Эпр-спектроскопические свойства листьев репейника (Arctium tomentosum Mill. ) в зависимости от радиационного фона местности

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2015, том 58, №9_

ФИЗИКА

УДК 541.64.538

И.Х.Юсупов, Н.Н.Умаров*, академик АН Республики Таджикистан Р.Марупов

ЭПР-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИСТЬЕВ РЕПЕЙНИКА (ARCTIUM TOMENTOSUM MILL.; В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАДИАЦИОННОГО

ФОНА МЕСТНОСТИ

Физико-технический институт им. С.У.Умарова АН Республики Таджикистан, Худжандский государственный университет им. Б.Гафурова

Методом ЭПР-спектроскопии исследовано содержание свободных радикалов в листьях репейника в зависимости от радиационного фона местности. По данным спектральных параметров сигнала установлено, что количество свободных радикалов, содержащихся в составе листьев репейника, зависит от радиационного фона места произрастания и экологического состояния окружающей среды.

Ключевые слова: лекарственное растение репейник - ЭПР-спектры - листья - свободные радикалы.

В работах [1,2] исследованы ИК-спектроскопические характеристики лекарственных растений в зависимости от места произрастания и влияния радиационного фона местности. Одним из основных способов наблюдения за физико-химическими превращениями биомолекул в клетках растений является измерение их оптических спектров. Оптические спектры биомолекул изменяются в результате влияния внешних факторов на структурообразование растений, что даёт возможность следить за функционированием некоторых биомолекул по их спектрам поглощения. Однако спектроскопическими методами не удается произвести наблюдение за всеми внутриклеточными образованиями. Методами ЭПР-спектроскопии исследуется появление парамагнитных центров непосредственно в процессе функционирования нативных биологических систем на разных уровнях их структурно-функциональной организации, таких как молекулы биополимеров, макромолекулярные комплексы и субклеточные структуры. Также методом ЭПР-спектроскопии изучено накопление свободных радикалов в зависимости от места произрастания [3-5]. Необходимо отметить, что метод ЭПР является не только удобным, но и единственным способом познания протекания внутриклеточных процессов в растениях. Однако возможности метода не ограничиваются лишь измерениями собственных сигналов ЭПР от различных компонентов исследуемой системы. Другое направление применения метода ЭПР для изучения лекарственных растений заключается в использовании искусственных и некоторых природных парамагнитных соединений. Эти соединения вводят в исследуемую систему в качестве молекулярных зондов. Наблюдая за сигналами парамагнитных зондов, можно проследить за структурными перестройками биополимеров, макромолекулярных комплексов, молекулярной подвижности различных физико-химических и биологических систем, а также других надмолекулярных структур клеток растений. В [6-9] методом спиновых меток установлено, что экологические условия, место

Адрес для корреспонденции: Юсупов Изатулло Ходжаевич . 743063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 299/1, Физико-технический институт АНРТ. E-mail: usupizat@yandex.ru, nasimchon-74@mail.ru

произрастания, высота над уровнем моря, естественный радиационный фон, а также влажность и температурная зависимоть влияют на формирование молекулярной структуры в процессе синтеза биохимических компонентов в лекарственных растениях. Наряду с биологическими парамагнитными центрами естественного происхождения, к которым относятся рассмотренные электронные переносчики хлоропластов и N0 радикалы, в биологических системах могут возникать парамагнитные центры, вызванные радиационными повреждениями биомолекул. ЭПР спектры дают уникальную возможность изучения поведения парамагнитных частиц в биополимерных системах. Методом ЭПР были обнаружены свободные радикалы и ион-радикалы, появляющиеся под действием ионизирующего излучения в целых клетках и тканях, изолированных белках и нуклеиновых кислотах [10].

Репейник (лопух) - это двухлетнее травянистое растение, относится к семейству Астровые. Корневище короткое, стебель прямостоячий, мохнатый, высотой до 1 м. Листья прерывчатоперистые, сверху с короткими прижатыми волосками, снизу - серовато-пушистые, бархатистые. Препараты из репейника обладают противовоспалительным, противосудорожным и антибактериальным действием. Чай из репейника применяется для лечения заболеваний печени, помогает при поносе, болях в желудке и кишечнике, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, желчного пузыря. В фитотерапии используется вся надземная часть растения [11].

