Fruits of Crataegus submollis Sarg.: morphological and anatomical study

Cover Page

Cite item

Abstract

Actuality. Fruit of Crataegus L. are successfully used in medicine in the Russian Federation as a source of cardiotonic substances. One of the sources of raw material is Crataegus submollis Sarg., which is cultivated as an edible and ornamental plant everywhere. Previous studies revealed that preparations from fruit of Crataegus submollis Sarg. show diuretic activity and antidepressant action. Therefore, we consider Crataegus submollis Sarg. to be of interest as a new source of medicinal plant raw material, its fruit can be used both fresh and dried.

Purpose. The aim of the article is to study the morphological and anatomical features of fresh fruit of Crataegus submollis Sarg.

Materials and methods. The material of the study was the fresh and frozen fruit of Crataegus submollis Sarg. collected in September – October 2018 in the Botanical garden of Samara University (Samara). The research was carried out by the method of light microscopy in transmitted and reflected light in the light background.

Results. Performed analysis allowed to reveal structural characteristics of fruit of Crataegus submollis Sarg. which included cellular structure of the epidermis, lack of stomatal apparatus in epidermis, presence of cortical pores, trichome characteristics, and seed constitution.

Conclusion. Our findings allow to develop the section “Microscopic Signs” of the pharmacopoeial monograph “Fresh Fruit of Crataegus submollis Sarg.”.

Full Text

Введение

Препараты на основе плодов растения рода Боярышник (Crataegus L., сем. Розоцветные — Rosaceae) широко применяются в медицинской практике Российской Федерации, обладающих кардиотоническим действием. В настоящее время в Российской Федерации используется сырье, заготавливаемое от 12 видов растений рода Боярышник, из которых лишь некоторые широко произрастают на территории нашей страны в диком виде [3]. Боярышник полумягкий (мягковатый) — Crataegus submollis Sarg. является североамериканским видом и широко культивируется в России в качестве пищевого и декоративного растения. Этот вид отличается быстрым ростом, морозоустойчивостью и высокими стабильными урожаями [2]. Проведенные ранее исследования показали, что плоды боярышника полумягкого превышают по содержанию действующих веществ плоды боярышника кроваво-красного (Crataegus sanguinea Pall.) [6]. На наш взгляд, боярышник полумягкий представляет интерес в качестве нового источника лекарственного растительного сырья. Работа по изучению нового вида лекарственного растительного сырья начинается с изучения его морфолого-анатомических особенностей. Плоды боярышника полумягкого возможно использовать для получения лекарственных препаратов как в свежем, так и высушенном виде.

Цель работы — изучение морфолого-анатомических особенностей свежих плодов боярышника полумягкого.

Материалы и методы

Материалом исследования являлись свежие и замороженные плоды боярышника полумягкого, собранные в августе – октябре 2018 г. в ботаническом саду Самарского университета (г. Самара) в период полного созревания. Видовую специфичность объекта подтверждали с помощью определителей [3].

Анатомо-гистологическое исследование объектов проводили в проходящем и отраженном свете с помощью микроскопа марки Motic (Корея) и бинокуляра марки Motic (Корея) c использованием следующих реактивов: раствора сернокислого анилина, реактива судан III.

Приготовление и окраска микропрепаратов осуществлялась в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи Российской Федерации XIV издания (ОФС.1.5.3.0003.15) [2].

Результаты и их обсуждение

Плоды боярышника полумягкого на территории России созревают, как правило, в третьей декаде августа — начале сентября, имеют кисловатый вкус, сравнительно крупные 10–15 мм в диаметре. Плоды овальные или почти шаровидной формы до 20 мм в длину, ярко-красной окраски с малиновым оттенком, с рассеянными бледными точками (рис. 1, a), мякоть плодов желтая, сочная [4]. Плоды синкарпные, сочные, по типу строения «яблочко». Яблочко содержит от 3 до 5 твердых косточек, бороздчатых со спинной стороны и гладких с боков. Каждая косточка содержит одно семя (рис. 1, b). Оболочка семени срастается с внутренними слоями оболочки плода — эндокарпием. Такая структура называется угловатым перинарием [1].

