отверстий 10 мм, состоящие из фрагментов стеблей, листьев, цветков, а также цельные и измельченные плоды. Цвет измельченного сырья красно-желтый, с зелеными вкраплениями, запах травянистый, вкус водного извлечения специфический.

Порошок образцов травы гречихи красностебельной, представлял собой смесь частиц стеблей, листьев, цветков и плодов разной формы и размеров, проходящих сквозь сито с диаметром отверстий 2 мм. Цвет порошка преимущественно красновато-желтый, с зелеными, белыми, коричневыми вкраплениями. Запах травянистый, вкус водного извлечения специфический.

3.2. Микроскопические признаки сырья

Микроскопический анализ цельного и измельченного сырья гречихи позволил выявить ряд анатомо-диагностических признаков. Клетки верхнего эпидермиса листьев довольно крупные, многоугольной формы с прямыми стенками (рис. 2.а). Нижний эпидермис был представлен многоугольными клетками, извилистой формы. Клетки эпидермиса обеих сторон листа имели, равномерно утолщенные стенки. Устьичный аппарат анимоцитного типа, окруженный 4-6 клетками (рис. 2.a). Устьица многочисленные, одинаковой, овальной формы, присутствуют в верхнем и нижнем эпидермисе. По краю листа расположены клетки, вытянутые в сосочек наподобие коротких волосков (рис. 2b), также встречающиеся по жилке листа (рис. 2.c). Отличительной чертой является наличие многочисленных друз оксалата кальция в мезофилле и клетках эпидермиса листа, которые сконцентрированы вблизи многочисленных спиральных сосудов (рис. 2.d).

Рисунок 2 - Микроскопия листа гречихи красностебельной

Примечание: a – верхний эпидермис листа, х400: 1 – многоугольная клетка эпидермиса; 2 – околоустьичная клетка; 3 – замыкающая клетка устьица; 4 – устьичная щель; b – простые одноклеточные волоски, х100: 1 – эпидермис листа; 2 – простой одноклеточный волосок; с – друзы оксалата кальция, х100: 1 – жилка листа; 2 – друзы оксалата кальция; d – простые одноклеточные волоски, х100: 1 – жилка листа; 2 – простые волоски

DOI:10.60797/IRJ.2024.147.110.2

На поперечном срезе стебля гречихи красностебельной в ребрах под эпидермисом заметны несколько слоёв клеток, образующих уголковую колленхиму, а также открытые коллатеральные пучки (рис. 3.a). При изучении продольного среза стебля, были выявлены цилиндрические клетки эпидермиса, с устьичным аппаратом, ориентированным устьичной щелью по длине стебля и окружённым 4-5 клетками, а также спиральные сосуды (рис. 3.b-с).

При изучении анатомического строения цветка анализировали лепестки венчика, чашелистики и цветоложе. При рассмотрении микропрепаратов лепестка с поверхности видны сосочковидные клетки эпидермиса (рис. 3.d). Было выявлено, что пыльник состоит из двух половинок, соединенных друг с другом связником. В нём содержится большое количество пыльцы. Пыльца округлая и округло-трехгранная шероховатая (рис. 3.d). Цветоложе обильно опушенное. Волоски простые одноклеточные прямые толстостенные. Завязь одногнездная, с одной семяпочкой. Клетки оболочки плода гречихи полые или заполнены пигментом. Эндосперм – мучнистый, рыхлый, состоит из крупных тонкостенных клеток, расположенных радиальными рядами.

Рисунок 3 - Микроскопия стебля и цветка гречихи красностебельной

Примечание: а – поперечный срез стебля, х100: 1 – эпидермис; 2 – колленхима; 3 – флоэма; 4 – ксилема; 5 склеренхима; 6 – паренхима; 7 – полость стебля; b – продольный срез стебля, х400: 1 – клетки эпидермиса; 2 – устьица; c – продольный срез стебля, х100: 1 – спиральные сосуды; 2 – цилиндрические клетки эпидермиса; d – фрагменты цветка: 1 – пыльник, х20; 2 – пыльца, х100; 3 – сосочковидные выросты лепестка, х100

DOI:10.60797/IRJ.2024.147.110.3

В порошке с размером частиц не менее 1 мм в рассматриваемых фрагментах можно было различить практически все признаки, характерные для цельного и измельчённого сырья. В микропрепаратах обнаруживались отдельные клетки эпидермиса, устьица, а также вытянутые в сосочек клетки листа, отдельные друзы оксалата кальция, пыльники с пыльцой.

Проведенный морфолого-анатомический анализ надземной части (травы) гречихи красностебельной позволил выявить диагностические признаки сырья – красно-розовая окраска стебля, цветков, сосочки наподобие коротких волосков, которые расположены по краю листа и по жилке, многочисленные друзы оксалата кальция в мезофилле и эпидермисе, спиральные сосуды листа и стебля, угловая колленхима стебля, а также наличие множества сосочковидных клеток эпидермиса лепестков. Данные диагностические признаки могут быть использованы для разработки нормативной документации на лекарственное сырьё и дальнейшего внедрения его в фармацевтическую практику.