Study of peculiarities of essential oil accumulation by common yarrow herb of synanthropic flora of Rostov region

Full Text

Введение. Эфирные масла являются ценным продуктом растений, так как представляют собой выжимку ароматических соединений, нашедших широкое применение в медицине и не только. На сегодняшний день выявлено более трех тысяч эфирных масел, отличающихся по химической структуре, органолептическим признакам и фармакологическому действию. Однако широкое применение в медицине и косметологии, а также в пищевой и косметической промышленности, нашлось только для трехсот видов. Эфирные масла неустойчивы к различным факторам, изменениям окружающей среды, что влияет на их качественный и количественный состав. К основным факторам, способным повлиять на накопление и состав эфирного масла относятся фенологическая фаза растения; климатические условия произрастания; освещение; влажность; качество почвы, в том числе минеральный состав и загрязненность экотоксикантами. На примере хвойных деревьев было показано, что при антропогенном загрязнении хвоя сосны обыкновенной способна накапливать экотоксиканты в эфирном масле [1].

В последние годы как в нашей стране, так и за рубежом наблюдается устойчивая тенденция роста использования лекарственных препаратов и биологически активных добавок растительного происхождения. Высокий интерес к препаратам на основе лекарственного растительного сырья связан, прежде всего, с относительной безвредностью, мягкостью и широтой терапевтического действия, возможностью минимизации побочных действий и аллергизации при длительном приеме лекарственных растительных препаратов. [2, 3]. Однако, большинство эксплуатируемых ресурсов дикорастущих лекарственных растений расположено в зоне активной хозяйственной деятельности человека, на доступных в транспортном отношении территориях. К ним относятся зоны, прилегающие к населенным пунктам, автомобильным и железным дорогам, сельскохозяйственным полям и фермам, промышленным предприятиям. Произрастая в неблагоприятных экологических условиях, растения накапливают не только несвойственные для них химические вещества, но и биологически активные вещества в несвойственных растениям концентрациях. В связи с этим комплексная региональная оценка эколого-гигиенического состояния сырьевой базы лекарственных растений является актуальной и значимой [4, 5].

Тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.) является видом лекарственного растения, сырье которого заготавливается от дикорастущих особей в Центральной полосе России. Он представляет собой многолетнее травянистое растение с ползучим корневищем и прямостоячими стеблями высотой 20-60 см. Произрастает предпочтительно на сухих лугах, степных склонах, опушках леса, часто встречается как сорняк по краям полей и дорог. Установлено, что тысячелистник обыкновенный обладает кровоостанавливающим, ранозаживляющим, противовоспалительным, спазмолитическим, противоаллергическим, бактерицидным свойствами. Препараты тысячелистника, содержащие ароматические горечи, стимулируют секрецию пищеварительных желез. Столь широкое применение вызвано богатым химическим составом травы тысячелистника обыкновенного. Большую часть биологически активных веществ составляют эфирное масло, основным компонентом которого является хамазулен, флавоноиды, среды которых важное значение имеет лютеолин, алкалоиды, витамин К и С, макро- и микроэлементы [6, 7, 8].

Установлено, что в стрессовых условиях в растениях активируется синтез вторичных метаболитов [9]. Ранее проведенные исследования по изучению влияния различных факторов антропогенной нагрузки на накопление флавоноидов в пересчете на лютеолин в траве тысячелистника обыкновенного, заготовленного в Воронежской области, показали наличие отрицательного влияния при повышенном антропогенном влиянии. Так же результаты исследований, проведенных в Воронежской области, показали наличие зависимости по уменьшению содержания эфирного масла в сырье, заготовленном в урбобиоценозах по сравнению с сырьем, заготовленном в экологически чистых местах и агробиоценозах [10, 11]. Анализ литературных данных по аналогичном исследованиям накопления эфирных масел в растениях в Ростовской области показал отсутствие данных.

Цель исследования – изучение особенностей накопления эфирного масла в траве тысячелистника обыкновенного, заготовленного в урбоценозах Ростовской области.

Материалы и методы исследования. Территории для заготовки травы тысячелистника обыкновенного были выбраны исходя из различий в условиях произрастания и особенностей антропогенного воздействия. Сбор сырья осуществляли вдоль проселочной дороги с неоживленным движением, Северо-Кавказской железной дороги и вдоль трассы М-21 с оживленным движением автотранспорта, относящейся к категории IA. Отдаляясь от исследуемых автомагистралей был выбран шаг в 100 метров (от 1 до 300 метров). Дополнительно проводили заготовку сырья на территории, лишенной антропогенного воздействия (контроль) и вблизи сельскохозяйственного предприятия АО «Астон», которое является ведущим экспортером сельхозпродукции и растительных масел.  

Рис. 1. Карта отбора образцов травы тысячелистника обыкновенного

Fig. 1. Sampling map of common yarrow herb

Заготовку травы тысячелистника обыкновенного проводили в соответствие с фармакопейными требованиями в фазу цветения растения, аккуратно срезая ножницами верхушки стеблей, длиной 15-20 см. Сушку проводили теневым методом, раскладывая траву тонким слоем в хорошо проветриваемом помещении при температуре не более 40–45°С. Изучение содержания в образцах эфирного масла вели по методике ФС. 2.5.0101.18 «Тысячелистника обыкновенного трава». Взвешивание проводили на аналитических весах «A&D GH-202» (AND, Япония). Каждое определение проводили трижды, полученные результаты статистически обрабатывали при доверительной вероятности 0,95.

Результаты и обсуждение. Показатели содержания эфирного масла в траве тысячелистника обыкновенного представлены в таблице 1.

