CC BY
108
УДК: 615.32-092:547.9
МОРФОЛОГО-АНАТОМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОРНЕЙ КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ
П.В. Афанасьева, А.В. Куркина, В.М. Рыжов, Л.В. Тарасенко,
ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет»
Афанасьева Полина Валериевна- e-mail: [email protected]
Изучены морфологические, анатомические и гистологические особенности строения корня календулы лекарственной (Calendula officinalis L.). Проведенные исследования позволили подтвердить, уточнить и дополнить данные об особенностях анатомического строения корня календулы лекарственной. На основании проведенных исследований подготовлен проект раздела «Микроскопия» к фармакопейной статье на новое перспективное лекарственное растительное сырьё -календулы лекарственной корни.
Ключевые слова: календула лекарственная, Calendula officinalis L., корень, стандартизация, морфология, анатомия, гистология.
The morphological, anatomy and histology features of pot marigold (Calendula officinalis L.) roots were studied. As the result of this research, the data of microscopical structure of Calendula officinalis were confirmed, clarified and completed. Based on the data, project of chapter «Microscopy» of the pharmacopial article for new perspective herbal drug «Calendulae roots» was developed.
Key words: рot marigold, Calendula officinalis L., root, standardization, morphology,
anatomy, histology.
Введение
Календула лекарственная (Calendula officinalis L.) - однолетнее травянистое растение, широко культивируемое в Российской Федерации, в том числе в Самарской области [1]. Целевым фармакопейным сырьем данного растения являются цветки, имеются также литературные данные по использованию травы календулы лекарственной [2].
Анализ литературы позволил выявить интерес ряда ученых к изучению корней календулы, который возник в связи с высоким содержанием в корнях биологически активных соединений (БАС) - тритерпеновых сапонинов [3-6].
Очевидно, что внедрение корней календулы в качестве лекарственного сырья в медицинскую и фармацевтическую практику создает перспективу комплексного и безотходного использования сырьевой базы календулы на территории РФ.
Внедрение нового вида сырья в фармацевтическую практику предполагает необходимость разработки фармакопейной статьи (ФС), одной из важных частей которой является раздел «Микроскопия» [7-9].
Известно, что интерес к морфологии и анатомии календулы лекарственной проявлялся как отечественными, так и зарубежными исследователями. Однако информации об анатомии и гистологии корней календулы в научной литературе не выявлено [2, 10].
Целью настоящей работы явилось изучение морфо-лого-анатомических особенностей подземной части растения календулы лекарственной, возделываемой на территории Самарской области.
Материал и методы
Материалом нашего исследования послужила подземная часть календулы лекарственной сорта «Кальта» -Calendula officinalis L. (далее упоминается как календула лекарственная), заготовленная на фармакопейном участке Ботанического сада СамГУ в августе 2013 года.
Подземную часть образцов сырья, очищенную от почвы, фиксировали в смеси спирта этилового 96%, глицерина ректи-
фицированного и воды очищенной в соотношении 1:1:1. Анализу подвергались поперечные и продольные срезы главного корня разных диаметров (0,2-15,0) и тонких боковых корней.
Приготовление микропрепаратов осуществлялось по общей фармакопейной методике ГФ СССР XI издания раздела «Корни, корневища, клубни, луковицы, клубнелуковицы». Исследование проводилось методом световой микроскопии с помощью цифрового микроскопа марки Motic DM-111 в проходящем свете, на светлом поле с кратностью увеличения х40, х100, х400. Приготовление микропрепаратов и проведение гистохимических реакций осуществлялось по общей фармакопейной методике [1].
В целях изучения локализации некоторых БАС использовали гистохимические реакции по соответствующим методикам: окраска 10% раствором сернокислого анилина, раствором Судана III и обработка 5% раствором щелочи.
Результаты и их обсуждение
Морфологический анализ исследуемых образцов растения подтвердил, что корневая система календулы лекарственной стержневого типа.
