STUDY OF PETEOLAR ANATOMY OF AESCULUS HIPPOCASTANUM L. LEAVES AS A PERSPEOTIVE SOUROE OF BIOLOGIOALLY AOTIVE COMPOUNDS

Abstract


Topicality. Horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.) leaves are a perspective source of biologically active compounds. A number of authors have reliably proved the anti-inflammatory and venotonic activity of horse chestnut leaves-based extracts. The lack of regulatory documentation hinders the process of development and implementation of medicines made of horse chestnut leaves. One of the problem of standardization is the confirmation of medicinal plant materials authenticity, in particular, the petiolar signs of leaves should be given in the section “Microscopy”. However, at present, anatomy of the stalks of chestnut leaves has not been studied. Objective. The aim is to investigate the morphological and anatomical structure of the rachises of the finger-complex leaf of horse chestnut and identify the diagnostic features of this medicinal plant materials. Materials and methods. The horse chestnut leaves collected in the period of flowering in June 2018 in the Botanical Garden of Samara University were investigated. The experiment was carried out by the method of light microscopy in transmitted and reflected light on a light field that met the requirements of State Pharmacopoeia of Russia, XIV edition. Results. The analysis made it possible to reveal the structural features of the horse chestnut leaf rachis: the outlines of the cross sections in the basal, medial and apical parts of the rachis, the beam type of the structure; the presence of a central group of beams in the core; collenchim-like parenchyma of the bark; pigmented pith cells, simple starch grains. Conclusion. The obtained data will allow to further development of the section “Microscopy” of the Pharmacopoeial monograph “Aesculus hippocastanum L. leaves”.