Таблица 1. Содержание эфирного масла в траве тысячелистника обыкновенного, %

Table 1. Contents of essential oil in common yarrow herb, %

Все образцы травы тысячелистника обыкновенного соответствуют требованиям фармакопейной статьи по содержанию эфирного масла [12]. Содержание данного показателя в исследуемых образцах варьировало от 0,17% до 0,43%.

Самый высокий показатель содержания эфирного масла (0,43%) отмечен в сырье, заготовленном на контрольной территории, лишенной антропогенного воздействия (с минимальной проходимостью), что в 4 раза превышает нижний показатель, установленный ГФ XIV. В образцах, собранных в урбоценозе, который представляет собой территорию вблизи сельскохозяйственного промышленного предприятия, содержание эфирного масла составило 0,18%, что является одним из низких полученных показателей.

Самое низкое содержание эфирного масла отмечено в образцах, собранных вблизи автотрассы М-21 и на удалении от нее от 1 до 300 метров, и находится в пределах 0,17%-0,29%, соответственно. При этом образцы, собранные вблизи других исследуемых придорожных зон, отличаются более высоким содержанием эфирного масла, которое составляет 0,21-0,3%. Однако полученные значения ниже показателей содержания эфирного масла в траве тысячелистника, заготовленного на контрольной территории, на 30-50%.

 Эфирные масла, синтез которых происходит в эфиромасличных железках, выполняют ряд важнейших физиологических функций для растений. Самая основная из этих функций – защита растения от перепадов температур и от поедания животными, а также препятствуют заражению патогенными грибами и бактериями [6]. При испарении эфирные масла окутывают растения своеобразной «оболочкой», улучшая теплопроницаемость воздуха, что способствует предохранению растения от чрезмерного нагревания днем и переохлаждения ночью. По полученным результатам можно сделать предположение, что содержание эфирных масел в урбоценозах, в особенности вблизи автотрассы с оживленным движением и вблизи сельскохозяйственного предприятия, снижается, так как данные территории отличаются небольшой плотностью произрастания растений, высокой уплотненностью почвы в результате втаптываний и открытой территорией. На такой местности солнечная радиация оказывает довольно сильное влияние на растение, в результате чего оно интенсивно испаряет эфирные масла для защиты от перегрева, а их содержание в самом растении при дальнейшем исследовании оказывается резко снижено [1].

Нами были проанализированы аналогичные исследования, проведенные в различных урбоценозах Воронежской области [13]. Данные, полученные в Центральном Черноземье, представлены в таблице 2.

Таблица 2. Содержание эфирного масла в траве тысячелистника обыкновенного Воронежской области, %.

Table 2. Contents of essential oil in common yarrow herb of Voronezh region, %.

Все исследуемые образцы соответствуют требованиям ФС по содержанию эфирного масла, как и в Ростовской области. Аналогично Ростовской области максимальное содержание эфирного масла отмечено в образцах, заготовленных на контрольной территории, представленной Воронежским государственным заповедником, и минимальное – в сырье, заготовленном возле автотрассы с оживленным движением. При этом исследуемый показатель в целом по Воронежской области выше примерно в 1,5 раза. Сравнивая значения содержания эфирного масла в образцах травы тысячелистника обыкновенного, заготовленного вблизи промышленных предприятий, можно отметить, что в Воронежской области этот показатель в 2 раза выше, чем в Ростовской области. Однако, следует отметить, что тенденция увеличения содержания эфирного масла при снижении силы антропогенной нагрузки прослеживается в обоих регионах, что говорит о вариабельности процесса накопления эфирного масла в сырье, произрастающем на урбанизированных территориях.

Полученные значения можно объяснить различием климатических условий произрастания травы тысячелистника обыкновенного в двух рассматриваемых регионах. Ростовской области присуща степная природная зона с высокой степенью солнечной радиации. Одной из основных физиологических функций эфирных масел, которые синтезируются в эфирномасличных железках, как известно, является защита растения от перегрева. Испаряясь, эфирные масла создают своеобразную «защитную оболочку», которая уменьшает теплопроницаемость растения. Вероятно, что в исследуемых урбоценозах Ростовской области растения более подвержены солнечной радиации, а, следовательно, испарение эфирных масел происходит интенсивнее, что приводит к снижению его количественного содержания в самом растении. Так же на траву полыни горькой оказывает влияние выраженное вытаптывание и уминание на территориях с высокой степенью антропогенного воздействия, что тоже приводит к снижению содержания эфирного масла в лекарственном растительном сырье.

Заключение. Было проанализировано 14 образцов травы тысячелистника обыкновенного, собранного в различных урбоценозах Ростовской области, по содержанию эфирного масла. Все исследуемое лекарственное растительное сырье является доброкачественным по данному показателю. Максимальный показатель содержания эфирного масла (0,43%) отмечен для образца, заготовленного на контрольной территории, лишенной антропогенного воздействия, минимальное содержание - для образца, собранного вдоль автотрассы М-21 (0,17%). В среднем в образцах синантропной флоры отмечается меньшее содержание эфирных масел, чем в образце, заготовленном на экологически чистой территории. Полученные результаты позволяют сделать вывод об отрицательном влиянии антропогенного воздействия, а также особенностей территории произрастания на накопление эфирного масла в траве тысячелистника обыкновенного.

About the authors

Yuliya Selivanova

Author for correspondence.
Email: u.a.selivanova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1204-927X

Аспирант направления "Фармацевтическая химия, фармакогнозия", ассистент кафедры фармацевтической химии и фармацевтической технологии.

References

Supplementary files