STUDY OF NEPETAE CATARIAE HERBA FRUITS AS PROMISING MEDICINAL PLANT RAW MATERIAL
- Authors: Devyatov A.G.1, Lapshin G.S.2, Babaeva E.Y.3,4, Motina E.A.4, Zvezdina E.V.4, Vandishev V.V.3
-
Affiliations:
- Lomonosov Moscow State University
- Medical Institute of Russian Peoples’ Friendship University
- Agrarian-Technological Institute of Russian Peoples’ Friendship University
- All Russia Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants
- Issue: Vol 7, No 3 (2019)
- Pages: 120-128
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/2307-9266/article/view/111590
- DOI: https://doi.org/10.19163/2307-9266-2019-7-2-120-128
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
ВВЕДЕНИЕ Котовник кошачий Nepeta cataria L. - растение семейства Lamiaceae [1]. Род Nepeta L. А.Л. Буданцевым отнесен к подсемейству Nepetoideae, трибе Nepetae [2]. Встречается во флоре СНГ [3, 4]. Растение отмечено также в Средней и Южной Европе до Центральной Азии; Северной и Южной Америке [5]. В траве котовника кошачьего содержатся эфирное масло, иридоиды, среди которых обнаружен непетолактон, тритерпеновые сапонины, фенолы и их производные, фенолкарбоновые, гидроксикоричные кислоты и их производные, флавоноиды [6-8].Трава котовника кошачьего входит в состав чаев с жаропонижающим и успокоительным эффектом [9]. Настой травы котовника снижает температуру и уменьшает кожные высыпания при кори и ветряной оспе; считается действенным и безвредным снотворным средством [10]. Эфирное масло и экстракты из травы котовника кошачьего, полученные неполярными и полярными органическими растворителями, проявляют цитотоксическую активность и влияют на апоптоз клеточных линий PC3, DU-145 и MCF-7 [11]. Болгарскими исследователями показано, что экстракт травы котовника на 70% этаноле проявляет антиоксидантную активность [12]. Траву котовника кошачьего ранее заготавливали от дикорастущих растений. Однако в последнее время в связи с увеличением спроса на эфирное масло и траву для производства пряностей, это растение ввели в культуру. В результате селекционной работы в России районированы сорта котовника «Кентавр», «Базилио», «Голубой иней», «Бархат» с выраженным лимонным ароматом [13]. По данным литературы плоды котовника богаты жирным маслом, содержание которого достигает 25%. Триацилглицерины этого масла обогащены полиненасыщенной эссенциальной линоленовой кислотой [14]. Характерной особенностью плодов растений семейства Lamiaceae является присутствие в них жирных кислот с алленовой группой. Для нее характерно наличие двух двойных связей у одного атома углерода. Чаще такие кислоты представлены лабалленовой кислотой (рис. 1). Алленовые кислоты обладают широким спектром антимикробного и фунгицидного действия [15]. Показано, что в жирном масле плодов Nepeta cataria лабалленовая кислота также встречается [14]. Урожайность плодов котовника составляет 5-6 ц/га, а норма высева при возделывании на траву 6-7 кг/га [16]. Посевным материалом являются плоды (эремы). При возделывании сельскохозяйственных культур обязательно наличие страхового фонда посевного материала. Неиспользованные для высева плоды, в случае избытка страхового материала, или некондиционные плоды с низкой всхожестью могут быть использованы для получения жирного масла. Таким образом, изучение плодов котовника кошачьего, как перспективного лекарственного сырья, является актуальным. ЦЕЛЬ РАБОТЫ - изучение некоторых критериев для стандартизации качества плодов котовника кошачьего. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: выявить диагностические признаки в морфологии и анатомическом строении плодов котовника кошачьего; разработать качественные реакции на наличие в плодах котовника кошачьего специфичных групп биологически активных веществ; определить содержание липидного комплекса в плодах котовника кошачьего. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Сырье Плоды котовника получены от растений биологической коллекции ботанического сада ФГБНУ ВИЛАР (Центральный район Нечерноземной зоны) в 2016- 2018 гг. Микроскопические исследования В работе использовали бинокулярную лупу марки МБС-10, микроскоп Axioplan 2 imaging Carl Zeiss. Плоды подготовлены к анатомическому исследованию по методике, изложенной в ОФС ГФ РФ XIV издания и справочнике по ботанической микротехнике [17-19]. Гистохимические исследования Для изучения оптических свойств клеточных оболочек и внутриклеточных структур было проведено микрохимическое исследование микропрепаратов в проходящем поляризованном свете при скрещённых осях поляризатора и анализатора. Для оценки распределения флобафенов срезы не окрашивали, т.