Comparative anatomical and histological research of the roots of Rheum Palmatum L. And Rheum Officinale B.

Cover Page

Abstract


Introduction. The aim of the study is to perform the anatomical and histological analysis of the roots of Rheum palmatum L. and Rheum officinale B., and also to check histochemical reactions for the presence of anthracene derivatives.

Material and methods. The methodological basis of the anatomical and histological studies was the standard method for the preparation of micro-preparations of roots of Rheum palmatum L. and Rheum officinale B. described in the State Pharmacopoeia of the Russian Federation, XIV edition (OFS.1.5.3.003.15).

Results and discussion. Anatomical and histological studies of Rheum palmatum L. and Rheum officinale B. raw materials confirmed the roots of Rheum palmatum L. to have classical secondary structure, while the roots of Rheum officinale B. have classical primary structure. The histochemical reaction to anthracene derivatives with 10% alkali solution was carried out, it resulted in cherry-red staining of core rays and some structures of cortical parenchyma of the fragment of Rheum palmatum L., while the roots of Rheum officinale B. failed to stain.

Conclusions. The anatomical and histological studies of the rhizomes and roots of Rheum palmatum L. and Rheum officinale B. demonstrate the difference in the structure of closely related species of plants. It makes possible to identify the medicinal raw material of these plants.


Full Text

Введение

Ревень применялся в китайской медицине еще за 2700 лет до н. э. До освоения культуры знаменитым отечественным ученым и путешественником Пржевальским, сырье ревеня импортировалось из Китая и называлось «китайским ревенем». В странах Юго-Восточной Азии сырье и препараты на основе ревеня активно используются как в традиционной, так и нетрадиционной медицине, однако в нашей стране номенклатура препаратов на основе ревеня невелика и различные его сорта все чаще выращиваются на приусадебных участках и используются в пищу.

В официальной медицине к использованию разрешены корни ревеня тангутского (Rheum palmatum L.), содержащие две основные группы биологически активных соединений — антраценпроизводные и дубильные вещества, однако существуют другие виды ревеня, содержащие данные группы биологически активных соединений в достаточно большой концентрации, дикорастущие заросли которых на территории стран СНГ имеют промышленное значение [1, 2]. Таким видом является ревень лекарственный (Rheum officinale B.). Государственная фармакопея Российской Федерации XIV издания содержит фармакопейную статью «Ревеня дланевидного корни» (“Rhei palmatum radices”) ФС.2.5.0092.18, в которой достаточно подробно описаны микроскопические признаки корней ревеня тангутского, однако не приводится гистохимическое исследование. Информация о сравнительном микроскопическом и гистохимическом исследовании корней ревеня тангутского и ревеня лекарственного, позволяющая четко дифференцировать данные близкородственные виды, в официальных источниках отсутствует, соответственно проблема стандартизации остается актуальной. Для подготовки новых фармакопейных статей в Государственную фармакопею Российской Федерации XIV издания необходимо использовать новые инструментальные возможности, которые позволяют визуализировать отличительные анатомо-гистологические признаки, характерные для определенных видов растений. Новые инструментальные возможности микроскопического анализа создают перспективу совершенствования методов стандартизации лекарственного растительного сырья и фитопрепаратов, содержащих антраценпроизводные.

Цель исследования — сравнительное анатомо-гистологическое исследование корней ревеня тангутского (Rheum palmatum L.) и ревеня лекарственного (Rheum officinale B.).

Материалы и методы

Объектами исследования служили корни ревеня тангутского и ревеня лекарственного производства ООО «Старослав», Россия, Новосибирская обл., г. Бердск, 2017 г.; ООО «Мир Трав», Украина, г. Харьков, 2017 г.

Для анатомо-гистологического исследования использовали световой микроскоп следующей марки: цифровой микроскоп Motic DM111 (возможность увеличения прибора: 4 × 10; 10 × 10; 40 × 10; 100 × 10).

