Изучение фенольных соединений травы цикория обыкновенного (Cichorium intybus L. ) Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 615.322

О. Л. Сайбель (к.фарм.н., руков.центра)1, Т. Д. Даргаева (д.фарм.н., проф., гл.научн.сотр.)1,

К. А. Пупыкина (д.фарм.н., проф.)2

ИЗУЧЕНИЕ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРАВЫ ЦИКОРИЯ ОБЫКНОВЕННОГО (CICHORIUM INTYBUSL.)

1 Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений, центр химии и фармацевтической технологии; отдел стандартизации и сертификации 117216, г. Москва, ул. Грина, 7, тел. 8(495)3827377 2 Башкирский государственный медицинский университет, кафедра фармакогнозии 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3, тел. 8(347)2712285, e-mail: pupykinak@pochta.ru

O. L. Saybel1, T. D. Dargaeva1, K. A. Pupykina2

THE STUDY OF PHENOLIC COMPOUNDS OF THE HERBA CICHORIUM INTYBUS L.

1 All-Russian Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants 7, Greena Str., 117216, Moscow, Russia, ph. 8 (495) 3827377 2Bashkir State Medical University, 3, Lenina Str., 450000, Ufa, Russia; ph. 8(347)2724173, ph. (347)2724173 e-mail:pupykinak@pochta.ru

Представлены результаты идентификации методом ВЭЖХ-МС фенольных соединений, содержащихся в траве цикория обыкновенного. Изучение качественного состава фенольных соединений проводили на хроматографе Waters ACQUITY UPLC/TQD®. На основании проведенных исследований с использованием растворов стандартных образцов флавоноидов и окси-коричных кислот по временам удерживания, а также при сопоставлении масс-спектров в траве цикория обыкновенного, идентифицированы производные кемпферола (кемпферол-3-О-гли-козид или кемпферол-3-О-галактозид), кверце-тина(гиперозида и кверцетин-3-О-глюкорони-да), эскулин, эскулетин, хлорогеновая и кофейная кислоты.

Ключевые слова: качественный состав; производные кемпферола; производные кверцети-на; трава; фенольные соединения; цикорий обыкновенной; хлорогеновая и кофейная кислоты; эскулин; эскулетин.

In the article information on identifications phenolic compounds contained in herba Cichorium intybus L. by the method HPLC-MS analysis is presented. The study of the qualitative composition phenolic compounds was performed on the chromatograph Waters ACQUITY UPLC/ TQD®. On the base of the studies with use of solution standard sample of flavonoids and hydroxycinnamic acids at retention time and at comparing of the mass spectra kaempferol derivatives (kaempferol-3-O-glycoside or kaempferol-3-O-galactoside), quercetin (hyperoside and quercetin-3-O-glucoronid), esculin, esculetin, chlorogenic and caffeic acid are identified in herba Cichorium intybus L.

Key words: caffeic acid; chlorogenic acid; Cichorium intybus L.; esculin; esculetin; herba; kaempferol derivatives; phenolic compounds; qualitative composition; quercetin.

В настоящее время лекарственные растения и созданные на их основе фитопрепараты широко используются в медицинской практике в качестве противовоспалительных, антиокси-дантных, антимикробных, мочегонных, спазмолитических, желчегонных и других средств. Основным преимуществом растительных биологически активных веществ по сравнению с синтетическими соединениями является мяг-

Дата поступления 14.02.16

кое, щадящее воздействие на патологические процессы, сочетающееся с низкой токсичностью и минимальным риском возникновения побочных эффектов.

Одной из таких групп малотоксичных и эффективных биологически активных веществ являются фенольные соединения. Вещества данной группы образуются в растениях в процессе вторичного метаболизма преимущественно по шикиматному пути биосинтеза. Ключевым предшественником в этом превращении

является шикимовая кислота, которая последовательно подвергается фосфорилированию, окислительному декарбоксилированию, деза-минированию и превращается в транс-коричную кислоту. В дальнейшем транс-коричная кислота при участии 4-гидроксилазы превращается n-кумаровую, а затем в кофейную кислоту и далее в феруловую, 5-оксиферуловую и синаповую кислоты. Именно эти оксикорич-ные кислоты под действием ферментов преобразуются в оксикоричные спирты (предшественники лигнинов), а также образуют глико-зиды, эфиры (например, хлорогеновую кислоту) и служат предшественниками бензойной кислоты, кумаринов и флавоноидов 1-3.

