1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Растительные ресурсы
  4. T. 57, № 3, 2021

Растительные ресурсы, 2021, T. 57, № 3, стр. 275-282

Фенольные соединения некоторых видов рода Saussurea (Asteraceae) Горного Алтая

Е. А. Кастерова 1, *, Л. Н. Зибарева 1, А. С. Ревушкин 1, Е. А. Пяк 1

1 Национальный исследовательский Томский государственный университет
г. Томск, Россия

* E-mail: evgenia.kasterova@yandex.ru

Поступила в редакцию 12.03.2021
После доработки 14.05.2021
Принята к публикации 10.06.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

Изучение вторичных метаболитов редких видов способствует пониманию необходимости их культивирования не только для реинтродукции, но и получению новой информации о их ценности в качестве источников биологически активных веществ. Проведено исследование состава и содержания фенольных соединений надземной части горькуши Ядринцева Saussurea jadrinzevii Krylov, горькуши Крылова S. krylovii Schischk. et Serg., горькуши Шаньгина S. schanginiana (Wydler) Fisch. ex Serg., произрастающих на территории Горного Алтая. Компонентный профиль S. jadrinzevii и S. krylovii изучен впервые. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии установлено высокое содержание фенольных соединений и их значительная межвидовая изменчивость. Наибольшее содержание фенольных соединений определено в S. schanginiana (3.7% масс.), в S. krylovii – 3.2 мас. %, S. jadrinzevii – 3.1 мас. %. Показано, что для всех видов характерно наличие рутина и хлорогеновой кислоты. Кроме того, в Saussurea jadrinzevii идентифицирована галловая кислота и сирингин, S. krylovii – кверцетин, в S. schanginiana обнаружен цинарозид, авикулярин и эриодиктиол.

Ключевые слова: Saussurea, фенольные соединения, флавоноиды, ВЭЖХ, Южная Сибирь

Во всем мире активно исследуют компонентный состав представителей рода Saussurea. Высокий интерес к видам данного рода обусловлен широким спектром биологических активностей растительных экстрактов горькуш. Виды рода Saussurea широко используют в официнальной и традиционной медицине [1]. На сегодняшний день наибольшее число исследований горькуш проведено учеными азиатских стран – Китай, Индия, Пакистан, Тайвань [2–5]. В Китайской Народной Республике широко известно растительное лекарственное средство “Снежный лотос”, широко назначаемое для лечения ревматоидного артрита, печени, почек, желудочно-кишечного тракта, диарее, экземе, а также многих других заболеваний [3]. Под данным названием объединяют порядка 12 видов растений рода Saussurea (наиболее популярные Saussurea involucrata (Kar. et Kir.) Sch. Bip., S. medusa Maxim., S. tridactyla Sch.Bip. ex Hook.f., S. laniceps Hand.-Mazz., S. gossypiphora D.Don, S. stella Maxim.) [5]. Томскими учеными на основе биологически активных веществ (БАВ) Saussurea salicifolia (L.) DC. получен лекарственный препарат “Саусифол”, обладающий высокой противоописторхозной и противолямблиозной активностью, а также гепатопротекторным и слабым желчегонным действием [6]. Из надземной части ряда видов рода Saussurea (S. salicifolia, S. amara (L.) DC, S. salsa (Pall.) Spreng., S. sumneviszii Serg., S. elongata DC, S. elegans Ledeb., S. amurensis Turcz. ex DC.) получен фармакологический препарат, обладающий гепатопротекторной активностью и способностью нормализовать функцию печени [7]. Биологическую активность экстрактов горькуш зачастую объясняют наличием фенольных соединений, которые обладают противовоспалительной, антиканцерогенной, противовирусной, антипаразитарной, бактерицидной, а также рядом других активностей [8].

