CC BY
51
Сибирский медицинский журнал, 2012, № 8
ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ
© ЗЫКОВА И.Д., ЕФРЕМОВ А.А. — 2012 УДК 615.322 :547.913
СОДЕРЖАНИЕ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В РАЗНЫХ ОРГАНАХ НАДЗЕМНОЙ ЧАСТИ SOLIDAGO DAHURICA (ASTCRACEAE)
Ирина Дементьевна Зыкова, Александр Алексеевич Ефремов (Сибирский федеральный университет, ректор — акад. РАН, д.б.н. Е.А. Ваганов, кафедра химии, зав. — д.х.н., проф. А.Г. Аншиц)
Резюме. Методом атомно-эмиссионного анализа исследован элементный состав стеблей, листьев и соцветий Solidago dahurica. Определено количественное содержание 20 макро- и микроэлементов. Отмечено, что в траве золотарника даурского преобладают кремний, железо и стронций. При этом в стеблях растения содержание кремния превышает его количество в листьях и соцветиях. Железа больше всего в листьях. Концентрация стронция не зависит от исследуемого органа.
Ключевые слова: золотарник даурский, надземные органы, элементный состав, атомно-эмиссионный анализ.
THE CONTENT OF MACRO-AND MICROELEMENTS IN DIFFERENT ORGANS OF THE OVERGROUND PART OF SOLIDAGO DAHURICA (ASTCRACEAE)
I.D. Zykova, A.A. Efremov (Siberian Federal University, Krasnoyarsk)
Summary. By atomic-emission analysis the elemental composition of stems, leaves and inflorescences of Solidago dahurica was investigated. The quantitative content of 20 macro- and microelements. The high content of silicon, strontium and iron was noted. In the stems of plants from all the elements contained in them has been defined silicon prevails. The leaves contain lots of iron. The concentration of strontium is independent of the organ under examination.
^y words: Solidago dahurica, aboveground organs, elemental composition, atomic-emission analysis.
Открытие способности лекарственных растений концентрировать биологически важные элементы дало основание считать, что лечебный эффект этих видов зависит не только от присутствующих в растениях физиологически активных соединений, но и обусловлен сконцентрированными в них элементами [3]. При этом лекарственные растения имеют преимущества перед минеральными солями. Так, в растениях микроэлементы находятся в органически связанной, т.е. наиболее доступной и усвояемой форме. Вследствие этого становится возможным снизить терапевтические дозы и как следствие этого снизить риск возникновения передозировок. Поэтому исследования элементного состава лекарственных растений имеют существенное значение в практическом отношении. Последнее обусловлено возможностью использования лекарственных растений для лечения и профилактики микроэлементозов — многочисленных заболеваний связанных с нарушением в организме человека микроэлементного равновесия [4].
Золотарник даурский — Solidago dahurica — лекарственное растение, широко распространенное на территории Красноярского края, применяется в народной медицине при желчнокаменной, мочекаменной и почечнокаменной болезнях, болезнях мочевыводящих путей, как мочегонное, противоцинготное средство, а также в виде полосканий при воспалительных заболеваниях ротовой полости и слабости десен [6,7].
Данные о составе органических веществ, содержащихся в траве золотарников довольно полно представлены в литературе [6,7,2], однако сведения о содержании макро- и микроэлементов в вегетативных и генеративных органах растения отсутствуют
Цель работы: определение минерального состава надземной части золотарника даурского, произрастающего в окрестностях г. Красноярска, в зависимости от исследуемого органа.
Материалы и методы
Сбор исследуемого материала — надземную часть S. dahurica — осуществляли в естественных популяциях окрестностей г. Красноярска в фазе цветения растения в июле месяце 2011г. Сырьё сушили воздушно-теневым способом.