Согласно [12], в народной медицине репейник широко используется для лечения различных заболеваний. Свежие листья, смазанные маслом, прикладывают при болях к колену, смоченные водой - к голове при головной боли. Кашицей из свежих листьев смазывают опухоли, раны, экзему, язвы, лишаи. В листьях содержится 5-9 мг% каротина, 30-50 мг% витамина С, значительное количество сахара, дубильных веществ, 1,5-2,5% флавоноидов, 8.7-14.6% органических кислот.

В настоящей работе методом ЭПР-спектроскопии исследовано содержание свободных радикалов в листьях репейника при различных дозах радиационного фона. Образцы для исследования отобраны с хвостохранилища Дегмай из разных точек во время цветения растения (см. табл.1) .

Таблица 1

Радиационный фон места произрастания репейника

Место произрастания Радиационный фон мкЗ/час

Дегмай, точка А 0.18-0.21

Дегмай, точка В 2.6-2.8

Дегмай, точка С 8.2-8.6

ЭПР-спектры 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 - 0.3 с и частота ВЧ модуляции - 100 Гц. Интенсивность сигнала образца сравнилась с интенсивностью сигнала эталонной навески двухвалентного Мп+2 в окиси магния MgO по количеству парамагнитных центров.

Данные ЭПР-спектров листьев репейника позволяют определить физико-химическую структуру лекарственного растения и количество свободных радикалов веществ. Для записи спектров образцы листьев репейника тщательно промывали обычной, затем дистиллированной водой и сушили при комнатной температуре. 30 мг порошкообразного вещества помещали в стандартные молибденовые ампулы с внутренним диаметром 3.0 мм.

На рис. 1 представлены спектры ЭПР листьев репейника в зависимости от радиационного фона места произрастания.

Рис.1. Спектры ЭПР листьев репейника, произрастающего в разных точках Дегмая: 1 - точка А; 2 - точка В; 3 - точка С.

Как видно из рис.1, спектры ЭПР с места произрастания различного радиационного фона имеет различную форму. Эти спектры синглетны, что свидетельствует о суперпозиции сигналов ЭПР, то есть о присутствии нескольких свободных радикалов и отсутствии сверхтонкого взаимодействия (СТВ).

Для установления радиационного фона по структурным и физико- химическим свойствам листьев репейника определялось наличие свободных радикалов. Количество свободных радикалов, определенное по методике, приведено в табл. 2.

Таблица 2

Параметры спектров ЭПР и количество свободных радикалов в образцах листьев репейника

в зависимости от места произрастания

Место сбора образцов 10,мм ДИ0,мм Са* 1012 спин/мг

Дегмай, точка А 22 12 15.7

Дегмай, точка В 18 12 12.8

Дегмай, точка С 16.3 12 11.6

Полученные результаты свидетельствуют о том, что радиационный фон оказывает влияние на физико-химическую структуру листьев репейника. Следовательно, накопление парамагнитных свободных радикалов зависит от экологических условий и радиационного фона местности.

На рис.2 представлены результаты измерения содержания свободных радикалов от мощности радиационного фона местности.

16

if-1-1-1-L-J--L-

0123 4567S9

X

Рис.2. Зависимость количества свободных радикалов (CR) от мощности радиационного фона местности (Х).

Как видно из рис. 2, изменение интенсивности сигнала ЭПР и количества свободных радикалов в составе листьев репейника в зависимости от радиационного фона местности свидетельствует о том, что свободных радикалов больше у образца, собранного в точке А (0.19 мкЗ/ч), где не превышается норма радиационного фона. В точке С радиационный фон составляет в среднем 8.4 мкЗ/час, количество свободных радикалов имеет наименьшее значение (11.6• 1012 спин/мг).

Таким образом, на основании полученных результатов можно заключить, что:

- количество свободных радикалов в листьях репейника зависит от экологических условий места произрастания.

- радиационный фон способствует уменьшению числа свободных радикалов, то есть при увеличении радиационного фона местности число свободных радикалов уменьшается.

Поступило 20.07.2015 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шукуров Т., Джураев А.А., Хаитова З.М. , ДжураевАн.А., Марупов Р., Спектроскопические свойства одуванчика лекарственного (Taraxcum officinale Wigg.) в средней ИК-области частот. - ДАН РТ, 2007, т. 50, №7, с. 607-612.

2. Усмонов А., Шукуров Т., Умаров Н. Исследование влияния радиационных излучений и экологии местности на спектроскопические характеристики лекарственного растения полыни метельчатой методом ИК-спектроскопии. Полынь метельчатая - Artemisia scoparia Waldst. et. Kit. Современные проблемы математических и естественных наук в мире. - Сб.науч. трудов по итогам междунар. научно-практ. конф., 2015, № 2, Казань, с. 38-43.