Следует отметить существенные различия в локализации фенольных соединений и по органам растений. Если антоцианы главным образом встречаютсяв лепестках цветов, а фла-воны и флавонолы — в надземных органах, то фенолкарбоновые кислоты — практически повсеместно. Внутри клетки фенольные соединения локализуются преимущественно в вакуоли и хлоропластах.

Большинство вторичных метаболитов являются биологически активными веществами, однако состав и содержание фенольных соединений, а также их специфическая фармакологическая активность являются индивидуальной характеристикой рода и вида растения. В связи с этим актуальным представляется поиск новых видов лекарственных растений из арсенала народной и традиционной медицины, содержащих фенольные соединения, для детального изучения, подтверждения их терапевтического действия, стандартизации и внедрения в практическую медицину.

Перспективным в этом отношении представляется многолетнее травянистое растение цикорий обыкновенный (Cichorium intybus L.) семейства Астровые (Asteraceae). На территории РФ цикорий обыкновенный в дикорастущем виде произрастает на полях, по краям лесных опушек, около дорог, канав, на пустырях, по берегам рек, среди кустарников, близ населенных пунктов и в горах до среднего горного пояса как сорное растение. Наряду с этим, ввиду использования цикория обыкновенного в пищевой промышленности, данное растение было введено в культуру преимущественно в Ярославской области РФ 4.

Цикорий обыкновенный используется в китайской и монгольской традиционной медицине, а также включен в Китайскую фармакопею и немецкую гомеопатическую фармакопею 5' 6. По

данным литературы надземная часть цикория обыкновенного содержит оксикоричные кислоты (цикориевая, кофейная, хлорогеновая, неохлорогеновая), флавоноиды, оксикумари-ны (эскулин, эскулетин, умбеллиферон, ско-полетин), аскорбиновую кислоту, каротин, витамины и В2, микроэлементы. В цветках идентифицированы антоцианы (производные дельфинидина) 7' 8.

Целью настоящего исследования является изучение и качественная характеристика фе-нольных соединений травы цикория обыкновенного, произрастающего на территории РФ.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования служило извлечение, полученное из высушенной травы дикорастущего цикория обыкновенного (заготовленного в фазу массового цветения в Московской области в 2013 г.) путем экстракции на водяной бане 70 %-ным этиловым спиртом в течение 1 ч и последующего фильтрования через бумажный фильтр «белая лента».

Изучение качественного состава феноль-ных соединений проводили на хроматографе Waters ACQUITY UPLC/TQD®, состоящем из бинарного градиентного насоса, автосамп-лера, колоночного термостата, диодно-матрич-ного детектора и тандемного квадрупольного масс-детектора. Условия хроматографирова-ния: колонка стальная, 2.1x150 мм, заполненная сорбентом Acquity BEH C18; размер частиц 1.7 мкм; (Waters); температура колонки: 35 °С. Подвижная фаза: элюент А: 20мМ раствор муравьиной кислоты в 5% водном ацето-нитриле; элюент Б: 20мМ раствор муравьиной кислоты в ацетонитриле; скорость потока: 0.3 мл/мин; объем инжекции 5 мкл; режим элюи-рования: градиент элюентов А и Б (табл. 1).

Таблица 1

Режим элюирования

Время, мин Элюент А,% Элюент Б,%

0.0 95 5

30.0 50 50

32.0 0 100

33.0 95 5

36.0 95 5

Результаты и их обсуждение

Анализ данных хроматомас-спектромет-рического анализа спирто-водного извлечения из травы цикория обыкновенного указывает на присутствие в составе фенольного комплекса

производных кемпферола (М+Н=287) и квер-цетина (М+Н=303) и отсутствие производных мирицетина (М+Н= 319) (рис.1).

Сопоставление масс-спектров позволяет предположить, что пик с временем удерживания 7.95 мин имеет структуру одного из известных соединений: астрагалин (кемпферол-3-О-гликозид) или трифолин (кемпферол — 3-О-галактозид).

Пик с временем удерживания 9,11 мин имеет фрагмент с такой же массой, что и пик с временем удерживания 7.9 мин, однако в режиме регистрации отрицательных ионов наряду с массой 447 наблюдается фрагмент 353, что позволяет предположить существование остат-

ка метакриловой кислоты, связанного с одной из оставшихся свободных гидроксигрупп кем-пферола (вещество не идентифицировано).