к. флобафены имеют собственную бурую окраску; Для определения локализации лигнина - реакция на одревеснение с 1% раствором флороглюцина и хлороводородной кислотой концентрированной; Проба на наличие крахмала с раствором йода в йодистом калии; Для определения распределения белков - ксантопротеиновая реакция с азотной кислотой; Для определения локализации липидов и других неполярных веществ - с 0,3% раствором Судана III [17]. Качественные реакции проводили с водным и спиртоводным излечениями согласно руководству [20]. Измельчение плодов производили с помощью механической мельницы. Реактивы: 5% водный раствор натрия гидроксида, 2% спиртовой раствор алюминия хлорида, порошок магния и хлороводородная кислота концентрированная. Количественное определение Изучение уровня содержания липидного комплекса проводили по методике, изложенной в ФС 2.5.0035.15 «Расторопши пятнистой плоды», ГФ XIV [21]. Навеска измельченного сырья составляла около 10,0 г. Экстрагент из извлечения удаляли с помощью вакуум-ротационного испарителя на водяной бане при температуре +50°С и остаточном давлении 0,25 мм рт. ст. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Морфологическое изучение Обзор внешних признаков плодов растений семейства Lamiaceae дан в «Сравнительной анатомии семян» [22]. Морфологические признаки плодов котовника кошачьего изложены в справочнике Броувера и Штелина [5]. Уточнены внешние признаки плодов в работе А.Л. Буданцева и Т.А. Лобовой: «Эрем яйцевидный, 1,2-1,5 мм длиной, 0,8-1 мм шириной, 0,7-0,9 мм толщиной. Абаксиальная сторона выпуклая, с круглым ребром, адаксиальная тупо крышевидная, рубчик образует у основания адаксиальной стороны два белых глазка, в форме буквы V (ареола). Поверхность слабо бугристая, от красно-коричневой до черной, матовая» [23]. Исследованные нами плоды по внешним признакам полностью соответствуют описаниям в указанной литературе [5, 22, 23]. Внешний вид плодов с адаксиальной стороны, где видна ареола, а также с абаксиальной стороны с закругленным ребром представлены на рис. 2 и 3. Авторы дополнили описание признаков плодов характеристикой ареолы. Каждая часть ареолы белого цвета имеет размер 0,25-0,30 мм, между ними - промежуток темно-коричневого цвета размером 0,15-0,20 мм. При описании внешних признаков плодов также предлагаем характеризовать форму поперечного и продольного срезов плода на половине длины / ширины эрема (рис. 4, 5). Контур поперечного среза представляет собой сглаженный треугольник, где выпуклая часть соответствует закругленному ребру. Продольный срез плода эллиптической формы. В середине видны семядоли зародыша. Форма контура срезов может быть использована для диагностики и при установлении подлинности изучаемого сырья методом макроскопии. Ультраструктура экзокарпия плодов изучена румынскими исследователями с помощью сканирующего электронного микроскопа и приведена в работе [24]. Микроскопическое изучение При изучении анатомического строения поперечного среза плода виден однослойный экзокарпий, состоящий из сплюснутых в радиальном направлении клеток с утолщенными наружными нелигнифицированными стенками (рис. 6). Мезокарпий 2-3-слойный, из тонкостенных облитерированных клеток, границы между которыми незаметны. Оболочки клеток экзо- и мезокарпия оптически изотропные, со слабо щелочной реакцией, содержимое окрашено флобафенами в темно-бурый или черный цвет. Эндокарпий 2-слойный. Наружный слой образован вытянутыми в радиальном направлении клетками с утолщенными стенками и маленькой округлой полостью. В наружных стенках заметны многочисленные поровые каналы. Оболочки имеют кислую реакцию, оптически анизотропные, нелигнифицированные, дают положительную реакцию на белок. Содержимое клеток светло-бурое. Внутренний слой эндокарпия образован изодиаметрическими пустыми клетками с неутолщенными оптически анизотропными оболочками. Важным диагностическим признаком является отсутствие реакции оболочек наружного слоя эндокарпия на присутствие лигнина. Спермодерма двуслойная. Наружный слой из облитерированных клеток со светло-бурым содержимым, внутренний - из вытянутых в периклинальном направлении клеток со слабо утолщенными оптически анизотропными оболочками со слабощелочной реакцией. Зародыш образован изодиаметрическими тонкостенными клетками, оболочки и стенки клеток которых оптически изотропны, в содержимом имеются структуры с двойным лучепреломлением (рис. 7). Содержимое клеток дает положительную ксантопротеиновую реакцию. Клетки зародыша абсорбировали йод, приобретая темно-синюю окраску, что указывает на присутствие крахмала. В результате гистохимической реакции с 0,3% раствором Судана III в оранжевый цвет окрасились остатки кутикулы, оболочки клеток наружного