Для приготовления микропрепаратов корней ревеня использовали стандартную методику, описанную в Государственной фармакопее Российской Федерации XIV издания (ОФС.1.5.3.003.15) [3]. Производили поперечные срезы исследуемых видов сырья. Небольшие куски подземных органов обоих видов помещали в холодную воду и выдерживали около суток, затем помещали в смесь этилового спирта 95 % и глицерина (1 : 1) на трое суток. Размоченные объекты выравнивали скальпелем так, чтобы они имели строго поперечное или продольное сечение. Делали срезы и готовили микропрепараты в растворе хлоралгидрата и рассматривали анатомо-диагностические признаки при указанных выше увеличениях. Наличие антраценпроизводных определяли с помощью гистохимической реакции со щелочью. Срез помещали на предметное стекло в небольшую каплю 10 % раствора натрия гидроксида, прибавляли каплю глицерина, накрывали покровным стеклом и наблюдали под микроскопом красное окрашивание тканей, в которых локализуются антраценпроизводные [4, 5].

Результаты и их обсуждение

При проведении анатомо-гистологического исследования было установлено, что корни ревеня тангутского (Rheum palmatum L.) имеют вторичное (лучистое) строение [6–8]. На микропрепарате корней ревеня тангутского (рис. 1–3) видны первичная кора и ткани центрального цилиндра. На поверхности находится пробка, представленная одно-двухрядным слоем слущивающихся темно-коричневых клеток, форму и размер которых трудно дифференцировать, и красно-коричневого слоя, состоящего из двух рядов крупных тангенциально вытянутых клеток с утолщенными волнистыми стенками желто-оранжевого цвета. Далее располагается феллодерма, представленная крупными клетками овальной и прямоугольной формы, переходящая в округлые клетки паренхимы коры (рис. 1, 2). Кору от древесины отделяет линия камбия, которая четко выражена более мелкими клетками овальной формы. Древесина содержит крупные сосуды, лежащие одиночно или небольшими группами — вторичная ксилема, однорядные сердцевинные лучи. В паренхиме коры и древесины содержатся очень крупные друзы кальция оксалата (до 100–120 мкм) (рис. 2.).

 

Рис. 1. Поперечный срез корня ревеня тангутского (Rheum palmatum L.): a — (×100), b — (×400). Обозначения: 1 — пробка; 2 — феллодерма; 3 — паренхима коры

Fig. 1. A cross-section of the root of Rheum palmatum: a — (×100), b — (×400). Designations: 1 — tube; 2 — phelloderm; 3 — parenchyma of the cortex

 

Рис. 2. Поперечный срез корня ревеня тангутского (Rheum palmatum L.): a — (×100), b — (×400). Обозначения: 1 — сердцевинные лучи; 2 — сосуды ксилемы; 3 — вторичная ксилема; 4 — камбий; 5 — друзы; 6 — первичная паренхима

Fig. 2. A cross-section of the root of Rheum palmatum: a — (×100), b — (×400). Designations: 1 — core rays; 2 — xylem vessels; 3 — secondary xylem; 4 — cambium; 5 — druse; 6 — primary parenchyma

 

Рис. 3. Поперечный срез корня ревеня тангутского (Rheum palmatum L.): a — (×100), b — (×400). Обозначения: 1 — камбий; 2 — сердцевинные лучи; 3 — феллодерма; 4 — пробка

Fig. 3. A cross-section of the root of Rheum palmatum: a — (×100), b — (×400). Designations: 1 — cambium; 2 — core beams; 3 — phelloderm; 4 — cork

 

В качестве основной гистохимической реакции на антраценпроизводные использовано взаимодействие с 10 % раствором натрия гидроксида [5, 9]. В темно-красный цвет окрасились сердцевидные лучи и некоторые элементы коровой паренхимы (рис. 3), что обусловлено наличием антраценпроизводных в этих тканях.

