CC BY
191
УДК 615.322:581.4
АНАТОМИЧЕСКОЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ТРАВЫ ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ С ПОМОШЬЮ ЦИФРОВОЙ МИКРОСКОПИИ
В.А. Куркин, А.С. Чепурнова, В.М. Рыжов, Л.В. Тарасенко, Г.Н. Суворова, Е.В. Авдеева,
Самарский государственный медицинский университет
Куркин Владимир Александрович, профессор, доктор фармацевтических наук, заведующий кафедрой фармакогнозии с ботаникой и основами
фитотерапии СамГМУ- vakur@samaramail.ru, 443099, Самара,ул. Чапаевская, 89. Тел. 8(846)-260-33-59.
Методом цифровой микроскопии изучены анатомические и морфологические признаки травы эхинацеи пурпурной [Echinacea purpurea (L.) Moench., сем. Сложноцветные - Asteraceae]. Уточнены диагностические признаки данного вида сырья. Микрофотографии анатомических органов растения рекомендуются для включения в раздел «Микроскопия» ВФС, регламентирующей качество данного сырья.
Ключевые слова: эхинацея пурпурная, сложноцветные, микроскопия, диагностические признаки.
There were researched the anatomical and morphological characteristics of the herb of coneflower [Echinacea purpurea (L.) Moench., Asteraceae]. There are specified diagnostic characteristics for this species of the herbal drug were shown. Microphotographies of the different anatomical organs of this plant are recommended to include in the section «Microscopy» of the pharmacopeial article, which regulates quality this medical plant.
Key words: Echinacea purpurea, Asteraceae, microscopy, diagnostic characteristics.
Введение
Эхинацея пурпурная [Echinacea purpurea (L.) Moench., сем. Сложноцветные - Asteraceae] широко культивируется во многих регионах РФ [1, 2]. В научной медицине применяется как иммуномодулятор, обладающий также противоспалительны-ми, противовирусными и тонизирующими свойствами. Препараты на основе эхинацеи пурпурной («Иммунал» - производитель «LEK», Словения; «Эхинацея-Галенофарм» - производитель ОАО «Фармацевтическая фабрика Санкт-Петербурга», «Эстифан» - производитель «Борисовский хим-фармзавод», Белоруссия; «Эхинацея-сок» - производитель «ПЭЗ ВИЛАР», г. Москва; «Эхинацеи настойка» - производитель ООО «Росбио», г. Санкт-Петербург и др.) применяются для лечения и профилактики заболеваний, связанных с состоянием иммунодефицита, воспалительных заболеваний органов дыхания, для повышения неспецифической устойчивости организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды [2].
Эхинацея пурпурная является фармакопейным растением, качество сырья которого регламентируется временной фармакопейной статьей (ВФС) 42-2371-94. Однако в этой нормативной документации в разделе «Микроскопия» отсутствуют микрофотографии наиболее характерных диагностических признаков сырья.
Цель исследования - изучение анатомических и морфологических особенностей различных органов травы эхинацеи пурпурной, которые могут быть использованы при диагностике лекарственного сырья.
Материалы и методы
Материалами исследования служили различные органы эхинацеи пурпурной - листья, стебли, части соцветия (краевые - язычковые и серединные - трубчатые цветки), плоды (их присутствие в сырье также возможно). Заготовка сырья проводилась в Самарской области (с. Комаровка Шигонского района) в период массового цветения и начала плодоношения. Изучали также образцы сырья эхинацеи пурпурной, культивируемой промышленным способом (пос. Антоновка Самарской области).
За основу методики приготовления и анализа микропрепарата была взята фармакопейная статья «Техника микроскопического и микрохимического исследования лекарственного растительного сырья» [3]. Однако некоторые её положения были изменены для сохранения нативных признаков исследуемого объекта, в частности, кипячение сырья в растворе едкого натра признано нами нецелесообразным, т. к. при этом происходит растворение волосков эпидермиса исследуемого объекта. Использованная нами методика заключалась в
Фармация
следующем: несколько различных кусочков измельченного сырья помещают в фарфоровую чашку (или чашку Петри), заливают дистилированной водой, кипятят в течение 5-10 мин. (до просветления); воду сливают, просветленное сырье заливают спирто-глицериновой смесью (1:1) на 20-30 минут, затем кусочек сырья помещают на предметное стекло в каплю воды или глицерина, объект накрывают покровным стеклом, рассматривают на малом, затем на большом увеличении.