Пик с временем удерживания 7,7 имеет массу положительного иона 465, массу отрицательного иона 463 и близок по времени удерживания к гиперозиду. Пик с временем удерживания 7.6 мин имеет массу положительного иона 479, массу отрицательного иона 477 и возможную структуру: кверцитурона(кверце-тин-3-О-глюкоронида).

Поскольку фенолкарбоновые кислоты поглощают как при 272 нм, так и при 360 нм,их идентификация проводилась при каждой из этих длин волн (рис. 2).

cicor

DMP-280415-5 100-1

0-

DMP-280415-5 100п

HO

0-

DMP-280415-5 100-|

sO 0-

DMP-280415-5

D

<

2.0e-1

0.0

ho

QBA127

O H

OH

28-Apr-2015 13:17:27

1: Scan ES+ 9.14 319

4.65e6

11.12

5.60

.^иМ^ЦЦ (Iii iiiiiJitfii

5.00

O H

10.00

7.68

OH O

"T '

8.50

5.00

10.00

oh9.11

oh 7.95

5.00

7.66

Myricetin 31

1: Scan ES+ 303 1.41e8

Q uercetin 302

13.39

1—Г-Л—r

1: Scan ES+ 287 1.24e8

Kaem pferol 286

, 10.23 13.36

10.00

4.25 6.71

1.33 2.71

2: Diode Array 360

Range: 3.398e-1

9.07

8.46

Ш

13.35

5.00

10.00

Time

Рис. 1. Хроматограммы спирто-водного извлечения из травы цикория обыкновенногов режиме регистрации позитивных ионов

HO

OH O

DMP-280415-5_360nm.esp

320000-j 280000-1 240000-j 200000-: 160000-j 120000-j 80000 -j 40000 -j

0 -I

3 '<л ■fg

<Б &.

<3x

С

| £

Ш

о

IP

UJ

ф ~o и

§2

Л <1) 2 ¡2 ^ci

га сл га

II I

I 11 I I I 11 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

0 5 10 15 20 Retention Time (min)

Name tR (min) Peak Area Area Perce Rs Plate No.

516-Kaempfero 9.07 8.829e+8 8.4 1.101 100994.594

Astragalin; Astr 7.91 1.905e+8 1.8 2.232 100406.234

Caffeic Acid 6.71 1.258e+9 11.9 2.806 20878.760

Chlorogenic Ac 3.42 3.353e+8 3.2 1.521 40917.813

Esculetin 4.25 1.251e+9 11.9 2.607 6286.897

Esculin 2.85 5.170e+8 4.9 3.799 20948.652

Hyperoside 7.66 1.202e+9 11.4 2.504 103651.141

Quercituron 7.54 1.324e+9 12.5 1.171 81794.242

DMP-2804

480000-j

440000-j 400000-j 360000-j 320000-j 280000-j 240000-j 200000-1 160000-j 120000-j 80000-1 40000-j 0

5-5_272nm.esp

I j IIII j 1111 j IIII j И 1111111 j IIII j 1111 j IIII j IIII j 111111IIIj III111111j IIIIj 111

0 5 10 15 20 Retention Time (min)

Name tR (min) Peak Area Area Perce Rs Plate No.

516-Kaempfero 9.07 1.066e+9 5.1 1.569 93984.250

Astragalin; Astr 7.91 1.901e+8 0.9 1.673 88386.430

Caffeic Acid 6.71 1.629e+9 7.7 2.232 15555.930

Chlorogenic Ac 3.43 8.309e+8 3.9 1.247 4630.684

Esculetin 4.24 3.966e+8 1.9 0.913 5827.675

Esculin 2.85 5.202e+8 2.5 4.984 18165.506

Hyperoside 7.66 1.053e+9 5.0 1.460 100259.953

Quercituron 7.54 1.194e+9 5.7 1.139 78850.672

Рис. 2. Хроматограммы спирто-водного извлечения из травы цикория при 360 им и 272 им

Анализируя результаты проведенного исследования, можно отметить, что по времени удерживания и масс-спектрам идентифицирована кофейная и хлорогеновая кислоты, а также установлено, что вещество с молекулярной массой 178 и временем удерживания 4.3 мин является эскулетином, а его гликозидированная форма (эскулин) обнаружена на 2.87 минуте,

7 8

что согласуется с данными литературы .

