Анализ аминокислотного и элементного состава надземной части и сухого экстракта Urtica cannabina

№ 5 - 2011 г.

14.00.00 медицинские и фармацевтические науки

УДК 615.322:577.112.3

АНАЛИЗ АМИНОКИСЛОТНОГО И ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА НАДЗЕМНОЙ ЧАСТИ И СУХОГО ЭКСТРАКТА URTICA CANNABINA L.

К.В. Губин, М.А. Ханина

ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России

Исследован аминокислотный и элементный состав надземной части Urtica cannabina L. и сухого экстракта из нее. Методы исследования: хроматография,

спектрофотометрия и масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Установили, что спиртовое извлечение из надземной части и сухой экстракт из нее содержат 15 аминокислот (4 незаменимые), а также отмечено наличие в них 60-ти элементов. Определили, что сухой экстракт из надземной части U. cannabina является источником аминокислот, макро- и микроэлементов.

Ключевые слова: Urtica cannabina, крапива коноплевидная, аминокислоты, макро-и микроэлементы, сухой экстракт, надземная часть

Губин Кирилл Владимирович — преподаватель кафедры фармакогнозии и ботаники ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, e-mail: gubinow@mail.ru

Ханина Миниса Абдуллаевна — доктор фармацевтических наук, профессор, заведующая кафедрой фармакогнозии и ботаники ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, e-mail: khanina06@mail.ru

Введение. Аминокислоты и химические элементы играют большую роль для всех физиологических процессов, протекающих в организме человека [4, 8]. Постоянство их состава является одним из важнейших и обязательных условий для нормального функционирования и развития организма. Отклонение в составе аминокислот и элементов в организме приводит к ухудшению в состоянии здоровья [7]. Одной из возможностей своевременной коррекции нарушений элементного и аминокислотного гомеостаза в организме человека является использование лекарственных растений и суммарных извлечений из них [10]. В этом плане представляет интерес игИса саппаЪта, применяемая в народной медицине при широком спектре заболеваний (как поливитаминное, иммуномодулирующее и др.) [1, 2]. Ранее было установлено, что листья крапивы коноплевидной содержат аминокислоты, макро- и микроэлементы [6]. Следует отметить, что биологической ценностью обладают лишь доступные элементы и аминокислоты,

содержащиеся в растениях в виде растворимых соединений, чаще всего комплексных. Исследования элементного и аминокислотного состава надземной части к.коноплевидной и суммарных извлечений из нее не проводились. Поэтому целью нашего исследования являлся анализ аминокислотного и элементного состава всей надземной части крапивы коноплевидной и сухого экстракта из нее.

Материалы и методы. Объектом исследования служила надземная часть к.коноплевидной, собранная в Ордынском районе НСО в фазу цветения в 2010 году. Сухой экстракт из надземной части к.коноплевидной получен методом горячей дробной мацерации. Растворитель полностью удаляли при щадящем температурном режиме. Для анализа аминокислотного состава использовали водное и спиртовое извлечение из надземной части к.коноплевидной, полученное трехкратной исчерпывающей экстракцией. Для разделения и обнаружения аминокислот использовали метод хроматографии (тонкослойная хроматография (ТСХ), бумажная хроматография (БХ)) [3]. Количественное определение аминокислот проводили спектрофотометрическим методом в пересчете на аспарагиновую кислоту [9]. Анализ качественного состава и количественного содержания элементов проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой [5].

Результаты исследований. Экстракт представляет собой сухой рассыпчатый порошок темно-зеленого цвета, горького вкуса, легко растворимый в водно-спиртовых смесях, растворимый в воде при нагревании.

При проведении сравнительного анализа аминокислотного состава спиртового и водного извлечения из надземной части к.коноплевидной было установлено, что спиртовое извлечение содержит 15, а водное 10 аминокислот, из которых идентифицированы: валин, триптофан, лейцин, фенилаланин, аспарагиновая кислота, треонин, орнитин, глутаминовая кислота, аланин, 4 из них незаменимые. По качественному составу аминокислот сухой экстракт и спиртовое извлечение из надземной части идентичены. Преобладающей аминокислотой является аспарагиновая кислота. Установили, что сухой экстракт по содержанию аминокислот (7,28 ± 0,09 %) превосходит спиртовое извлечение из надземной части (3,15 ± 0,05 %) более чем в 2 раза.