Приготовленные микропрепараты изучали с помощью цифровых стереоскопических микроскопов « Мо1к DM-111» (Корея) и «Мо1к DM-39C-N9GO-A» (Корея). Для более полной характеристики исследуемых объектов использовали гистохимические реакции на лигнифицированные оболочки с раствором сернокислого анилина и раствором перманганата калия, приготовленные по соответствующим методикам [4, 5, 6-9].
Результаты и обсуждение
Микроскопический анализ листа
При изучении микропрепарата листа установлено, что клетки верхнего эпидермиса со слабоизвилистыми, нижнего эпидермиса - с сильноизвилистыми стенками. Устьица овальные, окружены 4-6 околоустьичными клетками (аномоцитный тип), расположены на обеих сторонах листа, однако на нижней стороне их больше. Расположение устьиц на поверхности листа равномерно рассеянное. Над жилками клетки эпидермиса имеют прямые стенки и вытянуты вдоль них. По жилкам и по краю листа встречаются простые длинные одноклеточные волоски и простые 2-4-клеточные волоски со спавшейся конечной клеткой, часто опадающей. Некоторые волоски заполнены желтовато-бурым содержимым. Клетки у основания волосков расположены радиально и образуют розетку (рис. 1).
2
РИС. 1.
Нижний эпидермис листа эхинацеи пурпурной: а - устьичный аппарат (Х400):, 1 - замыкающая клетка устьица, 2 - околоустьичная клетка, 3 - устьичная щель; б - строение волосков (Х100):, 4 - простой волосок, 5 - клетки у основания волоска в виде розетки.
Микроскопический анализ соцветий
Краевые цветки - язычковые, пестичные, бесплодные, с двух-, трехзубчатым отгибом, снаружи опушенные; в сухом сырье - пурпурного цвета. Клетки эпидермиса слабоизвилистые, над жилками - с прямыми стенками, на нижнем эпидермисе в виде сосочковидных выростов. Край листа зубчатый, эпидермис покрыт складчатой кутикулой. Простые 3-5-клеточные волоски с острым концом и бородавчатой поверхностью, расположены преимущественно по жилкам (рис. 2).
Устьица мелкие, овальные, погруженные, окружены 4-6 околоустьичными клетками (аномоцитный тип), на нижнем эпидермисе редкие, на верхнем отсутствуют, а . ■
РИС. 2.
Нижний эпидермис язычкового цветка эхинацеи пурпурной (Х400),
а - сосочковидные клетки, б - простой волосок с бородавчатой поверхностью.
РИС. 3.
Андроцей трубчатого цветка эхинацеи пурпурной. а - клетки пыльника (Х400): 1 - утолщенные стенки клеток; б - связник (Х100): 2 - тычиночная нить, 3 - пыльник, 4 - одревесневшие стенки клеток связника; в - пыльцевые зерна (Х 400): 5 - шиповидные выросты.
Серединные цветки - трубчатые, обоеполые, образованы пятью сросшимися чашелистиками, в сухом сырье зеленовато-бурого цвета. Клетки верхнего и внутреннего эпидермиса правильной, вытянутой формы. Стенки клеток сильно утолщены и пронизаны поровыми канальцами. Эпидермис края венчика покрыт складчатой кутикулой.
Гинецей трубчатых цветков псевдомонокарпный, сросшийся из двух плодолистиков. Столбик заканчивается двухлопастным рыльцем, в сухом сырье - обломанным. Андроцей состоит из 5 тычинок, сросшихся пыльниками. Пыльник четырехлопастный, стенки его клеток сильно утолщены и при окрашивании раствором сернокислого анилина приобретают лимонно-желтый цвет, что свидетельствует о содержании в них лигнина.
Нити тычинок свободные, прикреплены к трубке венчика. Клетки тычиночной нити сильно удлиненные, правильной прямоугольной формы, содержат монокристаллы оксалата кальция. Клетки связника - верхней части тычиночной нити, соединяющей две половинки пыльника - расположены ровными
Фармация
продольными рядами, изодиаметрические, с одревесневши-
ми стенками (при окрашивании раствором сернокислого анилина стенки клеток приобретают лимонно-желтый цвет).
Пыльцевые зерна шаровидные, с шиповидными выростами, светло-желтого цвета (рис. 3).
Микроскопический анализ плода Плод трубчатых цветков эхинацеи пурпурной - семянка, обратнопирамидальная, к основанию суженная, в сухом виде четырехгранная. На поперечном срезе плода хорошо различимы экзокарпий и ткани зародыша (семядоли). Экзокарпий кожистый, отделяющийся от семени.
Характерными признаками плодов эхинацеи пурпурной являются: строение перикарпия в виде «короны» в месте прикрепления к обертке (рис. 4а); различная конфигурация плода на поперечных срезах: в месте прикрепления к обертке, посередине, в месте прикрепления к цветоложу (рис. 4б, 4в, 4г).
