Биологические науки/2 Структурная ботаника и биохимия растений

К.б.н. Немерешина О.Н., д.м.н. Никоноров А.А.

Оренбургская государственная медицинская академия, Россия

К ВОПРОСУ ОБ ОСОБЕННОСТЯХ НАКОПЛЕНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

В РАСТЕНИЯХ POLYGONUM AVICULARE L.

В процессе роста и развития растения способны синтезировать и накапливать вещества первичного и вторичного синтеза. Регуляция метаболических процессов в организме растений определяется веществами вторичного синтеза [1, 2, 3, 4, 7], которые принято называть биологически активными веществами (БАВ). Содержание БАВ в тканях и органах зависит от таксономической принадлежности, фазы развития растений, географической зоны и физико-химических характеристик среды обитания [1, 3].

Изучение содержания БАВ в тканях растений, произрастающих в различных условиях, может служить теоретической основой для изучения биологических ресурсов регионов России. Сравнительный фитохимический анализ растительности, произрастающей на экологически благополучных и техногенно-загрязненных территориях, представляет интерес в плане изучения молекулярных механизмов адаптации живых систем. В связи с этим целью исследования явилось проведение сравнительного анализа содержания некоторых веществ вторичного синтеза в растениях Polygonum aviculare L., произрастающих вблизи Оренбургского газоперерабатывающего завода ООО «Оренбурггазпром» и на экологически чистых территориях. Обоснованием выбора горца птичьего или спорыша Polygonum aviculare L. (сем. Polygonaceae Juss.) – однолетнего стелющегося травянистого растения высотой 15-50 см., явилось космополитное его распространение в северном полушарии. В Волго-Уральском регионе встречается повсеместно на лугах и пашнях, вдоль дорог и по выгонам, на приречных песках, отмелях, возле жилищ, обычно образует густые куртины. Спорыш – известное лекарственное растение, применяемое в России и за рубежом в официнальной и народной медицине в качестве противовоспалительного, способствующего отхождению конкрементов средства, при камнях в почках и мочевом пузыре.

На первом этапе проводились фитохимические исследования растений на основные группы действующих веществ. Далее исследовалось содержание некоторых соединений полифенольного характера (флавоноидов, фенолкарбоновых кислот, дубильных веществ).

Поскольку известна роль свободно-радикального окисления в реализации негативного влияния стресса различного генеза на живые системы, был проведен

анализ травы спорыша, собранного на территории ОГПЗ и в экологически чистой зоне (Оренбургский район) на содержание некоторых групп полифенольных веществ, поскольку производные фенолов играют важную роль в повышении стрессоустойчивости растений [1, 5, 6, 7]. Количественная оценка содержания флавоноидов в сырье Polygonum aviculare L. техногенной и контрольной зон проводилась методом фотоколориметрии с использованием хромогенных реактивов [2, 4]. Калибровочный график строили по авикулярину. Количественное определение суммы фенолкарбоновых кислот проводили общепринятыми методами [2], основанными на разделении свободных полифенолов и собственно танидов диэтиловым эфиром в делительной воронке и во вставке Пейно. Эфирные фракции объединяли, упаривали под вакуумом, а сухой остаток растворяли в дистиллированной воде и исследовали на содержание фенолкарбоновых кислот. Количественное определение общей суммы танидов в траве Polygonum aviculare L. проводили по методу, описанному в Государственной Фармакопее СССР [2].

В результате было установлено, что трава Polygonum aviculare L. содержит значительное количество флавоноидов, танидов и фенолкарбоновых кислот. При этом максимальное количество общей суммы флавоноидов отмечено у растений, произрастающих в загрязненной атмосфере. В извлечениях из горца птичьего при реакции с солями окиси железа отмечали черно-синее окрашивание, что свидетельствует о наличии в дубильных веществах гидролизуемой группы.

Результаты исследования содержания полифенольных соединений в траве Polygonum aviculare L. указывают на изменение метаболизма в ассимилирующих органах растения в зоне техногенного воздействия (ОГПЗ). Важно отметить, что в образцах растений техногенных участков отмечается индукция синтеза полифенольных соединений (флавоноидов, танидов и фенолкарбоновых кислот), что, по всей вероятности, связано с мощным антиоксидантным (мембраностабилизирующим, цитозащитным) действием указанных соединений в условиях техногенного загрязнения и окислительного стресса растений (табл. 1), поскольку все вышеперечисленные БАВ принимают активное участие в окислительно-восстановительных процессах в растениях и играют роль поглотителей свободных радикалов, предотвращая гибель клеток [3, 5, 6, 7].

Таблица 1

Сводные данные по содержанию БАВ в траве Polygonum aviculare L.

(мг % сухого сырья)

БАВ	год	ОГПЗ	Сан-зона ГПЗ	Контроль
Флавоноиды	2008	1,90±0,05	2,07±0,05	1,63±0,04
	2009	2,21±0,08	1,95±0,04	1,58±0,05
Таниды	2008	3,26±0,06	-	2,92±0,06
	2009	2,02±0,03	2,02±0,04	2,40±0,04
Фенолкарбоновые кислоты	2008	1,42±0,07	1,15±0,02	1,07±0,05
	2009	--	--	--

В целом ряде работ отмечается повышение генерации свободных радикалов в клетках подвергающихся действию целого ряда токсичных поллютантов. В техногенных зонах значительно чаще наблюдаются явления окислительного стресса растений, проявляющиеся в повреждении растительности (хлорозы, некрозы, падение тургора, завядании и раннем опадании листьев, отмирании почек и задержки их развития) [3]. Таким образом, устойчивость растений к загрязнению окружающей среды во многом определяется состоянием систем обезвреживания свободных радикалов. Следовательно, можно предположить, что индукция синтеза полифенолов при аэротехногенном загрязнении среды свидетельствует об активизации систем антиоксидантной защиты в условиях интенсификация окислительных процессов в клетках высших растений и, с одной стороны, является одним из механизмов адаптации травянистых растений степного Предуралья к техногенному влиянию Оренбургского газоперерабатывающего завода, а с другой, служить критерием экологического неблагополучия техногенных зон.

ЛИТЕРАТУРА

1. Благовещенский, А. В. Биохимическая эволюция цветковых растений / А. В. Благовещенский. - М.: Наука, 1966. – 327 с.

2. Георгиевский В.П. Физико-химические и аналитические характеристики флавоноидных соединений. / В.П.Георгиевский, А.И.Рыбаченко // Северо-Кавказский научный центр высш. шк. – Ростов на/Д.: Изд. Рост. ун-та, 1988. – 143 с.

3. Кенжебаева С.Т. Флавоноиды Achillea glabella Kar. Et Kir. / С.Т. Кенжебаева, Э.А. Кульмагамбетова, Л.Н. Прибыткова, С.М. Адекенов // Физиолого-биохимические аспекты изучения лекарственных растений. / Мат-лы междунар. Совещ. Посв-о памяти Минаевой В.Г., Новосибирск, 1998., С. 56.

4. Horhammer, L. Zur Analytik der Flavone. II. Uber das Komplexbildungs – vermgen einiger Oxyflavone und die Konstitution der in Polygonum hydropiper L. verkommenden Rhamnazinesters / L. Horhammer, R. Hansel // Arch. Pharm. - 1953. Vol. 286. № 8. – S. 425.

5. Sroka Z., Fecka I., Cisowski W. Antiradical and anti-H2O2 properties of polyphenolic compounds from an aqueous peppermint extract // Z. Naturforsch. 2005. Vol. 60, No. 11–12. P. 826–832.

6. Thomashov M.F. Free Radicals, оxidative Stress and Antioxidants / M.F. Thomashov // Plant cold acclimation: freezing tolerance genes and regulatory mechanisms. 1999. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology 50: 571–591.

7. Tomas-Barberan F. Title correlations between flavonoids composition and infrageneric taxonomy of some European Galeopsis species / F. Tomas – Barberan, M. Girl, F. Ferreres // Phytochem. - 1991. - Vol. 30. - № 10. – P. 3311-3314.