слоя мезокарпия и многочисленные капли жирного масла в эндосперме и зародыше. Перед получением липидного комплекса плоды были измельчены. Они представляли собой смесь фрагментов перикарпия и семядолей (рис. 8). При изучении микропрепаратов измельченных плодов нами отмечено наличие многочисленных капель жирного масла (рис. 9). При добавлении 0,3% раствора Судана III к микропрепарату капля жирного масла окрашивалась в оранжевый цвет (рис. 10). Дисперсный анализ При анализе дисперсного состава цельных плодов с помощью набора сит выявлено, что они проходят через сито 2 мм, а основная фракция локализована на сите с отверстиями диаметром 1 мм. После измельчения получали порошок плодов, основная фракция частиц которого располагалась на сите с отверстиями диаметром 0,25 мм. Микропрепараты порошка плодов представляли собой фрагменты семядолей и перикарпия. На фрагменте экзокарпия виды полигональные клетки с четковидными утолщениями стенок (рис. 11). Среди частиц измельченных плодов наблюдали фрагменты эпидермиса экзокарпия (рис. 12). Это полигональные изодиаметрические клетки, не содержащие пигмента. Также на эпидермисе плода нами установлено присутствие 4-клеточных трихом, которые аналогичны эфиромасличным желёзкам на эпидермисе листовой пластинки Nepeta cataria (рис. 13) [25]. Из цельных и измельченных плодов котовника кошачьего был получен липидный комплекс. Его выход в пересчете на абсолютно сухое сырьё составил из цельного сырья 9,58%, из измельченного - 26,72%, что соответствует данным литературы[14]. Липидный комплекс по внешнему виду представлял собой маслянистую, подвижную, мутную, желтоватую жидкость. Качественные реакции Были проведены качественные реакции с измельченными плодами на наличие в них групп некоторых биологически активных веществ (БАВ). Результаты свидетельствуют, что в плодах котовника присутствуют такие типы БАВ как флавоноиды и сапонины. Эти данные также могут быть использованы для установления подлинности плодов котовника кошачьего. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате исследования цельных и измельченных плодов котовника кошачьего дано описание внешних признаков и особенностей анатомического строения, проведены качественные реакции. Установлено, что в зрелом плоде лучше всего сохраняется морфология клеток эндокарпия и зародыша семени. Физико-оптические свойства клеточных структур и способность к основным микрохимическим реакциям сохраняются во всех зонах перикарпия и семени. Важным диагностическим признаком является отсутствие реакции оболочек наружного слоя эндокарпия на присутствие лигнина. Охарактеризован контур поперечного и продольного срезов плода, дано описание клеток эпидермиса и трихом на нем. Качественными реакциями показано наличие в плодах сапонинов, флавоноидов и липидного комплекса.Изучен дисперсный состав. Определен выход липидного комплекса, дана характеристика его внешнего вида. Учитывая наличие в жирном масле плодов лабалленовой кислоты, обладающей широким спектром антимикробного и фунгицидного действия, возможно его применение для получения лекарственных препаратов. Результаты исследования могут быть использованы при составлении проекта НД на перспективный вид сырья «Fructus Nepetae catariae - Плоды котовника кошачьего».About the authors
A. G. Devyatov
Lomonosov Moscow State University
Email: adeviatov@yandex.ru
G. S. Lapshin
Medical Institute of Russian Peoples’ Friendship University
Email: lapshings@gmail.com
E. Yu. Babaeva
Agrarian-Technological Institute of Russian Peoples’ Friendship University; All Russia Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants
Email: babaevaelena@mail.ru
E. A. Motina
All Russia Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants
Email: bot.gard.vilar@yandex.ru
E. V. Zvezdina
All Russia Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants
Email: catterina@inbox.ru
V. V. Vandishev
Agrarian-Technological Institute of Russian Peoples’ Friendship University
Email: vandishev2006@mail.ru
References
- The Plant List: Nepeta cataria var. citriodora (Dumort.) Lej.. Kew (GB): Royal Botanic Gardens, Kew; 2013. Available from http://www.theplantlist.org/tpl1.1/record/kew-340504/. Joint publication with the Missouri Botanical Garden.
- Буданцев А.Л. Конспект рода Nepeta (Lamiaceae) / А.Л. Буданцев // Ботанический журнал. - 1993. - Т. 78. - №1. - С. 91-105.
- Аскерова Р.К. Род Nepeta L. / Р.К. Аскерова // Флора Азербайджана. - Баку. - 1957. - Т. 7. - С. 254-272.
- Маммадова З.А. Изучение ареалов и распространение видов рода Nepeta L. в Азербайджане, их морфолого-биологические особенности и эфиромасличность / З.А. Маммадова // Hortus botanicus. - 2012. - C. 1-3.