Анализ качественного состава и количественного содержания макро-и микроэлементов во всей надземной части, отдельных органах и сухом экстракте выявил присутствие 60-ти элементов (табл. 1).

Таблица 1

Содержание макро- и микроэлементов в надземной части, по органам и. еаппаЫпа Ь.

и в сухом экстракте

Эле- менты Лист Стебель Соцветие Надземная часть Сухой экстракт

Li 0,24 ± 0,02 0,082 ± 0,002 0,19 ± 0,01 0,22 ± 0,02 0,46 ± 0,02

Be 0,026 ± 0,002 < 0,0001 0,026 ± 0,002 0,025 ± 0,001 0,0069 ± 0,0002

B 43,0 ± 1,2 14,0 ± 1,1 31,0 ± 1,0 27,0 ± 1,2 49,2 ± 1,2

№ 100,0 ± 10,1 52,0 ± 1,2 147,0 ± 15,2 122,0 ± 13,2 110,0 ± 10,2

Mg 7193,0 ± 58,0 733,0 ± 7,0 2685,0 ± 45,0 3445,0 ± 76,0 5458,0 ± 43,0

Si 2975,0 ± 34,0 374,0 ± 7,1 1924,0 ± 17,0 2455,0 ± 13,1 218,0 ± 17,2

P 4261,0 ± 21,2 2879,0 ± 22,2 6404,0 ± 32,2 4124,0 ± 43,2 1744,0 ± 54,2

K 14012,0 ± 112,2 22885,0 ± 98,1 18342,0 ± 121,2 19619,0 ± 119,2 52876,0 ± 115,2

Ca 93294,0 ± 122,2 9529,0 ± 76,2 25242,0 ± 111,2 41945,0 ± 134,2 4400,0 ± 65,2

Ti 31,0 ± 1,3 12,0 ± 0,8 45,0 ± 1,2 38,0 ± 1,1 5,66 ± 0,25

V 2,3 ± 0,5 3,0 ± 0,3 2,4 ± 0,2 2,6 ± 0,2 0,22 ± 0,01

Cr 2,4 ± 0,2 2,3 ± 0,1 3,4 ± 0,3 2,8 ± 0,2 19,6 ± 0,2

Mn 27,0 ± 1,7 15,0 ± 0,5 28,0 ± 1,3 25,0 ± 1,5 27,9 ± 1,4

Fe 594,0 ± 5,6 109,0 ± 6,7 371,0 ± 7,7 499,0 ± 6,3 68,0 ± 1,2

Co 3,0 ± 0,7 0,30 ± 0,03 0,72 ± 0,02 1,6 ± 0,2 0,21 ± 0,04

Ni 1,6 ± 0,2 3,0 ± 0,1 2,3 ± 0,1 2,3 ± 0,2 11,2 ± 0,5

Cu 4,2 ± 0,7 4,8 ± 0,6 6,4 ± 0,8 4,8 ± 0,5 7,99 ± 0,09

Zn 12,0 ± 1,3 9,3 ± 0,4 27,0 ± 1,6 16,0 ± 1,2 52,4 ± 1,9

Ga 0,11 ± 0,03 0,043 ± 0,002 0,15 ± 0,02 0,12 ± 0,01 0,05 ± 0,02

Ge 0,013 ± 0,002 0,007 ± 0,001 0,014 ± 0,003 0,012 ± 0,002 0,021 ± 0,001

As 2,4 ± 0,2 3,9 ± 0,3 5,1 ± 0,2 4,2 ± 0,1 < 0,0005

Se 1,0 ± 0,1 0,45 ± 0,03 0,43 ± 0,02 0,9 ± 0,02 0,46 ± 0,02

Br 64,0 ± 1,5 34,0 ± 1,3 31,0 ± 1,7 35,0 ± 1,8 < 0,0005

Rb 1,5 ± 0,2 2,1 ± 0,1 2,7 ± 0,3 2,2 ± 0,02 3,71 ± 0,05

Sr 236,0 ± 12,3 34,0 ± 1,6 57,0 ± 1,8 104,0 ± 10,4 6,37 ± 0,7

Y 0,16 ± 0,03 0,051 ± 0,003 0,17 ± 0,02 0,15 ± 0,02 0,018 ± 0,003

Zr 0,69 ± 0,01 0,21 ± 0,02 0,95 ± 0,03 0,7 ± 0,05 0,11 ± 0,02

Nb 0,069 ± 0,003 0,021 ± 0,002 0,12 ± 0,01 0,08 ± 0,01 0,011 ± 0,002

Mo 0,99 ± 0,02 0,13 ± 0,01 0,6 ± 0,07 0,85 ± 0,06 0,28 ± 0,02

Ag 0,009 ± 0,001 0,008 ± 0,002 0,017 ± 0,002 0,01 ± 0,01 0,008 ± 0,002