На территории Сибири род Saussurea представлен 51 видом [9]. Данные по компонентному составу носят фрагментарный характер. Наиболее изучен состав фенольных соединений в видах: S. amara, S. controversa DC., S. frolowii Ledeb., S. latifolia Ledeb., S. parviflora (Poir.) DC., S. pulchella (Fisch.) Fisch., S. salicifolia. Рядом авторов показано, что виды рода характеризуются наличием фенольных кислот (галловая, коричная, кофейная, салициловая), фенилпропаноидов (сирингин), двух групп флавоноидов – флавонов (космосиин, генкванин) и флаванонолов (кверцетин) [10–13]. В одном из исследований в видах рода было идентифицировано 39 соединений, среди которых присутствуют рутин, лютеолин, акацетин, гиспидулин, апигенин [4]. Помимо фенольных соединений экстракты горькуш содержат сесквитерпеновые лактоны, лигнаны, тритерпены, стероиды, гликозиды [1–3].

В связи с перспективами использования растительных полифенолов в медицине, в настоящее время актуален поиск и изучение растительных источников данной группы веществ. Компонентные профили видов рода Saussurea изучены недостаточно, несмотря на использование ряда видов в традиционной медицине.

Целью данного исследования является изучение фенольных соединений трех редких видов: S. jadrinzevii Krylov, S. krylovii Schischk. et Serg., S. schanginiana (Wydler) Fisch. ex Serg., произрастающих на территории Горного Алтая.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объектом исследования служили надземные органы трех видов растений рода Saussurea, собранные на территории Республики Алтай в 2016 г. в фазу цветения и плодоношения (табл. 1). Образцы растений высушивали в естественных условиях до воздушно-сухого состояния и измельчали. Измельчение сухого сырья проводили с помощью универсальной роторной ножевой лабораторной мельницы ЛМ 201 с размольной камерой, охлаждаемой водой (ООО Плаун, Россия). Частицы размолотого образца проходят сквозь сито с диаметром отверстий 1 мм. Точную навеску воздушно-сухого сырья массой около 1 г трехкратно экстрагировали 70% этиловым спиртом на водяной бане при температуре 55 °С. Полученные экстракты фильтровали и концентрировали под вакуумом с помощью ротационного испарителя IKA RV 10 (Германия), затем центрифугировали. Полученные экстракты использовали для дальнейшего анализа.

Таблица 1.  

Виды рода Saussurea, объекты исследования Table 1.  Studied species of the genus Saussurea

№ Образцы
Samples 		Место и дата сбора сырья
Geographic origin and collection date of samples
1 S. jadrinzevii Россия, Республика Алтай, Онгудайский район, Белый Бом, известняковые скалы; высота над ур. моря 983 м; 50°21′31.3″ N 87°02′59.5″ E; дата сбора 16.07.2016 (TK)
Russia, Republic of Altai, Ongudaysky district, Bely Bom, limestone rocks; elevation above sea level 983 m; 50°21′31.3″ N 87°02′59.5″ E; collection date 16.07.2016 (TK)
2 S. krylovii Россия, Республика Алтай, Кош-Агачский район, Южно-Чуйский хребет, долина Жазатор, верхняя граница леса, тундрово-высокогорно-лугово-степные комплексы; высота над ур. моря 2323 м; 49°37′ 50.6″ N 88°12′ 52.9″ E; дата сбора 22.07.2016 (TK)
Russia, Republic of Altai, Kosh-Agach District, South Chuisky Ridge, Zhazator Valley, upper forest boundary, tundra-high-mountain meadow-steppe complexes; elevation above sea level 2323 m; 49°37′50.6″ N 88°12′52.9″ E; collection date 22.07.2016 (TK)
3 S. schanginiana Россия, Республика Алтай, Кош-Агачский район, междуречье Жумалы и Жазатор, северные отроги горы Теплый ключ, кобрезиевые пустоши; высота над ур. моря 2695 м; 49°29′ 37.7″ N 88°08′ 06.4″ E; дата сбора 21.07.2016 (TK).
Russia, Republic of Altai, Kosh-Agach district, between the Zhumaly and Zhazator rivers, northern spurs of Teply Klyuch mountain, kobresia heaths; elevation above sea level 2695 m; 49°29′ 37.7″ N 88°08′06.4″ E; collection date 21.07.2016 (TK)