 

Рис. 1. Боярышник полумягкий Crataegus submollis Sarg.: a — плоды и лист; b — поперечный срез плода и перинарии. Обозначения: 1 — плод; 2 — перинарии; 3 — плодоножка; 4 — лист; 5 — концевая оторочка

Fig. 1. Crataegus submollis Sarg.: a — fruit and a leaf; b — cross section of the fruit and perinarium. Designations: 1 — fruit; 2 — perinarium; 3 — pedicel; 4 — leaf; 5 — terminal limbus

 

Экзокарпий, или эпидермис, оболочки плодов сложен из плотно сомкнутых 5–6-угольных по периметру тонкостенных клеток, местами имеет окончатую структуру, состоящую из двух клеток. Изредка по всей поверхности эпидермы встречаются чечевички размером 100–200 мкм, сложенные суберинизированными клетками. Верхние слои тканей мезокарпия, залегающие под однослойным эпидермисом, малинового цвета, содержат антоцианы, которые быстро исчезают при пробоподготовке микропрепарата (рис. 2).

 

Рис. 2. Эпидермис плода боярышника полумягкого: a, b — поверхностный срез (×400); c — эпидермис с чечевичкой, поверхностный срез (×100); d — поперечный срез (×400). Обозначения: 1 — кутикула; 2 — чечевичка; 3 — эпидермис

Fig. 2. Epidermis of the fruit of Crataegus submollis Sarg.: a, b — section of the surface (×400); c — epidermis with cortical pore, section of the surface (×100); d — cross section (×400). Designations: 1 — cuticle; 2 — cortical pore; 3 — epidermis

 

Плодоножка и верхушка яблочка на кольцевой оторочке опушены многочисленными спутанными одноклеточными волосками. Каждый волосок имеет расширенное основание и светлое содержимое (рис. 3).

 

Рис. 3. Трихомы боярышника полумягкого: a — плодоножка; b — плодоножка, поперченный срез. Обозначения: 1 — простой волосок

Fig. 3. Trichomes of Crataegus submollis Sarg.: a — pedicel; b — pedicel, cross section. Designations: 1plain etrichome

 

Мякоть плодовой оболочки — мезокарпий — состоит из круглых клеток, с оранжевыми или желто-оранжевыми включениями микрокристаллических каротиноидов (хромопластов). Изредка в мякоти плодов встречаются призматические по форме друзы — кристаллы оксалата кальция. Внутренняя часть плодовой оболочки, эндокарпий, сложен склереидами, овальными по форме каменистыми клетками, с равномерно утолщенными лигнифицированными стенками, которые пронизаны поровыми каналами (рис. 4).

 

Рис. 4. Мякоть боярышника полумягкого: a — поперечный срез (×100); b — клетки мякоти, поперечный срез (×400); c — каменистые клетки, поперечный срез (×400); d — каменистые клетки, окрашенные раствором сернокислого анилина, поперечный срез (×400). Обозначения: 1 — включения каротиноидов; 2 — друза оксалата кальция; 3 — каменистые клетки

Fig. 4. Pulp Crataegus submollis Sarg.: a cross section (×100); b pulp cells, cross section (×400); c grit cells, cross section (×400); d grit cells dyed with aniline sulphate solution, cross section (×400). Designations: 1carotenoid inclusions; 2druse calcium oxalate; 3grit cells

 

Эндокарпий, частично срастающийся с оболочками семян, состоит из округлых лигнифицированных клеток, содержащих кристаллические включения (рис. 5). Внутри семени залегает маслянистый эндосперм толщиной до 6 клеток. В семядолях зародыша хорошо выражены клетки столбчатого и рыхлого мезофилла. Они содержат в большом количестве капли масла. Клетки мезофилла также заполнены сложными глобоидными по форме алейроновыми зернами, которые под воздействием раствора Люголя приобретают желтый оттенок [5].

 

Рис. 5. Фрагмент семени боярышника полумягкого: a — фрагмент семядоли, поперечный срез (×100); b — мезофилл семядоли (×400); c — эндосперм, поперечный срез (×400); d — эндосперм, окрашенный раствором судан III, поперечный срез (×400); e — фрагмент оболочки семени, окрашенный раствором сернокислого анилина (×400); f — давленный препарат семени (×400). Обозначения: 1 — оболочка семени; 2 — эндосперм; 3 — семядоля; 4 — столбчатый мезофилл; 5 — капли жирного масла; 6 — кристаллические включения; 7 — рыхлый мезофилл; 8 — сложные алейроновые зерна

Fig. 5. A fragment of the seed Crataegus submollis Sarg.: a — fragment of the seed-lobe, cross section (×100); b — mesophyll of the seed-lobe (×400); c — endosperm, cross section (×400); d — endosperm, dyed with solution of Sudan III, cross section (×400); e — fragment of the seed cover, dyed with aniline sulphate solution (×400); f — squash preparation of a seed (×400). Designations: 1 — seed cover; 2 — endosperm; 3 — seed-lobe; 4 — palisade mesophyll; 5 — elaiosphere; 6 — crystal inclusions; 7 — lacunar mesophyll; 8 — compound aleurone grains

 

Следует отметить, что микроскопические признаки эпидермиса плодов боярышника полумягкого имеют черты сходства с плодами фармакопейных видов растений рода Боярышник [7].

Заключение

Проведенное морфолого-анатомическое исследование свежих плодов боярышника полумягкого позволило выявить признаки, характерные для данного вида сырья. В ходе исследования были получены цифровые микрофотографии плодов изучаемого сырья.

Эпидермис плодов окрашен в красно-малиновый цвет, состоит из плотно сомкнутых тонкостенных клеток с чечевичками, состоящими из суберенизированных клеток. Поверхность плода имеет опушение многочисленными спутанными простыми одноклеточными волосками. Клетки мякоти плодов имеют включения в виде хромопластов оранжевого цвета и кристаллов оксалата кальция. Встречаются также склереиды, стенки которых пронизаны поровыми каналами. В эндосперме семени имеются капли масла и сложные алейроновые зерна.

Полученные данные позволят в дальнейшем разработать раздел «Микроскопические признаки» фармакопейной статьи «Боярышника полумягкого плоды свежие».

×

About the authors

Ilnur Kh. Shaikhutdinov

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: ilshekh@gmail.com

Postgraduate Student, Department of Pharmacognosy with Botany and the Bases of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Vladimir A. Kurkin

Samara State Medical University

Email: pravdivtheva@mail.ru

Doctor of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, Department of Pharmacognosy with Botany and the Bases of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Vitaly M. Ryzhov

Samara State Medical University

Email: Lavr_rvm@mail.ru

Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, Department of Pharmacognosy with Botany and the Bases of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Lubov V. Tarasenko

Samara State Medical University

Email: lub_vl@mail.ru

Assistant of the Department of Pharmacognosy with Botany and the Bases of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Victoria V. Stenyaeva

Samara State Medical University

Email: sambg@ssau.ru

Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, Department of Pharmacognosy with Botany and the Bases of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Tatyana M. Zhavkina