Cd 0,074 ± 0,002 0,045 ± 1,7 0,062 ± 1,7 0,047 ± 1,7 0,049 ± 1,7

Sn 0,44 ± 0,02 1,4 ± 0,1 0,87 ± 0,03 1,2 ± 0,09 0,12 ± 0,02

Sb 0,026 ± 0,002 0,011 ± 0,002 0,02 ± 0,01 0,023 ± 0,003 0,041 ± 0,002

I 0,19 ± 0,02 0,064 ± 0,003 0,11 ± 0,01 0,13 ± 0,01 < 0,0005

Cs 0,026 ± 0,002 0,008 ± 0,003 0,031 ± 0,002 0,02 ± 0,01 0,016 ± 0,001

Ba 61,0 ± 2,3 10,0 ± 1,3 17,0 ± 1,2 31,0 ± 1,1 4,43 ± 1,11

La 0,2 ± 0,09 0,065 ± 0,002 0,31 ± 0,02 0,25 ± 0,01 0,046 ± 0,002

Ce 0,43 ± 0,03 0,16 ± 0,02 0,68 ± 0,02 0,56 ± 0,03 0,088 ± 0,002

Pr 0,04 ± 0,02 0,013 ± 0,001 0,069 ± 0,002 0,05 ± 0,01 0,0092 ± 0,0001

Nd 0,17 ± 0,02 0,053 ± 0,002 0,24 ± 0,03 0,16 ± 0,01 0,035 ± 0,002

Eu 0,015 ± 0,003 < 0,007 0,012 ± 0,001 0,013 ± 0,002 0,008 ± 0,002

Gd 0,038 ± 0,003 < 0,02 0,052 ± 0,001 0,044 ± 0,002 0,002 ± 0,001

Dy 0,027 ± 0,002 0,011 ± 0,001 0,038 ± 0,001 0,02 ± 0,01 0,0034 ± 0,0002

W 0,022 ± 0,002 0,035 ± 0,002 0,021 ± 0,001 0,025 ± 0,001 0,031 ± 0,002

Hg 0,003 ± 0,001 < 0,0001 0,002 ± 0,001 < 0,0001 < 0,0001

Tl 0,005 ± 0,001 0,003 ± 0,001 0,004 ± 0,002 0,003 ± 0,001 0,0059 ± 0,0001

Pb 0,33 ± 0,02 0,13 ± 0,01 0,31 ± 0,01 0,3 ± 0,08 0,47 ± 0,053

Bi 0,003 ± 0,001 0,002 ± 0,001 0,003 ± 0,001 0,003 ± 0,001 0,068 ± 0,001

Th 0,036 ± 0,002 0,014 ± 0,001 0,057 ± 0,001 0,035 ± 0,001 0,015 ± 0,001

U 0,014 ± 0,001 0,005 ± 0,001 0,02 ± 0,01 0,016 ± 0,001 0,0065 ± 0,0002

Установлено, что органы растения по качественному составу элементов не различаются. Для всех органов отмечено накопление одних и тех же макро-и микроэлементов (У, В, Ыа, Mg, Si, Р, К, Са, Т^ V, Сг, Мп, Fe, Со, №, Си, Zn, Ga, Ge, As, Se, Вг, ЯЬ, Sr, Y, Zr, ЫЬ, Мо, А^ Sn, Sb, I, Ва, La, Се, Nd, Hg, РЬ, ВГ). Различие между органами наблюдается в содержании отдельных элементов, например, наибольшее содержание в листьях отмечено для элементов — Li, Se, В, М^ Si, Са, Бе, Со, Вг, Sr, Sn, I, La, Се, Ва. Соцветия содержат больше следующие элементы: Ыа, Р, Т^ Сг, Мп, Си, Zn, Ga, Ge, As, Y, Zr, ЫЬ, Ag, La, Се, RЬ, Ш, а в стеблях наибольшее содержание отмечено для К, V, №, Sn. По содержанию Li, Ga, Ge, Y, SЬ, Hg, РЬ, Bi листья и соцветия практически не различаются. Во всей надземной части в большем количестве накапливаются следующие элементы: Ыа, М^ Si, Р, К, Са, Мп, Fe, Zn, Ti, Си, Se, Вг. Содержащиеся в растении элементы различаются по степени