В отличие от корней ревеня тангутского (Rheum palmatum L.) корни ревеня лекарственного (Rheum officinale B.) имеют первичное строение [6–8]. При микроскопии корней ревеня лекарственного (Rheum officinale B.) хорошо дифференцируют слой темно-коричневой пробки, состоящий из нескольких рядов клеток, феллодерму, представленную 4–5 слоями округлых клеток с сильно-утолщенными стенками, широким слоем коровой паренхимы и эндодермой, образующей влагалища вокруг радиальных закрытых сосудисто-волокнистых пучков, расположенных по кругу, состоящей из мелких клеток округлой формы с утолщенными стенками, вторичную ксилему (рис. 4 и 5).

 

Рис. 4. Поперечный срез корня ревеня лекарственного (Rheum officinale B.) (×400). Обозначения: 1 — паренхима первичной коры; 2 — экзодерма; 3 — флоэма; 4 — ксилема; 5 — эндодерма; 6 — паренхима вторичной коры; 7 — пробка

Fig. 4. Cross-section of root of Rheum officinale (×400). Designation: 1 — parenchyma of the primary cortex; 2 — exoderm; 3 — phloem; 4 — xylem; 5 — endoderm; 6 — parenchyma of the secondary cortex; 7 — stopper

 

Рис. 5. Поперечный срез корня ревеня лекарственного (Rheum officinale B.): a — (×100); b — (×400). Обозначения: 1 — пробка; 2 — феллодерма; 3 — паренхима первичной коры; 4 — закрытый коллатеральный пучок; 5 — эндодерма; 6 — вторичная ксилема; 7 — паренхима вторичной коры

Fig. 5. A cross-section of the root of Rheum officinale: a — (×100); b — (×400). Designations: 1 — cork; 2 — phelloderm; 3 — parenchyma of the primary cortex; 4 — closed collateral bundle; 5 — endoderm; 6 — secondary xylem; 7 — parenchyma of the secondary cortex

 

Выводы

  1. В результате проведения сравнительного анатомо-гистохимического исследования корней ревеня тангутского (Rheum palmatum L.) и ревеня лекарственного (Rheum officinale B.) подтверждено вторичное классическое строение корней ревеня тангутского и определено первичное классическое строение корней ревеня лекарственного.
  2. Обнаружено наличие антраценпроизводных в древесине и коровой паренхиме корней ревеня тангутского.
  3. На основе результатов морфолого-анатомических исследований разработаны критерии дифференциальной диагностики корней ревеня тангутского и ревеня лекарственного, позволяющие достоверно идентифицировать исследуемое лекарственное растительное сырье.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

Ksenia N. Semenyuta

Orenburg State Medical University

Author for correspondence.
Email: evdkn@mail.ru

Russian Federation, Orenburg

Assistant of the Department of Management and Economics of Pharmacy, Pharmaceutical Technology and Pharmacognosy

Anna A. Shmygareva

Orenburg State Medical University

Email: a.shmygareva@mail.ru

Russian Federation, Orenburg

Doctor of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Management and Economics of Pharmacy, Pharmaceutical Technology and Pharmacognosy

Anatoly N. Sankov

Orenburg State Medical University

Email: a.n.sankov@mail.ru

Russian Federation, Orenburg

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Management and Economics of Pharmacy, Pharmaceutical Technology and Pharmacognosy