Определение зольности разных частей растения проводили в 3-х параллельных пробах. Измельченные образцы растительного сырья помещали в алундовые тигли и выдерживали в муфельной печи при температуре 550-600 0С при доступе воздуха до полного озоле-ния. Полученную золу после охлаждения взвешивали на аналитических весах. Зольность стеблей составила 3,6 ± 0,2%, зольность листьев — 7,0 ± 0,2%, зольность соцветий — 5,6 ± 0,2%.
Содержание минеральных элементов определяли с использованием атомно-эмиссионного спектрометра Thermo Scientific iCAP-6500 DUO и программного пакета iTEVA. Данное оборудование и программное обеспечение предназначено для проведения количественного элементного анализа. Спектрометр оборудован системой двойного обзора плазмы (аксиального и радиального), что позволяет определять элементы, как в высокой, так и в низкой концентрации. Исследуемые спектральные линии элементов выбирались так, чтобы они не накладывались на линии других элементов, присутствующих в образцах, что может привести к завышению реальных значений концентрации. Итоговая концентрация элементов определялась сравнением интенсивности аналитического сигнала образца с интенсивностью сигнала калибровочного стандарта на длине волны соответствующей выбранной линии.
Pезультаты и обсуждение
Результаты исследования элементного состава S. dahurica представлены в табл.1. Из данных таблицы видно, что органы растения не различаются по качественному составу элементов и практически не различаются по содержанию кадмия (Cd), свинца (Pb), стронция (Sr) и ванадия (V).
На основе результатов проведенного анализа составлены ряды элементов, которые позволяют выявить особенности их распределения по вегетативным и генеративным органам растения (табл. 2). Установлено, что в траве золотарника даурского преобладают кремний (Si), железо (Fe) и стронций (Sr) и в незначительных количествах содержатся ванадий (V), никель (Ni) и кобальт ^o).
Сибирский медицинский журнал, 2012, № 8
Таблица 1
Содержание макро- и микроэлементов в различных органах 5. dahurica, мг/ кг абс. сух. растения
Таблица 2
Ряды содержание макро- и микроэлементов в различных органах 5. dahurica, мг/ кг абс. сух. растения
Элемент Стебли Листья Соцветия
В 12,5 49,0 28,0
Ва 5,4 4,3 4,5
Со 0,02 0,04 0,06
Be <0,02 <0,02 <0,02
Bi <0,02 <0,02 <0,02
Ca 8,5 10,2 10,6
Си 2,6 4,1 5,7
Сd 0,01 0,01 0,01
Fe 28,0 89,0 65,0
Mn 16,0 26,0 19,0
№ 0,1 0,2 0,7
Pb 0,5 0,5 0,5
Sb <0,02 <0,02 <0,02
Se <0,02 <0,02 <0,02
Si 411,0 114,0 392,0
Sn <0,02 <0,02 <0,02
Sr 35,0 34,0 34,5
Б 1,4 3,7 4,2
V 0,1 0,2 0,1
Zn 21,0 13,0 17,2
Органы растения Ряды элементов
стебли Si > Sr > Fe > Zn > Mn > В > Ва > Ca > Си > Б > Pb > V(Ni) > Со
листья Si > Fe > В > Sr > Мп > Zn > Са > Ва > Си > Б > РЬ > V(Ni) > Со
соцветия Si > Fe > Sr > В > Мп > Zn > Са > Си > Ва >Т > № > РЬ ^ > Со
Примечание: *- суммарная погрешность составляет не более 5 % от определяемой величины.
Согласно литературным данным, из всех зольных элементов больше всего в почве содержится кремния (81), и недостатка в нем растения не испытывают [5]. Кроме того, отмечается, что основной функцией кремния в растении может быть увеличение устойчивости организма к неблагоприятным условиям, выражающееся в утолщении эпидермальных тканей (механическая защита), ускорении роста и развития корневой системы (физиологическая защита), связывании токсичных соединений (химическая защита) и увеличении биохимической устойчивости к стрессам (биохимическая защита). В стеблях золотарника даурского количество кремния превышает его содержание в листьях и соцветиях. Антагонист кремния — кальций (Са) содержится в различных органах растения в количествах, не превышающих 11 мг/кг.