извлечения из сырья, поэтому можно отметить ряд элементов, содержащихся в сухом экстракте из надземной части в значительных количествах: Ыа, М^ Р, К, Сг, Мп, №, Си, Zn, RЬ, а также содержание которых меньше, чем в исходном сырье: Si, Са, Т^ V, Fe, Sr, Ва. Содержание токсичных элементов не превышает допустимых норм (СанПиН 2.33.2.1078-01 (СанПиН 2.3.2.128003) для БАД на растительной основе).

Выводы. В результате проведенного исследования установили, что надземная часть и. саппаЪта содержит 15 аминокислот и 60 элементов. Сухой экстракт из надземной части является источником доступных аминокислот и элементов, и его можно рассматриватькак средство коррекции дисбаланса аминокислот и элементов в организме.

Список литературы

1. Асеева Т. А. Пищевые растения в тибетской медицине / Т. А. Асеева, Ц. А. Найдакова. — 3-е изд., испр. и доп. — Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1991. —

129 с.

2. Баторова С. М. Растения тибетской медицины : опыт фармакогностического исследования / С. М. Баторова, Г. П. Яковлев, С. М. Николаев, З. Г. Самбуева. — Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1989. — 159 с.

3. Буркина Н. А. Исследование аминокислотного состава сфагнума бурого / Н. А. Буркина [и др.] // Химия растительного сырья. — 2000. — № 1. — С. 81-83.

4. Ларионова Т. К. Иммунный статус организма и микроэлементы / Т. К. Ларионова [и др.] // Успехи современного естествознания. — 2006. — № 2. — С. 41.

5. Определение содержания химических элементов в диагностируемых биосубстратах, препаратах и биологически активных добавок методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной аргоновой плазмой : методические указания МУК 4.1.1483-03. — М. : ФЦ ГСЭН МЗ РФ, 2003. — 36 с.

6. Пецуха В. С. Фармакогностическое изучение крапивы коноплевидной : автореф. ... канд. фарм. наук / В. С. Пецуха. — Улан-Удэ, 2009. — 20 с.

7. Сапожников С. П. Роль биогеохимических факторов в развитии краевой патологии / С. П. Сапожников, А. В. Голенков // Микроэлементы в медицине. — 2001. — Т. 2, вып. 4. — С. 114-116.

8. Серебрянская Т. С. Сравнительный анализ свободных аминокислот сбора лекарственных растений и его полиэкстракта сухого, обладающих нейропротекторным действием / Т. С. Серебрянская [и др.] // Вестн. Бурятского госуниверситета. — 2010. — № 12. — С. 88-91.