Анализ фенольных соединений выполнен методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на жидкостном хроматографе Shimadzu LC-20AD (Япония), диодно-матричный детектор, хроматографическая колонка Perfect Sil Target ODS-3; 4.6 × 250 мм, размер зерна сорбента – 5 мкМ. Элюент А: смесь ацетонитрила, изопропилового спирта (5 : 2 v/v); элюент В: 0.1% раствор трифторуксусной кислоты в воде. Время анализа 60 мин. Скорость элюирования 1 мл/мин. Режим элюирования: градиент низкого давления; программа градиента: 0–40 мин 15–35% элюент А, 40–60 мин 35% элюент А. Объем пробы 5 мкл. Аналитическая длина волны λmax = = 272 нм для регистрации фенольных соединений. Идентификацию сигналов на хроматограммах осуществляли сопоставлением времен удерживания и максимумов поглощения компонентов экстрактов и стандартных образцов. В работе использованы коммерческие образцы веществ сравнения, чистота стандартов составляет более 95%: галловая кислота (>99), сирингин (>99), хлорогеновая кислота (>97), кофейная кислота (>99), этилгаллат (>99), цинарозид (>99), изокверцитрин (>98), эриодиктиол (>96), байкалин (>97), коричная кислота (>99), рутин (>94), дигидрокверцетин (>91), хризин 7-O-глюкозид (>82) (Lachema, Huike Phytopharm, Geneham Pharmaceutical, Sigma Aldrich).

Содержание биологически активных веществ рассчитывали по площадям пиков образца и соответствующих стандартов с помощью калибровочной кривой, построенной с использованием программного обеспечения LC Postrun Calibration Curve. Анализ проводили в трех повторностях, статистические расчеты осуществляли в Microsoft Excel, 2007. Данные представлены в виде среднего арифметического и стандартной ошибки. В тексте и таблице указаны средние арифметические значения и их стандартные ошибки (M ± mM). Сумма выявленных в экстракте фенольных соединений определена как общее содержание.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Исследуемые виды отличаются по характеру ареала и эколого-ценотической приуроченности (табл. 1). S. schanginiana южно-сибирско-центрально-азиатский вид, встречающийся достаточно часто в травянистых и кустарничково-лишайниковых тундрах Южной Сибири. S. krylovii южно-сибирский эндемичный вид, встречающийся на альпийских лугах и каменистых склонах. S. jadrinzevii локальный эндемик Центрального Алтая, встречающийся на известковых обнажениях [9]. Сравнение состава и содержания вторичных метаболитов исследуемых видов и литературных данных о родственных видах Saussurea позволяет оценить перспективность их использования в качестве источников БАВ.

По результатам проведенного анализа выявлено, что во всех изученных видах Saussurea присутствует хлорогеновая кислота и рутин (табл. 2). Следует заметить, что в видах S. jadrinzevi и S. krylovii впервые изучены фенольные соединения (рис. 1). Показано, что наибольшее число фенольных соединений выявлено в S. schanginiana, впервые обнаружены хлорогеновая кислота, этилгаллат, салипурпозид, цинарозид, авикулярин, эриодиктиол. В экстракте S. jadrinzevii идентифицированы галловая кислота, сирингин, салипурпозид. Интересно отметить, что в исследованных видах Saussurea присутствует либо галловая кислота, как в S. jadrinzevii, либо ее этиловый эфир – этилгаллат (в видах S. schanginiana и S. krylovii). Из литературных данных следует, что галловая кислота и этилгаллат часто встречаются в видах рода Saussurea (S. controversa, S. alpina и др.) [12, 14–16]. Согласно данным ВЭЖХ, в экстрактах присутствуют неидентифицированные фенольные соединения, в том числе и флавоноиды, максимумы поглощения которых свойственны С-гликозидам. Однако из-за отсутствия стандартов пока не представляется возможным идентифицировать все соединения.