Изучение особенностей анатомического строения позволило выявить, что основные принципы строения корней календулы характерны для представителей подкласса Asteridae, ранее описанных для других его таксонов [11].
Микроскопия поперечных срезов главного корня диаметром от 0,2 до 15 мм показала, что анатомически это корень вторичного строения. Он сложен из тканей центрального цилиндра как совокупности проводящих тканей, а также тканей коровой части и покровной ткани - пробки (рис. 1А, Б).
Общее очертание корня на поперечном сечении, как правило, округлое. Покровная и коровая части занимают в структуре поперечного среза около 20-30% (от 200 до 1600 pm) в зависимости от диаметра корня. Наиболее мощно представлена ксилема центрального цилиндра. Данная особенность является характерной для представителей семейства сложноцветные и выявлена ранее рядом авторов [11].
Ii
Jl '- j" ТП--t i J
РИС. 1.
Коровая часть корня календулы лекарственной ^=2 мм):
A, Б - характер лигнификации тканей корня календулы (поперечный срез, окрашенный 10% раствором сернокислого анилина, х100);
B, Г - коровая часть корня (поперечный срез, х400); Д, Е - поперечный срез корня,
окрашенный раствором Судана III (х400).
Примечание: 1 - паренхима коры; 2 - слой клеток коровой паренхимы с кристаллическими включениями; 3 - пробка; 4 - сосуд ксилемы; 5 - ткани флоэмы; 6 - пигментированный слой; 7 - клетка с пигментом; 8 - паренхима сердцевинного луча; 9 - лигнифицированные клетки паренхимы.
РИС. 2.
Пробка корня календулы лекарственной. Вид с поверхности ^=2 мм): А - фрагмент до окрашивания (х100); Б - фрагмент до окрашивания (х400); В - окраска раствором Судана III (х40); Г - окраска раствором Судана III (х400).
Примечание: 1 - пробковый слой клеток; 2 - стенка клетки; 3 - полость клетки.
С ростом корня по мере увеличения его диаметра увеличивается объем тканей коровой части (вторичной коры). В корнях больших диаметров (9-15 мм) пробка достигает восьми слоев клеток, что согласуется с литературными данными [8].
В клетках коровой части корня наблюдаются скопления кристаллических включений (рис. 1В), представляющих собой сферокристаллы инулина. Они идентифицируются при фиксации сырья раствором этилового спирта (70%). Необходимо отметить, что сферокристаллы инулина являются специфическим признаком для представителей подкласса Asteridae [11].
При рассмотрении пробки с поверхности видны клетки, как правило, одинакового размера, прямоугольные по форме. Оболочки их, до обработки реактивами почти неокрашенные, имеют бледно-желтый оттенок (рис. 2А, Б). При обработке Суданом III они окрашиваются в ярко-оранжевый цвет (рис. 2В, Г).
Основная ткань коры на поперечном сечении представлена главным образом паренхимными клетками, в том числе и менее выраженными в тканях луба (рис. 1Д). По периферии коровой части непрерывным кольцом расположен пигментированный слой (рис. 1А, Г, Е). Клетки пигментированного слоя варьируют в размерах. Крупные клетки пигментированного слоя содержат липофильный протопласт, окрашенный в бурый цвет (рис. 1Е).
На продольных сечениях клетки основной ткани коры плотно сомкнуты, они паренхимные, по форме четырехугольные; расположены правильными слоями, ориентированными от периферии среза к центру. В темноокрашенных участках коры изредка встречаются лигнифицированные фрагменты.
Проводящие элементы флоэмы сложены расположенными радиально рядами уплощенных клеток с тонкими целлюлозными стенками (рис. 3А, Б). Характер окраски их протопласта раствором Судана III свидетельствует о липофильности входящих в него веществ.
С увеличением диаметра корней ткани луба становятся более заметными, упорядоченными и структурированными. При этом амбиальная зона слабо визуализируется (рис. 3 В, Г).