9. Симонян А. В. Исследование нингидриновой реакции для количественного определения а-аминокислот в различных объектах : методические рекомендации / А. В. Симонян [и др.]. — Волгоград, 2007. — 65 с.

10. Стальная М. И. Исследование элементного состава растений / М. И. Стальная // Новые технологии. — 2007. — № 3. — С. 91-94.

AMINO-ACID AND ELEMENTIAL STRUCTURE ANALYSIS OF URTICA CANNABINA L. ABOVE-GROUND PART AND ITS DRY EXTRACT

K.V. Gubin, М.А. Khanina

SEIHPE «Novosibirsk State Medical University Minhealthsocdevelopment»

The amino-acid and element structure of Urtica cannabina L. above-ground part and its dry extract are investigated. Research methods: chromatography, spectophotometery and mass spectrometry with inductively bound plasma. It was established that spirituous extraction from above-ground part and its dry extract contain 15 amino acids (4 of them are irreplaceable). And that above-ground part and dry extract include 60 elements. It was defined that the dry extract from U. cannabina above-ground part is a source of amino acids, macro- and micro- substances.

Keywords: Urtica cannabina, hemp-like neetle, amino acids, macro- and micro-substances, dry extract, above-ground part.

About authors:

Gubin Kirill Vladimirovich — teacher of pharmacognosy and botany chair at SEI HPE «Novosibirsk State Medical University Minhealthsocdevelopment», e-mail: gubinow@mail.ru

Khanina Minisa Abdullaevna — doctor of pharmaceutical sciences, professor, head of pharmacognosy and botany chair at SEI HPE «Novosibirsk State Medical University Minhealthsocdevelopment», e-mail: khanina06@mail.ru

List of the Literature:

1. Aseev T. A. Alimentary plants in the Tibetan medicine / T. A. Aseev, Ts. A. Najdakova.

— 3 ed., ref. and add. — Novosibirsk: Science. Sib. dep, 1991. — 129 P.

2. Batorova S. M. Plant of the Tibetan medicine: experience pharmacognostic researches / S. M. Batorova, G. P. Jakovlev, S. M. Nikolaev, Z. G. Sambueva. — Novosibirsk: Science: Sib. dep, 1989. — 159 P.

3. Burkina N. A. Study of amino-acid structure of sphagnum brown / N. A. Burkina [etc.] // Chemistry of vegetative raw materials. — 2000. — № 1. — P. 81-83.

4. Larionova T. K. The immune status of an organism and trace substances / T. K.

Larionova [etc.] // Successes of modern natural sciences. — 2006. — № 2. — P. 41.

5. Definition of maintenance of chemical elements in diagnosed biosubstrates, preparations and biologically active additives by a method of mass spectrometry with inductive-bound

argon plasma: methodical instruction of MSC 4.1.1483-03. — M: FC SSES MH of the RF, 2003. — 36 P.

6. Petsukha V. S. Pharmacognostic studying of hemp-like neetle: autoref. ... cand. phar.

sciences / V. S. Petsuha. — Ulan-Ude, 2009. — 20 P.

7. Sapozhnikov S. P. Role of biogeochemical factors in development of regional pathology /

S. P. Sapozhnikov, A. V.Golenkov // Trace substances in medicine. — 2001. — V. 2, Iss. 4. — P. 114-116.

8. Serebryanskaya T. S. The comparative analysis of free amino acids of herborization and its dry polyextract, that possesses neuroprotective action / T.S.Serebrjansky [etc.] // Bull. of Buryatsky State University. — 2010. — № 12. — P. 88-91.

9. Simonyan A. V. Research of ningydrin reactions for quantitative definition a — amino acids in various objects: methodical references / A. V. Simonyan [etc.]. — Volgograd, 2007. — 65 P.

10. Stalnaya M. I. Study of elemential structure of plants / M. I. Stalnaya // New technologies. — 2007. — № 3. — P. 91-94.