References

  1. Куркин В.А. Фармакогнозия: учебник для студентов фармацевтических вузов (факультетов). 2-е изд., перераб. и доп. – Самара: Офорт, 2007. – 1239 с. [Kurkin VA. Farmakognoziya: uchebnik dlya studentov farmatsevticheskikh vuzov (fakul’tetov). 2nd revised and updated. Samara: Ofort; 2007. 1239 р. (In Russ.)]
  2. Куркин В.А. Основы фитотерапии: учебное пособие для студентов фармацевтических вузов. – Самара: Офорт, 2009. – 963 с. [Kurkin VA. Osnovy fitoterapii: uchebnoye posobiye dlya studentov farmatsevticheskikh vuzov. Samara: Ofort; 2009. 963 р. (In Russ.)]
  3. Государственная фармакопея Российской Федерации. 14-е изд. Т. 1. – М.: Медицина, 2018. – 3262 с. [Gosudarstvennaya farmakopeya Rossiyskoy Federatsii. 14th ed. Vol. 1. Moscow: Meditsina; 2018. 3262 р. (In Russ.)]
  4. Долгова А.А., Ладыгина Е.Я. Руководство к практическим занятиям по фармакогнозии. – М.: Медицина, 1977. – 275 с. [Dolgova AA, Ladygina EYa. Rukovodstvo k prakticheskim zanyatiyam po farmakognozii. Moscow: Meditsina; 1977. 275 р. (In Russ.)]
  5. Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений. – М.: Эдиториал УРСС, 2001. – С. 218–260. [Lotova LI. Morfologiya i anatomiya vysshikh rasteniy. Moscow: Editorial URSS; 2001. Рр. 218-260. (In Russ.)]
  6. Никитин А.А., Паньков И.А. Анатомический атлас полезных и некоторых ядовитых растений. – Л.: Наука, 1982. – 768 с. [Nikitin AA, Pan’kov IA. Anatomicheskiy atlas poleznykh i nekotorykh yadovitykh rasteniy. Leningrad: Nauka; 1982. 768 р. (In Russ.)]
  7. Самылина И.А., Ермакова В.А., Аносова О.Г., Бобкова Н.В. Фармакогнозия. Атлас. Т. 3. Лекарственное растительное сырье, сборы. Растительные порошки. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 488 с. [Samylina IA, Ermakova VA, Anosova OG, Bobkova NV. Farmakognoziya. Atlas. Vol. 3. Lekarstvennoye rastitel’noye syr’ye, sbory. Rastitel’nyye poroshki. Moscow: GEOTAR-Media; 2010. 488 р. (In Russ.)]
  8. Яценко-Хмелевский А.А. Краткий курс анатомии растений. – М.: Высшая школа, 1961. – С. 251–267. [Yatsenko-Khmelevskiy A.A. Kratkiy kurs anatomii rasteniy. Moscow: Vysshaya shkola; 1961. Рр. 251-267. (In Russ.)]
  9. Муравьева Д.А., Самылина И.А., Яковлев Г.П. Фармакогнозия: учебник. – М.: Медицина, 2002. – 656 с. [Murav’yeva DA, Samylina IA, Yakovlev GP. Farmakognoziya: uchebnik. Moscow: Meditsina; 2002. 656 р. (In Russ.)]

Supplementary files

Supplementary Files Action
1.
Fig. 1. A cross-section of the root of Rheum palmatum: a — (×100), b — (×400). Designations: 1 — tube; 2 — phelloderm; 3 — parenchyma of the cortex

Download (262KB) Indexing metadata
2.
Fig. 2. A cross-section of the root of Rheum palmatum: a — (×100), b — (×400). Designations: 1 — core rays; 2 — xylem vessels; 3 — secondary xylem; 4 — cambium; 5 — druse; 6 — primary parenchyma

Download (284KB) Indexing metadata
3.
Fig. 3. A cross-section of the root of Rheum palmatum: a — (×100), b — (×400). Designations: 1 — cambium; 2 — core beams; 3 — phelloderm; 4 — cork

Download (320KB) Indexing metadata
4.
Fig. 4. Cross-section of root of Rheum officinale (×400). Designation: 1 — parenchyma of the primary cortex; 2 — exoderm; 3 — phloem; 4 — xylem; 5 — endoderm; 6 — parenchyma of the secondary cortex; 7 — stopper

Download (217KB) Indexing metadata
5.
Fig. 5. A cross-section of the root of Rheum officinale: a — (×100); b — (×400). Designations: 1 — cork; 2 — phelloderm; 3 — parenchyma of the primary cortex; 4 — closed collateral bundle; 5 — endoderm; 6 — secondary xylem; 7 — parenchyma of the secondary cortex

Download (248KB) Indexing metadata

Statistics

Views

Abstract - 25

PDF (Russian) - 11

Cited-By


PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2020 Semenyuta K.N., Shmygareva A.A., Sankov A.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies