STUDY OF NEPETAE CATARIAE HERBA FRUITS AS PROMISING MEDICINAL PLANT RAW MATERIAL

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

Supplementary files