Центральная часть корня представлена ксилемой. Сосуды преимущественно крупные, одревесневшие. При обработке срезов сернокислым анилином клеточные стенки окрашиваются в слабо-желтый цвет (рис. 4). Первичная ксилема двулучевая. Первичные радиальные лучи неодре-весневшей паренхимы хорошо визуализируются (рис. 4В).
С увеличением диаметра корня ксилема структурно не меняется. Она несколько увеличивается в объеме и размерах клеток. Паренхима первичных радиальных лучей все также хорошо выражена. Анализ продольных и поперечных срезов в ксилемной части корня календулы показал, что проводящие элементы ксилемы представлены крупными, как правило, пористыми сосудами, окруженными одревесневшей ксилемной паренхимой (рис. 4А, Б).
При обработке 5% раствором щелочи исходно неокрашенные, оболочки клеток проводящих элементов (сосуды разных диаметров) окрашиваются в желтый цвет. Это обусловлено локализацией фенольных соединений, вероятно флавоноидной природы (рис. 4Г).
Большая часть оболочек клеток древесины равномерно утолщена. На продольных срезах клетки прозенхимные. Паренхима радиальных лучей тонкостенная, при окраске заметно, что оболочки клеток частично лигнифицированы.
Оболочки клеток паренхимы радиальных лучей пропитаны липофильными веществами, проявляющимися при
РИС. 3.
Ткани луба корня календулы лекарственной (d=2 мм):
A, Б - фрагмент ксилемы и флоэмы (поперечный срез, окрашенный 10% раствором сернокислого анилина, х400);
B, Г - ткани луба корня (поперечный срез, окрашенный 10% раствором сернокислого анилина, х400).
Примечание: 1 - паренхима флоэмы; 2 - проводящие элементы флоэмы; 3 - слегка лигнифицированная клетка; 4 - сосуд ксилемы; 5 - паренхима ксилемы; 6 - паренхима радиального луча.
РИС. 4.
Ксилема корня календулы лекарственной ^=2 мм):
A, Б - продольный срез корня календулы лекарственной, окрашенный 10% раствором сернокислого анилина (х100; х400);
B, Г - ксилема корня календулы лекарственной (поперечный срез, окрашенный 5 % раствором натрия гидроксида, х100; х400).
Примечание: 1 - древесная паренхима ксилемы; 2 - фрагмент пористого сосуда; 3 - членики сосудов; 4 - стенка клетки; 5 - ткани радиального луча; 6 - сосуды ксилемы; 7 - включения фенольной природы.
окраске раствором Судана III, они окрашиваются в бледно-розовый цвет.
Выводы
1. В ходе анатомо-морфологического изучения корней календулы лекарственной (сорт «Кальта») выявлены особенности морфологического и анатомо-гистологического строения корней календулы как перспективного лекарственного растительного сырья.
2. В качестве диагностически значимых признаков, необходимых для подтверждения подлинности сырья, можно выделить следующие признаки:
- наличие в коровой части корня пигментированного слоя клеток с бурым липофильным протопластом;
- наличие в коровой части корня скопления кристаллических включений инулина;
- наличие рядов уплощенных расположенных радиаль-но клеток флоэмы с тонкими целлюлозными стенками;
- наличие хорошо визуализируемых неодревесневших лучей первичной двулучевой ксилемы.
3. Диагностически значимые признаки рекомендованы для включения в раздел «Микроскопия» проекта фармакопейной статьи на новый вид лекарственного растительного сырья «Календулы лекарственной корни».
ЛИТЕРАТУРА
1. Государственная фармакопея СССР: Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. МЗ СССР. 11-е изд., доп. М.: Медицина, 1990. C. 237-238.
Gosudarstvennaya farmakopeya SSSR: Vyp. 2. Obshchiye metody analiza. Lekarst-vennoye rastitelnoye syrye. MZSSSR. 11-e izd, dop. M.: Meditsina, 1990. S. 237-238.