Full Text

Введение Каштан конский (Aesculus hippocastanum L.) - лекарственный вид растения, фармакопейным сырьем которого являются семена, содержащие сумму веществ кумариновой, флавоноидной и тритерпеновой природы [4]. По данным ряда авторов, перспективны в качестве источника биологически активных соединений и другие органы этого растения, например, листья каштана [8-12, 15]. Для введения листьев каштана в реестр лекарственного растительного сырья требуется проведение комплекса исследований, в частности исследование морфологических и анатомических признаков растения, не изученных в настоящее время [1, 5, 13, 14]. Цель настоящей работы - изучение особенностей строения черешков листьев каштана конского как перспективного источника биологически активных соединений. Объекты и методы исследования Материалом исследования служили листья каштана конского, собранные в фазу цветения в июне 2018 г. в Ботаническом саду Самарского университета (г. Самара). Видовую специфичность объекта подтверждали с помощью определителя растений средней полосы России [3, 7]. Кроме того, использовали гербарные образцы каштана конского гербарного фонда кафедры фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии ФГБОУ ВО «СамГМУ» Минздрава России [6]. Эксперимент проводили методом световой микроскопии в проходящем и отраженном свете на светлом поле с помощью микроскопов марки Motic (Корея) [4]. Люминесценцию тканей рахисов листьев каштана исследовали с помощью люминесцентного микроскопа марки «Альтами» ЛЮМ-2 (Россия) с использованием голубого и желтого светофильтров. Источником света служила высоковольтная ртутная лампа (HBO 100Вт); спектральный диапазон возбуждения люминесценции: голубой светофильтр - 420-550 нм; желтый светофильтр - 330-400 нм. Приготовление и окраска микропрепаратов осуществлялись в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи РФ XIV издания (ОФС.1.5.3.0003.15) [2]. Результаты Ввиду того, что наиболее селективными в ботанике считаются анатомические особенности черешков и рахисов листьев, на начальном этапе эксперимента нами исследовались только поперечные срезы осевых частей сложного листа - рахисов [14]. Известно, что рахисы листьев неоднородны по длине. Поэтому анализу подвергали срезы в трех основных местах: базальной части рахиса (место прикрепления листа), медиальной части (наиболее протяженная средняя часть) и апикальной (непосредственно приближенной к листовым пластинкам) [7, 13, 14]. Первичным диагностическим признаком в петиолярной анатомии считаются особенности очертаний поперечных сечений. Очертания поперечных сечений рахисов листьев каштана приведены на рис. 1. Из рис. 1 видно, что поперечные сечения в различных местах среза отличаются по размеру и форме. Так, базальная чать имеет С-образное очертание с округло-выгнутой абаксиальной (нижней) стороной и вогнутой адаксиальной (верхней) стороной черешка. Поверхность базальной части однородно-волнистая (см. рис. 1, b-3). Медиальный срез почти овальной формы с равномерно волнистой поверхностью. Верхняя (адаксиальная) сторона медиального среза ровная (см. рис. 1, b-2). Апикальный срез имеет неправильную угло- PHARMACY Рис. 1. Топография поперечных сечений рахиса листа: a - фрагмент гербарного листа с рахисом; b - поперечные сечения рахиса: 1 - апикальная часть (ближе к листовым пластинкам); 2 - медиальная часть (середина рахиса); 3 - базальная часть (основание) ФАРМАЦИЯ ■■ Fig. 1. Topography of the cross sections of the leaf rachis: a - a fragment of the herbarium leaf with the rachis; b - cross sections of the rachis: 1 - apical part (closer to the leaf plates); 2 - the medial part (middle of the rachis); 3 - the basal part (base) ватую форму с неоднородной волнистой поверхностью. Размеры поперечных сечений различны. Медиальный срез по диаметру уступает базальному и апикальному и достигает 2-3 мм. Базальный срез наиболее крупный, в самой широкой части составляет 4-5 мм. Поверхность рахиса черешка покрыта мелкоклеточной эпидермой со слабо заметной при дневном свете кутикулой. При большом увеличении (х400) заметны отличия поверхности рахиса с разных сторон (рис. 2). Как уже отмечалось выше, в очертаниях срезы рахисов равномерно волнистые. Однако при детальном рассмотрении (х400) видно, что эпидермальная часть в адаксиальной и боковой части рахиса имеет дополнительно мелкую волнообразную структуру - «рябь». С абаксиальной стороны эпидермис более-менее ровный и мелкой ряби не имеет. При рассмотрении срезов под люминесцентным микроскопом были выявлены некоторые гистологические особенности их поверхности. По всей длине рахиса эпидермис покрыт тонкой кутикулой, люминесцирую-щей светло-голубым цветом при облучении ее ультрафиолетовым (УФ) светом с А = 360 нм и желтым - при А = 420 нм. Протопласты клеток эпидермы при данных условиях облучения не люминесцируют (рис. 2, a). Непосредственно под эпидермой при люминесцентной микроскопии выявлена гиподерма, слабо заметная в дневном свете. Гиподерма представлена небольшими группами клеток со склерифицированными оболочками, светящимися голубым цветом при облучении ее УФ-светом с А = 360 нм и желтым - при А = 420 нм за счет полифенола - лигнина (рис. 2, a, b). Необходимо отметить, что гиподерма наиболее выражена с адакси-альной стороны рахиса, где может достигать