Таким образом, в траве цикория идентифицированы производные кемпферола (кемп-ферол-3-О-гликозид или кемпферол-3-О-га-лактозид), кверцетина(гиперозида и кверце-тин-3-О-глюкоронида), наряду с этим подтверждено наличие эскулина и эскулетина, хлорогеновой и кофейной кислот.

Из литературных данных известно, что кемпферол и его производные обладают анти-оксидантной активностью, обусловленной способностью образовывать хелатные комплексы с солями железа, и противовоспалительной активностью за счет торможения образования простагландинов и лейкотриенов 9. В организме человека кемпферол подвергается гидро-ксилированию с последующим образованием кверцетина, поэтому фармакологическое действие кемпферола и кверцетина близко 9.

Известно также, что кверцетин оказывает адаптогенное, ноотропное, анксиолитическое и антидепрессивное действия. Результаты исследований свидетельствуют о наличии у кверце-тина антигипертензивного эффекта, предположительно обусловленного повышением уровня

оксида азота и снижением НАДФН-оксидаз-

ной активности. Кроме того, за счет антиокси-

дантного и, следовательно, антигипоксантного

действия кверцетин обладает выраженной ней-

11

ропротекторной активностью .

Для гиперозида выявлена нейротропная активность. Установлено, что гиперозид участвует в метаболизме биогенных аминов, проявляет адаптогенные свойства, а также предотвращает морфологические изменения сосудов, почек и сердца, в том числе левожелудочковую гипертрофию 10.

Эскулин и экулетин угнетают гиалуронида-

12

зу и улучшают реологические свойства крови . Хлорогеновая кислота, как и большинство фенолов метаболизируется в печени с образованием фармакологически активных соединений — кофейной, феруловой, изоферуловой, дигидрофе-руловой и других кислот. В опытах invitro установлена антиоксидантная активность ок-

Литература

1. Волынец А.П. Фенольные соединения в жизнедеятельности растений. — Минск: Беларуская навука, 2013. — 283 с.

2. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений.— Казань, 2001.— 376 с.

3. Запрометов М.Н. Фенольные соединения и их роль в жизни растений / Тимирязевские чтения LVI.— М.: Наука, 1996.- 45 с.

4. Вильчик В.А. Цикорий: рекомендации по выращиванию, уборке, переработке и использованию.- Ярославль: Верхне-Волжск. кн. изд., 1982.- 80 с.

5. Pharmacopoeia of people's republic of China.-2005.- P.125-126.

6.

7.

8.

9.

10.

сикоричных кислот. В ряде работ показана антивирусная активность ферментативно окисленных форм хлорогеновой кислоты в отношении вирусов герпеса типов I и II. В экспериментах также была установлена гипогликеми-ческая активность кофейной кислоты за счет увеличения в плазме концентрации инсулина, С-пептида, лептина, данное соединение так-жеснижает концентрацию глюкагона и достоверно увеличивает концентрацию гликогена в печени. Имеются данные о гепатопротектор-ной, противоопухолевой и иммуномодулирую-щей активности хлорогеновой кислоты и ее

13

производных .

Таким образом, наличие вышеуказанных соединений в траве цикория обыкновенного указывает на перспективность разработки на ее основе лекарственных препаратов, бладаю-щих антиоксидантной, противовоспалительной, противовирусной и гепатопротекторной активностью.

References

1. Volynets A. P. Fenol'nye soedineniya v zhiznedeyatel'nosti rastenii [Phenolic compounds in plant life]. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 283 p.

2. Plemenkov V. V. Vvedenie v khimiyu prirodnykh soedinenii [Introduction to the chemistry of natural compounds]. Kazan, 2001, 376 p.

3. Zaprometov M. N. Fenol'nye soedineniya i ikh rol' v zhizni rastenii [Phenolic compounds and their role in plant lifeIn the book Timiryazevskie chteniya LVI, Moscow, Nauka Publ., 1996, 45 p.

4. Vil'chik V. A. Tsikorii: rekomendatsii po vyrashhivaniyu, uborke, pererabotke i ispol'zovaniyu [Chicory: recommendations for

Патудин А.В., Терешина Н.С., Мищенко В.С., Ильенко Л. И. Биологически активные вещества гомеопатического лекарственного сырья.- М., 2009. - С.122-123.

