Анализ макро-и микроэлементного состава корня и надземных частей растений усьмы

Проведено исследование содержания макрои микроэлементов в корне и надземных частях растений усьмы (Isatis tinctoria L.), а также в почве с места их сбора в составе золы, полученной с использованием муфельной печи при температуре 450−5000С и доступе воздуха. Установленно, что усьма содержит значительные количества различных макрои микроэлементов. На основе анализа литературных данных и полученных результатов показано, что наличие макрои микроэлементов в комплексе с различными классами биологически активных веществ (полисахаридов, соединений фенольной природы, аминокислот, органических кислот) в растительных организмах подчеркивает терапевтическую значимость растений усьмы и обосновывает возможность создания новых отечественных препаратов.

Ключевые слова: растение усьма, макроэлементы, микроэлементы, биологически активные вещества, аккумуляция, терапевтическая значимость.

Адрес для корреспонденции: Нарзилоев Махмадтоир Саидович. 734 042, Республика Таджикистан, Душанбе, пр. Рудаки, 121, Таджикский государственный педагогический университет. E-mail: Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script.

Основным биологическим аккумулятором минеральных веществ в природе являются растения, которые поглощая их корневой системой из почвы прежде всего обеспечивают ткани и органы (семена, плоды, листья, стебли) своего организма [1−3]. В растительных организмах макрои микроэлементы в основном связаны с биологически активными веществами органической природы, и находятся в более доступной и легко усвояемой форме [4]. Работами некоторых исследователей установлены корреляционные зависимости между содержанием биологически активных веществ и микроэлементов [5,6].

Установленно, что минеральный комплекс лекарственных растений отличается хорошей сбалансированностью и наиболее благоприятным для организма человека соотношением основных компонентов [7]. В последние годы получены сведения о биогенности целого ряда микроэлементов, которые раньше не рассматривались в качестве факторов, необходимых для жизнедеятельности [8].

Минеральные вещества, попадая в организм человека, выполняют функцию регуляторов основных процессов, стимулируют и нормализуют обмен веществ [3].

Многие макрои микроэлементы предотвращают возникновение и развитие некоторых заболеваний, а их дефицит вызывает патологические процессы в организме человека. Входя в состав растительного организма, макрои микроэлементы оказывают влияние на проявление биологической активности суммарных извлечений, получаемых из них [9].

Макрои микроэлементы — как химические составляющие нативных комплексов растений, могут быть использованы в качестве лекарственных и профилактических средств в комплексной терапии различных заболеваний [10].

Широко известно применение растений для коррекции нарушений микроэлементного обмена [11]. Установлено, что большинство лекарственных растений концентрируют химические элементы, накапливая их в значительном количестве, в связи с чем открываются новые перспективы их применения в медицине [4]. Использование лекарственных растений с известным содержанием макрои микроэлементов позволит рекомендовать их для коррекции минерального баланса при его нарушении и других заболеваниях [5].

В связи с этим мы посчитали необходимым рассматривать элементную структуру как важную составную часть лекарственных средств, получаемых из растительного сырья.

Материал и методы исследований Качественный состав и количественное содержание макрои микроэлементов в корне и надземных частях растения усьмы, а также в почве с места их сбора определяли методом эмиссионного спектрального анализа [12,13].

Получение экстрактов. Сырье из корня и надземных частей растения усьмы измельчали и помещали в муфельную печь при температуре 450−5000С и доступе воздуха в течение 2 ч. Полученную золу, после охлаждения в эксикаторе, взвешивали на аналитических весах и определяли ее состав с использованием спектрографа ДФС-8−1 (Россия).

Фотометрирование спектрограмм выполняли в пересчете на золу с погрешностью не более 2%, используя атлас спектральных линий и спектров-стандартов [8−13].

Процентное содержание общей золы Х1 в абсолютно сухом сырье вычисляли по формуле:

Х1= m1. 100,.

m2(10-w).

где:

m1- масса золы, в г;

m2- масса навески сырья, в г;

wпотеря в массе сырья при высушивании, в %.

Процентное содержание золы Х2, нерастворимой в 10%-ной НСl, в абсолютно сухом сырье вычисляли по формуле:

Х2= (m1-m).100.100 ,.

m2(100-w).

где:

m1- масса золы, в г;

m — масса золы фильтра (если зола последнего более 0.002);

m2- масса навески сырья, в г;

wпотеря в массе сырья при высушивании, в %.

Данной методикой определено количественное содержание 26 элементов в надземной части растений усьмы и 34 элементов в почве с места сбора растений. Также установлено, что содержание свинца не превышает ПДК (предельно допустымые концентрации) для травяных чаев и соответствует требованиям п. 3.5.4. СанПиН 2.3.2.1078 [8, 13]. Другие токсичные элементы (мышьяк, кадмий и ртуть) в корне, надземной части и листях усьмы, а также в почве с места сбора растений не обнаружены. Содержание обнаруженных элементов представлено в виде их количества в корне, надземной части и листьях усьмы, а также в почве с место сбора растений (табл. 1−4).

Результаты и их обсуждение Результаты изучения минерального состава в корне и надземных частях растения усьмы, а также в почве с места их сбора представлены в табл. 1−4.

Как следует из представленных в табл. 1,2 данных, в усьме содержатся различные макрои микроэлементы в комплексе с биологически активными веществами.

Результаты показали, что, кроме калия, кальция, магния, фосфора, кремния, натрия, которые в значительных количествах накапливаются в большинстве растений, растение усьмы содержит большое количество железа, алюминия, титана, стронция, марганца, бария, цинка, бора, меди, а также все незаменимые макрои микроэлементы, которые содержат в своем составе практически все растения в разных количествах и соотношениях. Среди минеральных элементов в растительных организмах в наибольших количествах аккумулируются Mn, Cu, Ti, Cr, Sr, Zn, которые избирательно поглощаются растениями [1,2].

Таблица 1 — Содержание макроэлементов в корне, надземных частях растения усьмы и в почве с места их сбора (в % на золу).

Таблица 2 — Содержание микроэлементов в корне, надземных частях растения усьмы и в почве с места их сбора (в % на золу).

Таблица 3 — Содержание микроэлементов почве с места их сбора (в % на золу).

усьма зола микроэлемент Таблица 4 — Результаты анализа количественного содержания макрои микроэлементов в корне, надземных частях растения усьмы и в почве с места их сбора.

При изучении динамики накопления минеральных элементов установлено, что такие элементы, как калий, кальций, магний, фосфор, накапливаются в растениях усьмы в значительных количествах, что характерно для большинства растений, причем их содержание в сырье в несколько раз больше, чем в почве, где она растет. В растениях усьмы, в количествах превышающих их содержание в почве, накапливается молибден и бор, а в количествах, сопоставимых с почвой, обнаружены натрий, стронций, медь, цинк, марганец, серебро. В почве в значительных количествах присутствуют кремний, железо, алюминий и титан. Однако в надземных частях исследуемого вида эти элементы содержатся в гораздо меньших количествах. В образцах почвы обнаружены только бериллий, германий, литий, скандий, иттрий, иттербий, ниобий, но они не содержатся в надземных частях растения усьмы, что, вероятно, может быть связано с индивидуальной избирательной способностью каждого вида растения к накоплению определенных элементов.

Таким образом, полученные данные позволяют отметить, что растения усьмы содержат значительные количества различных макрои микроэлементов. На основе анализа литературных данных и полученных результатов показано, что наличие макрои микроэлементов в комплексе с различными классами биологически активных веществ (полисахаридов, соединений фенольной природы, аминокислот, органических кислот) в растительных организмах подчеркивает терапевтическую значимость растений усьмы и обосновывает возможность создания новых отечественных препаратов.

• 1. Власюк П. А. Биологические элементы в жизнедеятельности растений. -Киев: Наукова думка, 1969, 516 с.
• 2. Школьник М. Я. Микроэлементы в жизни растений. — Л., 1974, 342 с.
• 3. Белоусов М. В., Цыбукова Т. Н., Березовская Т. П. Элементный состав багульника болотного. -Химия раст. сырья, 2002, № 4, с. 35−38.
• 4. Ловкова М. Я., Бузук Г. Н. Лекарственные растенияконцентраторы микроэлементов. Новые аспекты применения этих видов в медицине. — Вопр. биологич., мед. и фармац. химии, 2013, № 4, с. 43−49.
• 5. Давитавян Н. А., Сампиев А. М. Минеральный состав травы стальника полевого. — Фундаментальные исследования, 2012, № 6, с. 482−484.
• 6. Круглов Д. С., Овчинникова С. В. Элементный состав растений семейства Boraginaceae. — Раст. мир Азиатской России, 2012, № 1(9), с. 77−95.
• 7. Ширшова Т. И., Скупченко Л. А. Содержание макрои микроэлементов в листьях и плодах некоторых видов рода Berberis (Berberidaceae). — Раст. ресурсы, 2011, т. 47, вып. 2, с. 123−129.
• 8. Немерешина О. Н., Гусев Н. Ф., Филиппова А. В. Содержание микроэлементов и низкомолекулярных антиоксидантов в чае. — Химия раст. сырья, 2014, № 2, с. 155−168.
• 9. Кукушкин Ю. Н. Химические элементы в организме человека. — Образоват. журн., 1998, № 5, с. 54−58.
• 10. Лобанова Е. И., Чанкина О. В. Элементный состав Lathyrus vernus (Fabaceae). — Раст. мир Азиатской России, 2012, № 2 (10), с. 5−61.
• 11. Тутельян В. А., Лашнева Н. В. Биологически активные вещества растительного происхождения. Флавононы: пищевые источники, биодоступность, влияние на ферменты метаболизма ксенобиотиков (Обзор) — Вопросы питания, 2011, т.80, № 5, с.4−23.
• 12. Сафонова И. Л. и др. Изучение элементного состава плодов и листьев сливы колючей (Prunusspinosa L.). — Науч. ведомости Белгород. гос. ун-та. Сер.: Медицина. Фармация, 2012, № 10 (129), вып. 18/3, с. 46−48.
• 13. Терешкина О. И. [и др.] Приказ Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации от 23 августа 2010 г. № 708н «Об утверждении правил лабораторной практики». Проблемы нормирования тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье. — Фармация, 2010, № 2, с. 7−11.