Таблица 2.  

Состав и содержание фенольных соединений (мас. %) в изученных видах рода Saussurea (% на абс. сух. сырье) Table 2.  Composition and content of phenolic compounds (%) of studied Saussurea speciess (% on dry weight basis)

№ Фенольное соединение
Phenolic compounds 		tr, мин time of retention, min λmax, нм
the absorption maximum, nm 		Saussurea jadrinzevii Saussurea schanginiana Saussurea krylovii
1 Галловая кислота
Gallic acid 		3.726 270 0.83 – –
2 Сирингин
Syringin 		6.980 266 0.22 – –
3 Хлорогеновая кислота
Chlorogenic acid 		8.553 326 0.87 0.63 0.8
4 Этилгаллат
Ethyl gallat 		15.861 274 – 0.04 0.01
5 Салипурпозид
Salipurposid 		18.370 283 0.02 0.06 –
6 Рутин
Rutin 		19.853 256/355 0.43 0.36 0.22
7 Цинарозид
Cynarosid 		20.087 254/346 – 0.05 –
8 Авикулярин
Avicularin 		25.985 255/352 – 0.08 –
9 Эриодиктиол
Eriodictyol 		34.728 290 – 0.01 –
10 Кверцетин
Quercetin 		38.646 254/367 – – 0.01

Примечание: данные представлены в виде среднего арифметического, стандартная ошибка для соединений составляет ± (0.01–0.05). Note: data are expressed as arithmetic mean, for different compounds standard error is ± (0.01–0.05).

Рис. 1.

Хроматограммы водно-этанольных экстрактов изученных видов Saussurea. 1 – галловая кислота, 2 – cирингин, 3 – хлорогеновая кислота, 4 – этилгаллат, 5 – cалипурпозид, 6 – рутин, 7 – кверцетин. Fig. 1. Chromatograms of hydroethanolic extracts of the studied Saussurea species. 1 – gallic acid, 2 – syringin, 3 – chlorogenic acid, 4 – ethyl gallat, 5 – salipurposid, 6 – rutin, 7 – quercetin.

Отнесение изучаемых видов к категории редких не позволяет производить сбор большого количества растительного сырья для выделения флавоноидов. В связи с чем актуальна интродукция данных видов с целью выделения индивидуальных фенольных соединений, в том числе неидентифицированных веществ, и их идентификации с помощью других физико-химических методов исследования.

Составы экстрактов изученных видов и других видов рода Saussurea, собранных на территории Южной Сибири ранее, идентичны по содержанию ряда веществ [14]. Наиболее характерные соединения рода горькуш – хлорогеновая кислота, этилгаллат, рутин и эриодиктиол. Флавоноидный фенотип видов отличается содержанием индивидуальных компонентов, так, уровень хлорогеновой кислоты и рутина выше в S. jadrinzevii, чем в двух других изученных видах. Этанольный экстракт S. schanginiana отличается наибольшим содержанием салипурпозида и этилгаллата. Содержание фенилпропаноида сирингина в S. jadrinzevii составляет 0.2 мас. %, тогда как хлорогенновая кислота в изученных видах варьирует в интервале 0.6–0.9 мас. %. Наибольшее содержание рутина установлено в S. jadrinzevii (0.4 мас. %.), содержание других флавоноидов – цинарозида, авикулярина, кверцетина не превышает 0.08 мас. %.

Установлено высокое содержание фенольных соединений в надземной части всех изученных видов: в S. jadrinzevii – 3.1 мас. %, S. schanginiana – 3.7 мас. %, S. krylovii – 3.2 мас. %.