в толщину до двух рядов клеток (рис. 2, a). С бортов рахиса гиподерма представлена слабее и имеет в толщину только один ряд клеток (рис. 2, b). С абаксиальной стороны гиподерма не выражена (рис. 2, с). Гистологический анализ срезов не выявил под эпидермой выраженной колленхимы. При этом основная паренхима коровой части рахиса представлена крупными клетками, угловатыми, иногда смятыми, со значительно утолщенной клеточной стенкой, подобно уголковой колленхиме (рис. 2, a). Стенки основной паренхимы неоднородно люмине-сцируют. Так, при облучении ее УФ-светом с А = 360 нм наблюдается голубое свечение внутренней поверхности клеточных стенок и светло-бурое - их внутренней части. При облучении паренхимы светом с А = 420 нм клеточная стенка люминесцирует желтым цветом. “ Рис. 2. Люминесценция поверхности срезов (х400): a - адаксиальная сторона; b - борт черешка; с - абаксиальная сторона _ ■ Fig. 2. Luminescence of the cut surface (х400): a - adaxial side; b - side of the stem; с - abaxial side a b * \\ Рис. 3. Люминесценция периферических проводящих пучков (х400): а - ксилемная часть пучка; b - флоэм-ная часть пучка Fig. 3. Luminescence of peripheral conductive beams (х400): а - xylem part of the beam; b - phloem part of the beam Проводящая система рахиса - пучкового типа. При этом выражены две группы пучков. Первая основная группа крупных коллатеральных пучков расположена строго по кругу по периферии поперечного среза. Число пучков варьирует по длине рахиса, наибольшее их количество в базальной части - около 30. В медиальной части рахиса пучков меньше, чем в базальной, около 18-20. В апикальной части их наименьшее количество - около 15 (см. рис. 1, b). Ткани проводящих пучков проявляют свойства люминесценции. В ксилемной области пучков люминесцируют ярко-голубым цветом лигнифицированные клеточные стенки сосудов при облучении УФ-светом с А = 360 нм. При облучении светом с А = 420 нм лигнифи-цированные стенки светятся лимонно-желтым цветом. Клетки сердцевинных лучей ксилемы светятся бурым цветом при А = 360 нм, что характерно для ряда фенольных соединений флавоноидной природы (рис. 3, а). Флоэмная b , г ж V /г- ■ V. 7 ’4fh, А Л Л ■' Л . ■ Рис. 4. Люминесценция склеренхимы пучков (х400): а - флоэмная склеренхима; b - ксилемная часть пучка Fig. 4. Luminescence of sclerenchyma bundles (х400): а - phloem sclerenchyma; b - xylem part of the beam PHARMACY ФАРМАЦИЯ ft» d Г ( Ж г Рис. 5. Люминесценция центральных проводящих пучков: a, b - х400; с, d - х100 Fig. 5. Luminescence of central conducting beams: a, b - х400; с, d - х100 ■■ ■■ часть пучка люминесцирует за счет клеточных стенок и аморфного протопласта исходного оранжево-коричневого цвета (рис. 3, b). Проводящие пучки со стороны флоэмной части армированы группой склеренхимных лубяных волокон с заметно утолщенными клеточными стенками. В широкопросветных полостях волокон заметен протопласт бурого цвета (рис. 4, a). В ксилемной части пучка также локализована группа склеренхимных волокон либриформа, клеточные стенки которых утолщены меньше, чем у лубяных волокон (рис. 4, b). Склеренхима флоэмы и ксилемы светится за счет лигнифицированных клеточных стенок голубым (А. = 360 нм) и желтым (А = 420 нм) цветом (рис. 4). Вторая группа пучков локализована в центре рахиса в паренхиме сердцевины. На базальном срезе при основании рахиса диагностируются три коллатеральных пучка округлой формы, расположенных в непосредственной близости друг к другу (см. рис. 1, b-3). Далее по длине рахиса пучки незначительно увеличиваются в размерах и сливаются в один структурный элемент, схожий с концентрическим амфивазальным пучком (рис. 5, a, b). Люминесценция тканей центральной группы пучков аналогична люминесценции периферических пучков (рис. 5, c, d). Центральную часть рахиса по всей его длине заполняет основная паренхима сердцевины. Клетки сердцевины на поперечном сечении крупнопросветные, тонкостенные. Клеточные стенки волнисто-извилистые, целлюлозные, слабо-желтого цвета. В основной массе однородных клеток сердцевины часто встречаются более мелкие, иногда смятые клетки с пигментированными клеточными стенками. Они не реагируют на сернокислый анилин и люминесцируют светло-коричневым цветом при А = 360 нм, что свидетельствует о пигментации стенок веществами флавоно-идной природы. В базальной части рахиса основная паренхима сердцевины содержит мелкие простые крахмальные зерна до 9 мкм в диаметре, округлой формы. При облучении светом с А = 360 нм они не видны. Заключение Таким образом, проведенное исследование позволило выявить особенности строения рахисов листьев каштана конского. К диагностическим особенностям петио-лярной анатомии листьев каштана можно отнести: очертания поперечных сечений в базальной, медиальной и апикальной частях рахиса, пучковый тип строения; наличие центральной группы пучков в сердцевине; колленхимоподобную паренхиму коровой части; пигментированные клетки сердцевины, простые крахмальные зерна. Люминесцентные особенности: кутикулы эпидермы, пигментов в клетках флоэмы и ксилемы; лигнифициро-ванные клетки склеренхимы; пигментированные клетки сердцевины. Полученные данные позволят в дальнейшем разработать раздел «Микроскопические признаки» фармакопейной статьи «Каштана конского листья». Конфликт интересов отсутствует.