- Справочник по семеноведению сельскохозяйственных, лесных и декоративных культур / В. Броувер, А. Штелин. - Франкфурт-на-Майне: Издво Германского с/х общества. - 2010. - 621 c.
- Тернинко И.И. Идентификация фенольных соединений в траве котовника кошачьего (Nepeta cataria L.) / И.И. Тернинко, Т.Х.И. Нгуен // Разработка и регистрация лекарственных средств. № 1 (18). - 2018. - С. 120-122.
- Содержание розмариновой кислоты в листьях некоторых видов семейств Lamiaceae и Boraginaceae / А.Л. Буданцев, А.Л. Шаварда, Н.А. Медведева// Растительные ресурсы. - Т. 51. - №.1 - 2015. - С. 105-116.
- Pharmacological and chemical features of Nepeta L. genus: its importance as a therapeutic agent / I. Süntar, S.M. Nabavi, D. Barreca et al. // Phytotherapy Research 2018. - 32(2). - P. 185-198. doi: 10.1002/ ptr.5946. Epub 2017
- Тернинко И.И. Критерии стандартизации лекарственного растительного сырья в фармакопеях стран ЕАЭС и ЕС / И.И. Тернинко, Т.Х.И. Нгуен // Фармация. - 2016. - № 8. - С. 5-8.
- Aromatic medicinalplants of the Lamiaceae family from Uzbekistan: ethnopharmacology, essential oils composition, and biological activities / N.Z. Mamadalieva, D.K. Akramov, E. Ovidi et al. // Medicines (Basel). - 2017. - Feb 10; P. 4 (1). doi: 10.3390/medicines 4010008
- Growth inhibition and apoptisis induction of essential oils and extracts of Nepeta cataria L. on human prostatic and breast cancer cell lines / A.E. Seyed, A. Javad., H.N. Chima et al. // Asian pacific organization journal of cancer prevention. 2016. - vol. 17. - P. 125-130/
- Mihaylova D. In vitro antioxidant activity and phenolic composition of Nepeta cataria L. extracts / D. Mihaylova, L. Georgieva, A. Pavlov // International journal of agricultural and technology. - 2013. - Vol. 1 - issue 4. - P. 74-79/
- Пивоваров В.Ф. Овощи России. М.: Изд-во ГНУ ВНИИССОК. - 2006. - 384 с.
- Панекина Т.В. Масло семян Nepeta cataria / Т.В. Панекина, С.Д. Гусакова, А.У. Умаров // Химия природных соединений. - 1978. - №2. - C. 174-176.
- Гусакова С.Д. Масла семян сем. Labiatae / С.Д. Гусакова, А.У. Умаров // Химия природных соединений. - №1. - 1978. - С. 57-63.
- Пряноароматические культуры / В.И. Машанов, А.А. Покровский М.: Агропромиздат. - 1991. - 287 с.
- Барыкина Р.П., Веселова Т.Д., Девятов А.Г.. Справочник по ботанической микротехнике / М.: Изд-во Моск. ун-та. - 2004. - 312 с.
- Государственная фармакопея РФ XIV изд. т. 2 ОФС 1.5.1.0007.15 URLhttp://resource.rucml.ru/feml/pharmacopia/14_2/HTML/447/index.html
- Государственная фармакопея РФ XIV изд. т. 2 ОФС 1.5.3.0003.15 URL http://resource.rucml.ru/feml/pharmacopia/14_2/HTML/513/index.html
- Фитохимический анализ лекарственного растительного сырья: методические указания к лабораторным занятиям / под ред. К.Ф. Блиновой - СПб: СПХФА. - 1998. - 60 с.
- Государственная фармакопея РФ XIV изд. т. 4 ФС 2.5.0035.15 URL http://resource.rucml.ru/feml/pharmacopia/14_4/HTML/1187/index.html
- Сравнительная анатомия семян. Т. 7. - СПб.: Наука. - 2010. - 468 с.
- Budantsev A.L. Fruit morphology, anatomy and taxonomy of tribe Nepeteae (Labiatae) / A.L. Budantsev, T.A. Lobova // Edinburg journal of Botany. 1997. - Vol. 54 - N 2. - P. 183-216.
- Padure I.M. Ultrastructural features of pericarp surface in Nepeta species (lamiaceae, Nepetoideae) / I.M. Padure, I. Toma // Acta Horticulture - 2004. - Vol. 32. - P. 45-50.
- Nguyen T.H.Y. Comparative morphological and anatomical studies of two herbal drugs: Nepeta cataria L. and Melissa officinalis L. / T.H.Y. Nguyen, O.V. Yakovleva, I. I. Terninko // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. - 2017. - Vol. 9. - № 12. - P. 2463-2467.