Ранее изучено содержание вторичных метаболитов для других видов рода Saussurea. Исследование показало, что состав и содержание полифенолов одноименных видов, собранных из географически удаленных популяций, заметно варьирует в зависимости от места произрастания [14]. Таким образом, условия произрастания играют существенную роль в биосинтезе и накоплении растительных полифенолов. Анализ литературных данных позволил выявить яркие примеры данного предположения. Так, в виде S. amara, по результатам ряда исследований, определено содержание фенольных соединений в достаточно широком интервале, от 0.5 до 8.6 мас. % [12–15]. Также по результатам исследований вида S. frolowii из различных географически удаленных популяций сумма полифенолов варьировала от 0.1 до 3.5%, в виде S. salicifolia от 0.7 до 2.7%, S. controversa – от 1.2 до 4.5%, S. parviflora – от 1.0 до 6.2%, S. latifoliа – от 4.4 до 4.7% [12–15]. В целом литературные данные о количественном содержании фенольных соединений в видах Saussurea немногочисленны, показано, что для большинства видов данного рода суммарное содержание фенольных соединений, в том числе флавоноидов, колеблется в интервале 2.5–3.5% [12, 13, 15].

В видах, собранных на территории Южной Сибири, ранее идентифицировано 12 фенольных соединений, наиболее распространенными являются сирингин, содержание которого варьирует в пределах 0.03–0.4%, кофейная кислота (0.04–0.4%), этилгаллат (0.01–0.1%), флавоноиды – рутин (0.03–0.9%), изокверцитрин (0.1–0.3%), нарингенин (0.002–0.1%) и эриодиктиол (0.001–0.05%). В большинстве видов идентифицирована хлорогеновая кислота [14]. В надземной части S. schanginiana методом ВЭЖХ были идентифицированы производные флавона (апигенин 6,8-С-глюкозид, изоориентин, изовитексин, лютеолин-7-галактозид, лютеолин 8-С-галактозид) и производные флавононола (гиперозид, рутин, изокверцетрин) [17].

Ввиду высокого уровня полиморфизма некоторых видов горькуш, получение данных о составе и содержании вторичных метаболитов будет способствовать выяснению целого ряда спорных вопросов о филогенетическом статусе некоторых видов, в связи с тем, что на сегодняшний день флавоноиды являются хемотаксономическими маркерами в ряде семейств [18]. Полученные данные о составе изученных вторичных метаболитов позволят приступить к решению проблемы критических видов, выработке объективных критериев сходства и различия таксонов.

ВЫВОДЫ

1. Полученные данные показали, что изученные виды характеризуются наличием ряда общих веществ (хлорогеновая кислота, рутин), а также видоспецифичных. В экстракте S. jadrinzevii обнаружено присутствие галловой кислоты и сирингина, S. schanginiana – цинарозида, авикулярина, эриодиктиола, S. krylovii – кверцетина. Содержание фенольных соединений в изученных видах Saussurea варьирует в интервале 3.1–3.7 мас. %.

2. Состав фенольных соединений изученных видов свидетельствует о перспективности их интродукции, в качестве источников искомых соединений, в том числе флавоноидов.

Список литературы

  1. Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. 2013. Т. 5. Семейство Asteraceae (Compositae). СПб.; М. 312 с.

  2. Wang Y., Ni Z., Dong M., Cong B., Shi Q., Gu Y., Kiyota H. 2010. Secondary metabolites of plants from the genus Saussurea: Chemistry and biological activity. – Chem. Biodivers. 7(11): 2623–2659. https://doi.org/10.1002/cbdv.200900406

  3. Qiu J., Xue X., Chen F., Li C., Bolat N., Wang X., Baima Y., Zhao Q., Zhao D., Ma F. 2010. Quality evaluation of snow lotus (Saussurea): Quantitative chemical analysis and antioxidant activity assessment. – Plant Cell Rep. 29(12): 1325–1337. https://doi.org/10.1007/s00299-010-0919-4

  4. Zhao T., Li S., Zhang Z., Zhang M., Shi Q., Gu Y., Dong M., Kiyota H. 2017. Chemical constituents from the genus Saussurea and their biological activities. – Heterocycl. Commun. 23(5): 331–358. https://doi.org/10.1515/hc-2017-0069