По данным М.Я. Школьника, среднее содержание меди (Си) в растениях колеблется от 6,3 до 8,8 мг/кг сухого вещества [9]. Медь играет большую роль в окисли-
тельно-восстановительных процессах, обладая способностью переходить из одновалентной формы в двухвалентную и обратно. Она является компонентом ряда окислительных ферментов, повышает интенсивность дыхания, влияет на углеводный и белковый обмен растений. Под влиянием меди в растении увеличивается содержание хлорофилла, усиливается процесс фотосинтеза, повышается устойчивость растений к грибным и бактериальным болезням. Аккумулируется данный элемент в основном в генеративных органах растения. В золотарнике даурском содержание меди варьирует от 2,6 до 5,7 мг/кг сухого растения в зависимости от исследуемого органа, что несколько ниже нормы, приводимой в литературе.
Основные функции цинка ^п) в растениях связаны с метаболизмом углеводов, протеинов и фосфатов, а также с образованием ауксина, ДНК и рибосом. Цинк влияет на проницаемость мембран [1]. Содержание цинка при его дефиците оценивается в 10-20 мг/кг. Согласно данным, приведенным в таблице, среднее содержание цинка в траве исследуемого растения составляет 17 мг/кг.
Железо (Бе) и марганец (Мп) аккумулируются в основном в листьях золотарника даурского. Соотношение Бе/Мп для нормального развития растения должно быть в пределах 1,5-2,5 [1]. В траве исследуемого растения это соотношение составляет 1,8 для стеблей и 3,4 — для листьев и соцветий.
С позиций оценки экологической чистоты лекарственного растительного сырья прежде всего необходимо определение концентраций кадмия, свинца и ртути. Эти элементы относятся к приоритетным загрязнителям биосферы и подлежат первоочередному контролю. Определенные нами содержания кадмия (Сф и свинца (РЬ) не превышают предельно-допустимые концентрации для этих элементов, предусмотренных [8].
Таким образом, в результате выполненной работы впервые исследован минеральный состав надземной части золотарника даурского, произрастающего в окрестностях г. Красноярска, в зависимости от изучаемого органа. Отмечено высокое содержание кремния, стронция и железа.
Исследование элементного состава было выполнено на базе Центра коллективного пользования СФУ сотрудниками лаборатории атомно-эмиссионных методов анализа, за что выражаем им искреннюю благодарность.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. — М.: Мир, 1989. — 439 с.
2. Калинкина Г.И., Зарубина Л.А. Антимикробные свойства эфирного масла золотарника обыкновенного // Третья Украинская конф по мед. ботанике: Тез. докл. — Киев, 1992. — Ч.1. — С. 66.
3. Ловкова М.Я., Бузук Г.Н. Лекарственные растения — концентраторы и сверхконцентраторы меди и ее роль в метаболизме этих видов // Прикладная биохимия и микробиология. — 2011. — Т. 47. — №2. — С. 209-216.
4. Львов С.Н., Хорунжий В.В., Земляной Д.А., и др. Особенности микроэлементного статуса у школьников // Сибирский медицин-
ский журнал. — Иркутск, 2011. — №6. — С. 68-71.
5. Матыченков В.В. Роль подвижных соединений кремния в растениях и системе почва-растение: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. — Пущино, 2008. — 32 с.
6. Махлаюк В.П. Лекарственные растения в народной медицине. — М.,1992. — 477с.
7. Махов А.А. Зеленая аптека. — Красноярск, 1993. — 528с.
8. Санитарные правила и нормы 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Продовольственное сырье и пищевые продукты. М., 2002.
9. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. — Л.,1974. — 324 с.
Информация об авторах: Зыкова Ирина Дементьевна — к.т.н., доцент, 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26, ИФП СФУ, кафедра химии, тел. (391) 2497559, е-шаП: [email protected] Ефремов Александр Алексеевич — д.х.н., профессор, заведующий лабораторией.