РИС. 4. Плод трубчатого цветка эхинацеи пурпурной.
а - продольный срез (Х20), Поперечные срезы (Х40), б - в месте прикрепления к цветоложу, в - посередине, г - в месте прикрепления к обертке. 1 - экзокарпий, 2 - ткани зародыша (семядоли), 3 - место прикрепления к обертке, 4 - пигментный слой.
РИС. 5.
Поперечный срез стебля эхинацеи пурпурной, окрашенный раствором перманганата калия (Х 20): 1 - эпидерма, 2 - колленхима,
3 - камбий, 4 - проводящие пучки, 5 - паренхима первичной коры,
6 - сердцевинные лучи, 7 - паренхима сердцевины
Микроскопический анализ стебля
Стебель на поперечном срезе ребристый. Однослойный эпидермис покрыт хорошо выраженной кутикулой, под которым залегает многослойная уголково-пластинчатая колленхима, бо-
лее мощная по ребрам стебля. Паренхима первичной коры представлена несколькими слоями крупных тонкостенных клеток овальной формы с хорошо выраженными межклетниками.
Проводящая система стебля имеет пучковый тип строения: открытые коллатеральные пучки разного размера расположены в один ряд по окружности, параллельно поверхности стебля и разделены сердцевинными лучами склерефицирован-ных клеток. Все ткани ксилемы и паренхима в сердцевине стебля дают положительную реакцию с раствором сернокислого анилина (желтое окрашивание), раствором перманганата калия (красное окрашивание). Клетки склеренхимы над проводящими пучками плотно прилегают друг к другу. Многоугольные по форме, они имеют толстые одревесневшие стенки, которые тоже склерефицированы (рис. 5).
Выводы
1. С использованием цифровой микроскопии в сравнительном плане изучены особенности анатомического строения листьев, язычковых и трубчатых цветков, плодов, стеблей эхинацеи пурпурной, культивируемой в Самарской области.
2. Наряду с ранее известными анатомическими признаками эхинацеи пурпурной нами найдены и изучены новые: бородавчатая поверхность простых волосков и сосочковидные клетки нижнего эпидермиса краевых цветков, покрытого складчатой кутикулой. Впервые изучено строение трубчатых цветков, плодов и стеблей. Анатомическое строение стебля типично для травянистых растений семейства сложноцветных. Характерной особенностью является значительная степень склерификации тканей центрального цилиндра, включая паренхиму сердцевины.
3. Для травы эхинацеи пурпурной диагностическое значение имеют следующие признаки:
- для листьев: клетки эпидермиса с извилистыми стенками, аномоцитный тип устьиц, простые волоски, заполненные бурым содержимым и расположенные по жилками;
- для краевых цветков: аномоцитный тип устьиц, отсутствие их на верхнем эпидермисе, простые волоски с бородавчатой поверхностью, сосочковидные клетки нижнего эпидермиса, зубчатый край листа, покрытый складчатой кутикулой;
- для серединных цветков: утолщенные клетки стенок с поро-выми канальцами, одревесневшие стенки клеток пыльника и связника, наличие монокристаллов оксалата кальция в тычиночной нити, пыльцевые зерна с шиповидными выростами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Жизнь растений. Т. 5. Цветковые растения. М.: «Просвещение», 1981. 512 с.
2. Куркин В.А. Фармакогнозия: учебник для студентов фармацевтических вузов. Самара: ООО «Офорт», ГОУ ВПО «СамГМУ», 2004. 1179 с.
3. Государственная фармакопея СССР. Одиннадцатое издание (Выпуск 1). М.: Медицина, 1989. Т.1. 398 с.
4. Государственная фармакопея СССР. Одиннадцатое издание (Выпуск 1). М.: Медицина, 1989. Т.2. 399 с.
5. Долгова А.А., Ладыгина Е.Я. Руководство к практическим занятиям по фармакогнозии. М.: Медицина, 1977. 255 с.
6. Паламарчук И.А., Веселова Т.Д. Изучение растительной клетки. М.: Просвещение, 1969. 143 с.
7. Флора СССР. Т.25. М.: «Наука»,1964. 630 с.
8. Хржановский В.Г., Пономаренко С.Ф. Практикум по курсу общей ботаники: учебное пособие. М.: «Высшая школа», 1979. 422 с.
9. Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника: учебник для фармацевтических институтов и фармацевтических факультетов медицинских вузов. М.: «Высшая школа», 1990. 367 с.
Ш