About the authors

P. V Belov

Samara State Medical University

Email: almelion@ya.ru
Samara, Russia
Postgraduate Student, Department of Pharmacognosy with Botany and the Basics of Phytotherapy, Samara State Medical University

V. A Kurkin

Samara State Medical University

Email: kurkinvladimir@yandex.ru
Samara, Russia
Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor, Head of the Department of Pharmacognosy with Botany and Basics of Phytotherapy, Samara State Medical University

V. M Ryzhov

Samara State Medical University

Email: lavr_rvm@mail.ru
Samara, Russia
andidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, Department Pharmacognosy with Botany and the Basics of Phytotherapy, Samara State Medical University

L. V Tarasenko

Samara State Medical University

Samara, Russia
Assistant of the Pharmacognosy with Botany and Basics of Phytotherapy Department, Samara State Medical University

T. O Kaganova

Samara Lyceum of Information Technologies

Samara, Russia
Student of the Samara Lyceum of Information Technologies

References

  1. Горовой П.Г., Болтенков Е.В., Яковлева О.В., Дудкин Р.В. Таксономическое значение анатомического строения черешков листьев в роде Megadenia Maxim (Cruciferae) // Доклады Академии наук. -2011. - Т. 439. - № 1. - С. 129-131
  2. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Государственная Фармакопея Российской Федерации. XIV издание. Том 2. - М., 2018
  3. Губанов И.А., Киселева К.В., Новиков B.C., Тихомиров В.Н. Иллюстрированный определитель растений Средней России. Т. 3: Покрытосеменные (двудольные: раздельнолепестные). - М.: КМК, Институт технологических исследований, 2004. -177 с
  4. Куркин В.А. Фармакогнозия: учебник для студентов фармацевтических вузов (факультетов). - Самара: Офорт, 2016. - 594 с
  5. Куркин В.А., Акушская А.С., Рыжов В.М., и др. Петиолярная анатомия в рамках анатомо-морфологического исследования перспективного лекарственного сырья - травы женьшеня // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 5-6. - С. 1274-12 78
  6. Куркин В.А., Рыжов В.М., Тарасенко Л.В. Решение вопросов наглядности учебного материала в курсе ботаники при обучении студентов фармацевтического факультета СамГМУ / I Межвузовская студенческая научно-практическая конференция «Фармацевтическая ботаника: современность и перспективы»; Самара, 24 сентября 2016 г. - Самара: ФГБОУ ВО «СамгМу» Минздрава России, 2016. - С. 10-17
  7. Лотова Л.И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений: учебник. 4-е изд. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. - 512 с
  8. Малоштан Л.Н., Башура А.А., Половко Н.П. Доклиническое исследование специфической активности настойки листьев каштана конского // КлЫч-на фармащя. - 2011. - Т. 15. - № 4. - С. 57-59
  9. Малоштан Л.М., Башура А.О., Половко Н.П., Струс О. Дослщження активной настойки листя каштана юнського з метою розробки складу лкарських i косметичних засоб1в // Актуальн питання фармацевтично! i медично! науки та практики. - 2012. - № 1. - С. 71-73
  10. Маркарян А.А., Постоюк Н.А., Даргаева Т.Д., Сокольская Т.А. Методика количественного определения суммы флавоноидов в листе каштана конского обыкновенного (Aesculus hippocastanum L.) // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2012. - Т. 10. - № 1. -С. 135-138
  11. Постоюк Н.А., Маркарян А.А., Шемерянкина Т.Б., и др. Определение суммы тритерпеновых сапонинов в листьях каштана конского обыкновенного / Материалы первой научно-практической конференции «Молодые ученые и фармация XXI века»; Москва, 25-26 февраля 2013 г. - М., 2013. - С. 144-147
  12. Савченко Л.Н., Маринина Т.Ф., Карпенко В.А., Саушкина А.С. Разработка технологии и анализа экстракта жидкого из листьев и цветков каштана конского обыкновенного в качестве противовоспалительного и венотонирующего средства // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2015. - № 5-2. - С. 612-617
  13. Сдобнина А.И. Диагностические признаки лекарственных растений в петиолярной анатомии. Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения. В кн.: Материалы Международной научной конференции, посвященной 135-летию со дня рождения И.И. Спрыгина. - Пенза: Пензенский государственный педагогический университет им. В.Г. Белинского, 2008. - 420 с
  14. Соколова Е.А. Значение признаков анатомического строения черешка для систематики родов Cerasus Mill. и Padus Mill. (Rosaceae) // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. - 1989. - Т. 124. -С. 109-112
  15. Яковлева Л.В., Пастухов А.А. Изучение венопротекторного действия геля «Гинговен» - нового препарата для лечения хронической венозной недостаточности нижних конечностей // Воик фармацп. -2009. - № 4. - С. 68-71

Statistics

Views

Abstract - 40

PDF (Russian) - 16

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2019 Belov P.V., Kurkin V.A., Ryzhov V.M., Tarasenko L.V., Kaganova T.O.

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