Изучение ЭПР-спектроскопических свойств дикорастущей родиолы холодной (rhodiola gelida Schrenk) в зависимости от места произрастания

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _____________________________________2011, том 54, №5_________________________________

ФИЗИКА

УДК 541.64.538

И.Х.Юсупов, Т.Шукуров, С.Ш.Давлатмамадова, академик АН Республики Таджикистан Р.Марупов

ИЗУЧЕНИЕ ЭПР-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИКОРАСТУЩЕЙ РОДИОЛЫ ХОЛОДНОЙ (RHODIOLA GELIDA SCHRENK) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МЕСТА ПРОИЗРАСТАНИЯ

Физико-технический институт им. С.У.Умарова АН Республики Таджикистан

Методом ЭПР-спектроскопии исследовано содержание свободных радикалов в корневищах дикорастущей родиолы холодной в зависимости от места произрастания. По данным спектральных параметров сигнала ЭПР установлено, что количество свободных радикалов, содержащихся в химическом составе родиолы, зависит от места и экологических условий, а также от высоты произрастания над уровнем моря.

Ключевые слова: родиола холодная - спектры ЭПР - свободные радикалы.

В литературе очень мало работ [1-4], где исследованы спектроскопические свойства лекарственных растений в зависимости от экологии места произрастания. Поэтому применение физических методов исследования, в частности метода ЭПР-спектроскопии, может сыграть определенную роль в интерпретации структуры отдельных функциональных групп, поможет определить содержание свободных радикалов и связанных с ними фармакологических свойств.

Известно, что условия произрастания могут влиять как на молекулярное, так и на общее биологическое состояние в процессе биосинтеза и формирования физико-химической структуры молекул, входящих в состав растения (в частности, на формирование системы меж- и внутримолекулярных взаимодействий, а также на накопление различных структурообразований, возникающих в результате воздействия экологии) [1-4].

Настоящая работа посвящена исследованию ЭПР-спектроскопических свойств родиолы холодной, в зависимости от экологических условий мест произрастания и высоты над уровнем моря.

С целью изучения влияния экологии на биохимическую структуру, в частности на содержание свободных радикалов, были отобраны корневища родиолы холодной из различных высокогорных регионов Таджикистана - из Горной Матчи, окрестностей курорта Ходжа-Оби-Гарм и Памира (Ру-шанский, Шугнанский и Мургабский районы).

Согласно литературным данным [5], корневище родиолы холодной содержит гликозиды, дубильные вещества (7-11%), органические кислоты, эфирные масла, флавоноиды и др. Корневище родиолы используется в виде настоя, отвара и чая, подобно родиоле розовой, употребляют как средство, повышающее работоспособность, тонизирующее и противолихорадочное, а также при нервных, желудочных заболеваниях, золотухе, сильных маточных кровотечениях.

Адрес для корреспонденции: Шукуров Турсунбой. 734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 299/1, Физико-технический институт АН РТ. E-mail: t_shukurov@mail.ru

Для записи спектров образцы корневища родиолы тщательно промывали обычной, затем дистиллированной водой и высушивали при комнатной температуре. Очищенные образцы измельчали в агатовой ступке, и порошок пропускали через сито. 25 мг порошкообразного вещества помещали в стандартные молибденовые ампулы с внутренним диаметром 3.0 мм.

Спектры ЭПР образцов записывали на радиоспектрометре РЭ - 1306 при следующих условиях: затухание СВЧ мощности - 5 Дб, амплитуда развёртки магнитного поля - 200 Э, скорость развёртки магнитного поля - 40 Э/мин, амплитуда ВЧ модуляции - 0.3 Э, постоянная времени - 0.1 с и частота ВЧ модуляции - 100 кГц. С целью размягчения и набухания структуры образец увлажняли водой. В качестве эталона для определения количества парамагнитных центров (свободных радикалов) использовали Мп+2 в МgО. Интенсивность сигнала образца сравнивалась с интенсивностью сигнала эталонной навески двухвалентного Мп+2 в окиси магния МgО по количеству парамагнитных центров [6]. Абсолютная точность измерения содержания радикалов составляет 40%, а относительная 10%.

ЭПР-спектры корневища всех исследованных образцов родиолы в условиях эксперимента имели синглетный характер с различной интенсивностью. Поэтому в статье приводятся в качестве примера спектры только родиолы из Мургабского региона Памира.

На рисунке приведены спектры ЭПР родиолы, собранной в высокогорном Мургабском районе, в сухом (а), увлажненном состоянии с водой (б) и при температуре 77 К (в). Спектры ЭПР для сухих образцов при комнатной температуре имеют синглетное состояние с шириной линии АН0 = 16 мм, что свидетельствует о суперпозиции сигналов ЭПР, то есть о присутствии нескольких свободных радикалов. Как видно из рис. (б), при увлажнении образцов спектры ЭПР переходят из синглетного состояния в триплетное. Переход спектров из синглетного состояния в триплетное можно объяснить наличием сигналов, связанных с возникновением сверхтонких взаимодействий с магнитным полем.

Как показано в [7], синглетный сигнал характеризует отсутствие сверхтонкого взаимодействия, дублетные и триплетные состояния сигнала ЭПР указывают на возникновение сверхтонкого взаимодействия в магнитном поле. По данным авторов [7], в дублетной системе в основном присутствуют алкильные радикалы с 5-эквивалентными протонами, в триплетной - радикальные пары с 10-эквивалентными протонами. Для установления влияния места произрастания родиолы на её структурные и физико-химические свойства, определяли наличие свободных радикалов (см. табл.). Количество свободных радикалов определяли по формуле [6]:

^^R ^ Jo/JэT

где Сэт - количество свободных радикалов в эталоне, Jэт. J0 - интенсивность спектров ЭПР - эталона и исследуемого образца.