Зузук Б.М., Куцик Р.В. Цикорий дикий (Цикорий обыкновенный) Cichorium intybus L. (Аналитический обзор) // Провизор [Электронный-ресурс].- 2002.-№22. http://www.provisor. com.ua/archive/2002/N22/art_27.php. Street R. A., Sidana J., Prinsloo G. Cichorium intybus: Traditional Uses, Phytochemistry, Pharmacology and Toxicology Evidence-Based // J. Complementary and Alternative Medicine [Electronic resource]. http://dx.doi.org/ 10.1155/2013/579319.

Овчинникова О.Ю. Фармакологические свойства нового антиоксидантного комплекса на основе природных флавоноидов: дисс... канд. биол. н.- Волгоград, 2011.

Кадацкая Д.В. Нейротропная активность фитопрепаратов, содержащих флавоноиды: автореф. ... канд. мед. н.- Самара, 2005.- 24 с. Роговский В.С., Шимановский Н.Л., Матюшин А.И. Антигипертензивная и нейропротекторная активность кверцетина и его производных //

growing, harvesting, processing and use].

5. Pharmacopoeia of people's republic of China. — 2005. - P.125-126.

6. Patudin A. V., Tereshina N.S., Mischenko V.S., Il'enko L. I. Biologicheski aktivnye veshhestva gomeopaticheskogo lekarstvennogo syr'ya [Biologically active substances homeopathic medicinal raw materials]. Moscow, 2009, pp. 122-123.

7. Zuzuk B. M., Kutsik R. V. Tsikorii dikii (Tsikorii obyknovennyi) Cichorium intybus L. (Analiticheskii obzor) [Wild chicory (Analytical review)] Provizor [Pharmacist], 2002, vol. 22. [Electronic resource]. http://www.provisor. com.ua/archive/2002/N22/ art_27.php.

8. Street R. A., Sidana J., Prinsloo G. [Cichorium intybus: Traditional Uses, Phytoche-mistry, Pharmacology and Toxicology Evidence-Based]. J. Complementary and Alternative Medicine [Electronic resource]. Access mode:http:// dx.doi.org/10.1155/2013/579319.

9. Ovchinnikova O. Y. Farmakologicheskie svoistva novogo antioksidantnogo kompleksa na osnove prirodnykh flavonoidov. Diss. kand. biol.n. [Pharmacological properties of the new antioxidant complex on the basis of natural

Экспериментальная и клиническая фармакология,- 2012.- Т.75, №9.- С.37-41.

12. Куцик Р.В., Зузук Б.М., Дьячок В.В. Каштан 10. конский Aesculus hippocastanun L. (Аналитический обзор) // Провизор.- 2003.- №4 [Электронный ресурс]. http: //www. provisor. com.ua/archive/2002/N4/art_28.php

13. Левицкий А. П., Вертикова Е. К., Селиванская 11. И. А. Хлорогеноваякислота: биохимияифизио-логия // Мшробюлоия i бютехнолопя.-2010.- №2.- С.6-20.

12.

13.

flavonoids. PhD biol. sci. diss.], Volgograd, 2011.

Kadackaya D. V. Neirotropnaya aktivnost' fito-preparatov, soderzhashhikh flavonoidy. Avto-ref. kand. med. n. [ Neurotropic activity of herbal remedies containing flavonoids. PhD med. sci. syn.], Samara, 2005, 24 p.

Rogovskii V. S., Shimanovskii N. L., Matyushin A. I. Antigipertenzivnaya i nejroprotektornaya aktivnost' kvertsetina i ego proizvodnykh [Antihypertensive and neuroprotective activity of quercetin and its derivatives]. Eksperimental'-naya i klinicheskaya farmakologiya [J. Experimental and clinical pharmacology], 2012, vol. 75, no. 9, pp. 37-41.

Kutsik R. V., Zuzuk B.M., Dyachok V. V. Aesculus hippocastanun L. (Analytical review). J. Pharmacist, 2002, no. 4 [Electronic resource]. http://www.provisor.com.ua/archive/2002/ N4/art_28.php

Levitskii A. P., Vertikova E. K., Selivanskaya I. A. Khlorogenovaya kislota: biokhimiya i fiziologiya [Chlorogenic acid: biochemistry and physiology] J.Microbiology and biotechnology, 2010, vol. 2, pp. 6-20.