  5. Kuo C. 2015. In vitro culture and production of syringin and rutin in Saussurea involucrata (Kar. et Kir.) – An endangered medicinal plant. – Bot. Stud. 56, 12. https://doi.org/10.1186/s40529-015-0092-8

  6. Анисимов Б.Н., Карбышева Н.В. Способ комплексного лечения больных паразитарными заболеваниями: Пат. 2491936, № 2011128421/15; Заявл. 11.07.11; Опубл. 10.09.13, Бюл. № 25. https://www1.fips.ru/Archive/PAT/2013FULL/2013.09.10/DOC/RUNWC2/000/000/002/491/936/DOCUMENT.PDF

  7. Нурмухаметова К.А. Средство на основе растений рода Saussurea DC., обладающее гепатопротекторным действием: Пат. 2464036, № 2011105238/15; Заявл. 14.02.11; Опубл. 20.10.12, Бюл. № 29. https://www1.fips.ru/Archive/PAT/2012FULL/2012.10.20/DOC/RUNWC1/000/000/002/464/036/DOCUMENT.PDF

  8. Тараховский Ю.С., Ким Ю.А., Абдрасилов Б.С., Музафаров Е.Н. 2013. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина. Пущино. 310 c. http://biophenols.ru/wp/wp-content/uploads/2013/11/Tarahovsky.pdf

  9. Флора Сибири. 1997. Т. 13. Asteraceae (Compositae). Нск. 472 с.

  10. Басаргин Д.Д., Горовой П.Г. 2012. Saussurea pulchella (Fisch.) Fisch. (Asteraceae): химический состав, полезные свойства, таксономия. – Turczaninowia. 15(2): 102–113. https://elibrary.ru/item.asp?id=18253518

  11. Шурупова М.Н., Кукушкина Т.А., Петрук А.А., Щетинин П.П. 2015. Исследование химического состава некоторых видов Saussurea. — В сб.: Лекарственные растения: фундаментальные и прикладные проблемы: материалы II Междунар. науч. конф. Новосибирск. С. 131–133. https://nsau.edu.ru/file/79311/

  12. Avdeeva E., Reshetov Y., Shurupova M., Zibareva L., Borisova E., Belousov M. 2017. Chemical analysis of bioactive substances in seven Siberian Saussurea species. – AIP Conf. Proc. 1899, 050001. https://doi.org/10.1063/1.5009864

  13. Погодин И.С., Лукша Е.А., Предейн Н.А. 2014. Химический состав растений рода Saussurea DC., произрастающих на территории Сибири (обзор). – Химия растительного сырья. 3: 43–52. https://doi.org/10.14258/jcprm.1403043

  14. Kasterova E., Zibareva L., Revushkin A. 2019. Secondary metabolites of some Siberian species of plants tribe Cynareae (Asteraceae). – S. Afr. J. Bot. 125: 24–29. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2019.06.022

  15. Shurupova M.N., Kukushkina T.A., Petruk A.A., Shhetinin P.P. 2016. Content of biologically active substances in the raw materials of some Siberian Saussurea species. – AIP Conf. Proc. 1772, 050008. https://doi.org/10.1063/1.4964578

  16. Iwashina T., Smirnov S., Damdinsuren O., Kondo. K. 2010. Saussurea species from the Altai Mountains and adjacent area, and their flavonoid diversity. – Bull. Natl. Mus. Nat. Sci., Ser. B. 36(4): 141–154. https://www.kahaku.go.jp/research/publication/botany/download/36_4/BNMNS_B360402.pdf

  17. Kusano K., Iwashina T., Kitajima J., Mishio T. 2007. Flavonoid diversity of Saussurea and Serratula species in Tien Shan Mountains. – Nat. Prod. Commun. 2(11): 1121–1128. https://doi.org/10.1177/1934578X0700201115

  18. Высочина Г.И. 2004. Фенольные соединения в систематике и филогении семейства гречишных. Новосибирск. 240 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Растительные ресурсы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал