Ученые «картировали» вещества, содержащиеся в таволге
Ученые показали, что химические соединения многолетнего растения таволги распределены в нем неравномерно. В молодых листьях преимущественно накапливались химически активные соединения, а в старых — предшественники полимеров, не участвующих в каких-либо химических реакциях. Кроме того, исследователи показали, что цветки и плоды таволги обладают ярко выраженным антиоксидантным эффектом. Комплекс антиоксидантных молекул препятствует формированию свободных радикалов и, как следствие, разрушению клеток. Понимание характера распределения и накопления биологически активных веществ в растениях таволги позволит в перспективе оптимизировать процессы экстракции и ускорить создание лекарственных препаратов.
Таволга вязолистная (Filipendula ulmaria) — это многолетнее лекарственное растение, которое используется в традиционной медицине и фармакологии. Так, с XVI–XVII веков таволгу использовали для лечения воспалительных заболеваний. Кроме того, экстракты, настойки и мази на ее основе применяли при подагре, пневмонии, гриппе, головных болях, заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Считается, что лечебные свойства таволги обусловлены наличием биологически активных фенольных соединений, в основе которых лежит спирт, содержащий кольцо из атомов углерода. Комплекс таких соединений включает фенольные кислоты, флавоноиды и дубильные вещества. Однако распределение этих соединений по разным органам растения остается малоизученным, что затрудняет практическое использование таволги в современной фармации и медицине.
Исследователи из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград) установили, что вторичные химические соединения в растениях таволги вязолистной распределены неравномерно. Для этого ученые собирали «урожай» на стадии массового цветения и начала плодоношения. Затем из сухого сырья с помощью этанола они выделяли экстракты, отдельные соединения которых разделялись с помощью хроматографии — метода, основанного на том, что разные вещества проходят сортирующую среду с разной скоростью.
Наибольшее количество фенольных соединений содержалось в листьях, цветках и плодах (до 65×10-3 г на грамм сухой массы растения), а наименьшее — в стеблях растения. Разные группы флавоноидов и кислот преимущественно накапливались в верхних листьях и цветках, достигая значений 117–167*10-3 г/г. Концентрация дубильных веществ, напротив, увеличивалась от верхушки к нижней части растения. В целом, в молодых листьях, расположенных ближе к соцветиям, присутствовали флавоноиды — соединения с выраженными антиокислительными способностями, а в более старых листьях, наоборот, наблюдалось повышенное содержание соединений, способных образовывать более инертные фенольные полимеры. То есть чем старше лист, тем больше в нем веществ, выполняющих «запасательную» функцию и не участвующих в физиологических реакциях.
Кроме того, исследователи оценили антиоксидантную активность экстрактов из разных частей растения. Антиоксиданты — это соединения, препятствующие образованию свободных радикалов, разрушительных для молекул и структур клеток. Чтобы определить антиоксидантные свойства экстрактов, полученных из разных органов растения, ученые использовали разные подходы. Сопоставление их результатов позволило установить, что максимальным эффектом обладали экстракты из цветков и плодов таволги. Уровень антиоксидантной активности этих органов в 1,5–3 раза выше, чем в экстрактах из листьев растений.
Кроме того, ученые измерили антибактериальную активность экстрактов. Для этого они использовали три вида патогенных и непатогенных бактерий и измеряли, как экстракты подавляли рост колоний этих микроорганизмов. Так, на синегнойную палочку, возбудителя внутрибольничных инфекций, влияли экстракты из всех частей растения, за исключением стеблей. На сенную палочку, обитающую в почве и безопасную для человека, эффект оказывали растворы из цветов и плодов, а вот на рост Escherichia coli экстракты таволги влияли весьма слабо. Этот вид бактерии обитает в кишечнике, следовательно, лекарственные препараты на основе таволги не будут влиять на его функции в организме человека.
«Наши исследования, проведенные на базе БФУ имени И. Канта, показали, что таволга характеризуется высоким содержанием антиоксидантов, а экстракты, полученные из различных частей растения, имеют выраженные антибактериальные свойства. Это открывает перспективы для разработки новых лекарственных препаратов на основе таволги, которые могут использоваться в лечении широкого спектра заболеваний», — комментирует исследование заведующая лабораторией «Природных антиоксидантов», кандидат биологических наук, доцент Любовь Скрыпник.
«Изучение неравномерного распределения химических соединений в разных частях растения может помочь определить оптимальный способ его сбора, а также предопределить эффективное использование таволги в медицинских целях. В целом исследование, проведенное на базе лаборатории «Природных антиоксидантов», позволяет расширить наше понимание о потенциальных лечебных свойствах растительных экстрактов и формирует научный «фундамент» для создания новых лекарственных препаратов, способных улучшить качество жизни людей», — рассказывает директор Высшей школы живых систем, кандидат биологических наук Павел Федураев.