а

Рис. Спектры ЭПР родиолы произрастающей в Мургабском регионе Памира.

Образцы: а - сухой, б - увлажненный при Т=300 К и в - сухой при Т=77К.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что экологическое состояние места произрастания родиолы холодной оказывает сильное влияние на физико-химическую структуру её органов. Можно утверждать, что наиболее благоприятные экологические условия характерны для Горной Матчи, свидетельством чему является низкое содержание свободных радикалов

Таблица

Сравнительные данные о количестве свободных радикалов в сухих образцах родиолы

при комнатной температуре

Места сбора образцов Высота над ур. м. ^ , мм АН0, мм Сэт.10"12, спин/мг

Горная Матча 2500 25 16 17.5

Рушанский район 1980 27 16 18.9

Шугнанский район 2800 93 16 55.3

Ходжа-Оби-Гарм 2000 135 16 94.7

Мургабский район 3600 185 16 12.8

Следовательно, накопление парамагнитных свободных радикалов зависит от места и экологических условий произрастания родиолы, что может быть следствием воздействия внешних факторов, в частности интенсивности УФ-излучения, радиоактивных элементов в почвах, климатических условий места произрастания.

Анализ данных по содержанию свободных радикалов в составе родиолы холодной в зависимости от места её произрастания (см. табл.) позволяет сделать вывод, что при использовании лекарственных растений свободные радикалы, содержащиеся в их составе, вступают в активное химическое взаимодействие с компонентами живого организма, нейтрализуют вредные микробы и воздействуют на поврежденные места желудка, в частности, как указано в [5], нормализуют нарушенный обмен углеводов, кислорода, а также свертываемость крови.При этом можно предполагать, что, чем больше растение содержит свободных радикалов, тем больше эффективность их лечебных свойств.

Таким образом, на основании полученных экспериментальных данных можно заключить, что:

- количество свободных радикалов в структуре родиолы холодной зависит от места её произрастания и экологического состояния окружающей среды;

- свободные радикалы, содержащиеся в структуре родиолы холодной, относятся к алкильным радикалам;

- по содержанию свободных радикалов в структуре одного и того же вида лекарственных растений можно прогнозировать экологическое состояние местности.

Поступило 02.03.2011 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Эль-Бахи. Г.М.С.- ЖПС, 2005, т. 72, №1,с.106-111.

2. Ильюшенко В.Д., Ильюшенко Н.В. и др. - Вестник Тв ГУ, Сер. Биология и экология, вып. 8, 2008, с.71-76.

3. Шукуров Т., Хаитова З.М. и др. - ДАН РТ, 2007, т. 50, №4, с. 334-339.

4. Шукуров Т., Джураев А.А. и др. - ДАН РТ, 2007, т. 50, №7, с. 607-612.

5. Ходжиматов М. - Дикорастущие лекарственные растения Таджикистана. - Душанбе: Гл. науч. ред. Тадж. сов. энциклопедии, 1989, 368 с.

6. Юсупов И.Х., Бободжанов П.Х., Марупов Р. - ДАН РТ, 2003, т. 46, №10, с. 5-12.

7. Рот Г.К., Келлер Ф., Шнайдер Х. - Радиоспектроскопия. - М.: Мир, 1987, 380 с.

И.Х.Юсупов, Т.Шукуров, С.Ш.Давлатмамадова, Р.Марупов

ОМУЗИШИ ХОСИЯТ^ОИ СПЕКТРОСКОПИИ ЗАРБЕХИ ДОРУВОРЙ БО УСУЛИ РЕЗОНАНСИ ЭЛЕКТРОНИЮ ПАРАМАГНЕТИКИ ВОБАСТА АЗ МУСИТИ САБЗИШ

Институти физикаю техникаи ба номи С.У.Умарови Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон

Бо усули спектроскопияи резонанси электронию парамагнетикй чамъшавии радикалх,ои озод дар растаних,ои зарбехи доруворй омухта шудааст. Ба воситаи параметрх,ои спектралии хатх,ои резонансй электронию парамагнетикй муайян карда шудааст, ки микдори радикалх,ои озодй дар таркиби растаних,ои доруворй буда аз мусити экологй ва аз баландии аз сатх,и бахр, ки дар он чой меруянд, вобастагй доранд.

Калима^ои калиди: зарбехи доруворй - спектри резонанси электронию парамагнетики -радикалуои озод.

I.Kh.Yusupov, T.Shukurov, S.Sh.Davlatmamadova, R.Marupov

STUDYING EPR OF SPECTROSCOPIC PROPERTIES WILD-GROWING RHODIOLA COLD (RHODIOLA GELIDA SCHRENK) DEPENDING ON A GROWTH PLACE

S.U. Umarov Physical-Technical Institute, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan The EPR-spectroscopy method investigates the maintenance of free radicals in rhizomes wild-growing rhodiola cold depending on a growth place. According to spectral parameters of signal EPR it is established that quantity of free radicals containing in a chemical compound rhodiola growth heights above sea level depend from a place and ecological conditions, and also.

Key words: rodiola cold - spectra the EPR - maintenance of free radicals.