3. Юсупов И.Х., Шукуров Т., Давлатмамадова С.Ш., Марупов Р. Изучение ЭПР-спекроскопических свойств дикорастущей радиолы холодной (Rhodiola gélida Schrenk) в зависимости от место произрастания. - ДАН РТ, 2011, т.54, №5, с.371-375.

4. Марупов Р., Юсупов И.Х., Шукуров Т., Бахдавлатов А.Д. Изучение ЭПР-спекроскопических свойств составных частей одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale Wigg.) в зависимости от место его произрастания. - ДАН РТ, 2012, т.55, №1, с. 30-34.

5. Юсупов И.Х., Марупов Р., Шукуров Т., Давлатмамадова С.Ш., Бахдавлатов А.Д. Изучение методом ЭПР-спектроскопии свойств составных частей дикорастущего лекарственного растения цикория обыкновенного (Cichorium intybus L.) - ДАН РТ, 2012, т,55, №4, с.300-304

6. Юсупов И.Х, Бахдавлатов А.Д., Марупов Р. Исследование молекулярной структуры лекарственных растений одуванчика (Taraxacum officinale Wigg.) и цикория обыкновенного (Cichorium intybus L.) методом спиновой метки. - ДАН РТ, 2012, т.55, №11, с.880-886.

7. Юсупов И.Х., Бахдавлатов А.Д., Марупов Р. Влияние экологических условий на молекулярную структуру лекарственных растений одуванчика (Taraxacum officinale Wigg.) и цикория обыкновенного (Cichorium intybus L.) - Теоретическая и прикладная экология, 2014, №2, с. 41-45.

8. Юсупов И.Х., Бахдавлатов А.Д., Марупов Р., Шукуров Т. Исследование молекулярной динамики лекарственного растения радиолы холодной (Rhodiola gelida Schrenk) методом спиновой метки. -Известия АН РТ, 2013, №2 (151), с. 70-78.

9. Юсупов И.Х., Бахдавлатов А.Д., Алидодов Т.М., Умаров Н., Марупов Р. Исследование молекулярной структуры растения донник лекарственный (Melilotus officinalis L.) методом спиновых меток. - ДАН РТ, 2015, т. 58, №4, с. 309-315.

10. Тихонов А.Н. Электронный парамагнитный резонанс в биологии. - Соросовский образовательный журнал, 1997, №11, с.8-15.

11. Землинской С.Е. Лекарствнные растения СССР. - Издат.: Медгиз, 1951, 524 с.

12. Ходжиматов М. Дикорастущие лекарственные растения Таджикистана. - Гл. научн. ред. ТСЭ, 1989, с. 175-178.

И.Х.Юсупов, Н.Н.Умаров*, Р.Марупов

ХОСИЯТ^ОИ СПЕКТРСКОПИЯИ РЕЗОНАНСИ ЭЛЕКТРОНИЮ ПАРАМАГНЕТИКИИ БАРГИ РАСТАНИИ МУШХОР (ARCTIUM TOMENTOSUM MILL.) ВОБАСТА АЗ РАДИАТСИЯИ МУ^ИТИ

Ч,ОИ САБЗИШ

Институти физикаю техникаи ба номи С.У.Умарови Академия илм^ои Цум^урии Тоцикистон,

*Донишгохи давлатии Хуцанд ба номи Б.Тафуров

Бо усули спектроскопияи резонанси электронию парамагнетикй микдори радикалдои

озод, дар баргдои растании мушхори худруйи доруворй вобаста аз радиатсияи мудити чои

сабзиш омухта шудааст.

Калима^ои калиди: растании дорувории мушхор - спектруои резонансй электронию парамагниткй

(РЕП) - барг - радикалуои озод.

I.Kh.Yusupov, N.N.Umarov*, R.Marupov

EPR SPECTROSCOPIC PROPERTIES OF BURDOCK LEAVES ARCTIUM TOMENTOSUM MILL.) DEPENDING ON RADIATION

BACKGROUND AREAS

S.U. Umarov Physico-Тechnical institute Аcademy of Scinccs of the Republic of Тajikistan,

B.Gafurov State university of the Chujand By ESR-method spectroscopy the content of free radicals in the leaves of burdock was studied, depending on the background of radiation areas. According to the spectral parameters of the signal, it was found that the amount of free radicals contained in the composition burdock leaves depends on the location and environmental condition (background radiation) environment. Key words: medical plant burdock - spectra's EPS - leaves - free radicals.