Samara National Research University

Email: sambg@ssau.ru

Head of the Department of Dendrology of the Botanical Garden

Russian Federation, Samara

Svetlana A. Rozno

Samara National Research University

Email: sambg@ssau.ru

Director of Botanic Garden

Russian Federation, Samara

References

  1. Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии высших растений: Семя. – Л.: Наука, 1990. – С. 38–39. [Artyushenko ZT. Atlas po opisatel’noy morfologii vysshikh rasteniy: Semya. Leningrad: Nauka; 1990. Р. 38-39. (In Russ.)]
  2. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV изд. Т. 2. – М., 2018. – С. 2213–2348. [State Pharmacopoeia of the Russian Federation, XIV edition. Vol. 2. Moscow; 2018. Р. 2213-2348. (In Russ.)]
  3. Деревья и кустарники СССР. Т. 3. – Москва; Ленинград: Издание Академии наук СССР, 1954. – 872 с. [Derev’ya i kustarniki SSSR. Vol. 3. Moscow; Leningrad: Izdanie Akademii nauk SSSR; 1954. 872 р. (In Russ.)]
  4. Кречетова Н.В., Емлевская А.Г., Сенчукова Г.В., Штейникова В.И. Семена и плоды деревьев и кустарников Дальнего Востока. – М.: Лесная промышленность, 1972. – C. 36–37. [Krechetova NV, Emlevskaya AG, Senchukova GV, Shteynikova VI. Semena i plody derev’yev i kustarnikov Dal’nego Vostoka. Moscow: Lesnaya promyshlennost’; 1972. Р. 36-37. (In Russ.)]
  5. Куркин В.А. Фармакогнозия: Учебник для студентов фармацевтических вузов (факультетов). – Самара: Офорт, 2016. – 1180 с. [Kurkin VA. Farmakognoziya: Uchebnik dlya studentov farmatsevticheskih vuzov (fakul’tetov). Samara: Ofort; 2016. 1180 р. (In Russ.)]
  6. Морозова Т.В., Куркин В.А., Правдивцева О.Е., и др. Сравнительное фитохимическое исследование плодов, побегов и цветков некоторых видов рода боярышник // Аспирантский вестник Поволжья. – 2018. – № 1-2. – С. 22–24. [Morozova TV, Kurkin VA, Pravdivtseva OE, et al. Comparative phytochemical study of the fruits, shoots and flowers of some Hawthorn species. Aspirantskiy vestnik Povolzhiya. 2018;(1-2):22-24. (In Russ.)]. https://doi.org/ 10.17816/2075-2354.2018.18.22-24.
  7. Самылина И.А., Аносова О.Г. Фармакогнозия. Атлас: учебное пособие в 2-х томах. Т. 2. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. – С. 161–162. [Samylina IA, Anosova OG. Farmakognoziya. Atlas: uchebnoe posobie. Vol. 2. Moscow: GEOTAR-Media; 2007. Р. 161-162. (In Russ.)]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Fig. 1. Crataegus submollis Sarg.: a — fruit and a leaf; b — cross section of the fruit and perinarium. Designations: 1 — fruit; 2 — perinarium; 3 — pedicel; 4 — leaf; 5 — terminal limbus

Download (182KB)
2. Fig. 2. Epidermis of the fruit of Crataegus submollis Sarg.: a, b — section of the surface (×400); c — epidermis with cortical pore, section of the surface (×100); d — cross section (×400). Designations: 1 — cuticle; 2 — cortical pore; 3 — epidermis

Download (421KB)
3. Fig. 3. Trichomes of Crataegus submollis Sarg.: a — pedicel; b — pedicel, cross section. Designations: 1 — plain etrichome

Download (172KB)
4. Fig. 4. Pulp Crataegus submollis Sarg.: a — cross section (×100); b — pulp cells, cross section (×400); c — grit cells, cross section (×400); d — grit cells dyed with aniline sulphate solution, cross section (×400). Designations: 1 — carotenoid inclusions; 2 — druse calcium oxalate; 3 — grit cells

Download (572KB)
5. Fig. 5. A fragment of the seed Crataegus submollis Sarg.: a — fragment of the seed-lobe, cross section (×100); b — mesophyll of the seed-lobe (×400); c — endosperm, cross section (×400); d — endosperm, dyed with solution of Sudan III, cross section (×400); e — fragment of the seed cover, dyed with aniline sulphate solution (×400); f — squash preparation of a seed (×400). Designations: 1 — seed cover; 2 — endosperm; 3 — seed-lobe; 4 — palisade mesophyll; 5 — elaiosphere; 6 — crystal inclusions; 7 — lacunar mesophyll; 8 — compound aleurone grains

Download (657KB)

Copyright (c) 2020 Shaikhutdinov I.K., Kurkin V.A., Ryzhov V.M., Tarasenko L.V., Stenyaeva V.V., Zhavkina T.M., Rozno S.A.

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