2. Safdar W. et al. Pharmacognostical study of the medicinal plant Calendula officinalis L. (family Compositae). Int. J. Cell. Mol. Biol. 2010. Vol. 1. P. 108-116.
3. Вечерко Л.П., Кабанов В.С., Зинкевич Э.П. Строение календулозида В из корней Calendula officinalis. Химия природных соединений. 1971. № 4. С. 533.
Vecherko L.P., Kabanov V.S., Zinkevich E.P. Stroyeniye kalendulozida B iz korney Calendula officinalis. Khimiya prirodnykh soyedineny. 1971. № 4. S. 533.
4. Вечерко Л.П., Зинкевич Э.П., Коган М.Л. 3-О^-О-глюкуронопиранозид олеаноловой кислоты из корней Calendula officinalis. Химия природных соединений. 1973. № 4. С.560-561.
Vecherko L.P., Zinkevich E.P., Kogan M.L. 3-O- ß-O-glyukuronopiranozid ole-anolovoi kisloty iz korney Calendula officinalis. Khimiya prirodnykh soyedineny. 1973. № 4T. S. 560-561.
5. Вечерко Л.П., Зинкевич Э.П., Коган М.Л. Строение календулозида из корней Calendula officinalis. Химия природных соединений. 1973. № 4. C. 561-562.
Vecherko L.P., Zinkevich E.P., Kogan M.L. Stroyeniye kalendulozida iz korney Calendula officinalis. Khimiya prirodnykh soyedineny. 1973. № 4. S. 561-562.
6. Ruszkowski D., Szakiel A., Janiszowska W. Metabolism of [3-3H] oleanolic acid in Calendula officinalis L. roots. Acta Physiological Plantarum. 2003. Vol. 25. №. 4. P. 311-317.
7. Акушская А.С., Куркин В.А., Рыжов В.М., Тарасенко Л.В. Анатомо-мор-фологическое исследование корней женьшеня. Медицинский альманах. 2012. № 4. С.148-152.
Akushskaya A.S., Kurkin V.A., Ryzhov V.M., Tarasenko L.V. Anatomo-mor-fologicheskoye issledovaniye korney zhen'shenya. Meditsinsky al'manakh. 2012. №. 4. S. 148-152.
8. Куркин В.А., Вельмяйкина Е.И., Рыжов В.М., Тарасенко Л.В. Анатомо-ги-стологическое исследование корней эхинацеи пурпурной, культивируемой в Самарской области. Медицинский альманах. 2013. № 2 (26). С. 196-198.
Kurkin V.A., Vel'myaykina Ye.I, Ryzhov V.M., Tarasenko L.V. Anatomo-gisto-logicheskoye issledovaniye korney ekhinatsei purpurnoy, kultiviruyemoy v Sa-marskoyoblasti. Meditsinsky almanakh. 2013. № 2 (26). S. 196-198.
9. Хисямова Д.М. Микроскопическое и фитохимическое исследование подземных органов лапчатки прямой (Potentilla recta L.). Аспирантский вестник Поволжья. 2014. № 5-6. С. 155-157.
Khisyamova D.M. Mikroskopicheskoye i fitokhimicheskoye issledovaniye podzemnykh organov lapchatki pryamoy (Potentilla recta L.). Aspirantsky vest-nik Povolzhya. № 5-6. S. 155-157.
10. Никитин А.А., Панкова И.А. Анатомический атлас полезных и некоторых ядовитых растений. Л.: Наука, 1982. С. 290-293.
Nikitin A.A., Pankova I.A. Anatomichesky atlas poleznykh i nekotorykh yado-vitykh rasteny. L, Nauka. 1982. S. 290-293.
11. Таршис Л.Г. Анатомия подземных органов высших сосудистых растений. Екатеринбург: УрО РАН. 2007. С. 165-170.
Tarshis L.G. Anatomiya podzemnykh organov vysshikh sosudistykh rasteny. Yekaterinburg: UrO RAN. 2007. S. 165-170.
