Род медуниц (Pulmonaria) относится к семейству бурачниковых (Boraginaceae), а медуница лекарственная (Pulmonaria officinalis L.) включена в Британскую фармакопею как отхаркивающее и смягчающее средство, и входит в состав препарата «Бронхикум чай», включенного в Государственный реестр лекарственных средств РФ [1-2]. В лесной и лесостепной зонах Сибири распространена медуница мягкая или мягчайшая (Pulmonaria mollis Hornem). Согласно имеющимся литературным данным [2-6] из биологически активных соединений в медунице мягкой выявлены дубильные вещества, сапонины, флавоноиды (кверцетин, изорамнетин, рутин), аминокислоты, антоцианы, микроэлементы «кроветворного комплекса». Отмечается высокое содержание зольных элементов – до 16,2 %, среди которых доминируют калий, магний, кальций, фосфор, кремний [4-5]. Так в [6] было установлено, что суммарные извлечения из надземной части P. mollis обладают значительной противоанемической активностью, что обусловлено наличием усвояемых форм железа и некоторых других элементов в исходном сырье. В этой связи представляет интерес исследовать содержание элементов в различных вегетативных частях дикорастущих растений с целью определения их возможного применения для профилактики железодефицитной анемии и других заболеваний, связанных с дефицитом определенных элементов в организме. Несмотря на то, что данные по содержанию зольных элементов в надземной части P. mollis имеются в научной литературе, отсутствуют данные по их содержанию в различных вегетативных частях медуницы мягкой: стебле, листьях, соцветиях.
В данной работе исследовано содержание наиболее важных микро- и макроэлементов в отдельных частях медуницы мягкой наиболее информативным методом с использованием атомно-эмиссионного спектрометра Thermo Scientific iCAP-6500 DUO и программного пакета iTEVA.
Материалы и методы исследования
Сбор исследуемого материала – надземная часть и отдельно листья, стебли и соцветия медуницы мягкой осуществляли в естественных популяциях окрестностей г. Красноярска вдали от селитебных территорий в фазе цветения растений в конце мая – начале июня 2012 года. Сырье сушили воздушно-теневым способом до остаточной влажности 4,6 %. Определение зольности различных частей растения проводили в 3-параллельных пробах в муфельной печи при 550-600оС до полного озоления. Зольность составляла: цельная надземная часть – 14,2± 0,4 %; листья – 15,0±0,5 %; стебли – 15,3 ±0,5 %; соцветия – 13,3±0,4 %. Зола растворялась в 10 % соляной кислоте, объем раствора доводился водой до 40 мл, в котором и определяли содержание отдельных элементов.
Содержание минеральных элементов определяли атомно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой. Используемый спектрометр оборудован системой двойного обзора плазмы (аксиального и радиального), что позволяет определять элементы как в высокой, так и низкой концентрации. Концентрация каждого элемента определялась сравнением интенсивности аналитического сигнала образца с интенсивностью сигнала калибровочного стандарта.
Результаты исследования и их обсуждение
При анализе элементного состава дикорастущих растений, употребляемых в пищу, исследователи в первую очередь должны определять элементы «кроветворного комплекса» – Fe, Mn, Cr, Ni, Co, Cu, а также содержание тяжелых металлов, вредных для здоровья человека: свинец, кадмий, мышьяк, ртуть [3, 6, 7]. Эти элементы являются приоритетными при анализе растительного сырья, количественное содержание которых обуславливает эколого-химическую безопасность исходного сырья.
В таблице приведены данные по содержанию отдельных минеральных элементов в различных частях P. mollis, а также в цельной надземной части растения.
Содержание макро- и микроэлементов в различных органах P. mollis, мг на 100 г абсолютно сухого растения
|
№ п/п |
Элемент |
Листья |
Стебли |
Соцветия |
Надземная часть |
|
1 |
Al |
9.55 |
4.86 |
8.25 |
12.79 |
|
2 |
As |
0.004* |
0.004 |
0.006 |
0.006 |
|
3 |
B |
1.68 |
1.77 |
1.54 |
1.64 |
|
4 |
Ca |
527.4 |
458.3 |
382.1 |
426.5 |
|
5 |
Cd |
0.010 |
0.005 |
0.007 |
0.006 |
|
6 |
Co |
0.020 |
0.018 |
0.026 |
0.022 |
|
7 |
Cr |
0.018 |
0.015 |
0.017 |
0.017 |
|
8 |
Cu |
0.606 |
0.748 |
0.629 |
0.696 |
|
9 |
Si |
340.6 |
295.3 |
255.4 |
280.6 |
|
10 |
Fe |
6.72 |
9.12 |
8.00 |
8.33 |
|
11 |
K |
3800.3 |
4122.2 |
3836.6 |
3900.2 |
|
12 |
Mg |
22.46 |
26.66 |
29.44 |
27.03 |
|
13 |
Mn |
2.01 |
2.24 |
1.42 |
1.98 |
|
14 |
Ni |
0.052 |
0.085 |
0.072 |
0.077 |
|
15 |
Pb |
0.020 |
0.008 |
0.016 |
0.012 |
|
16 |
Zn |
1.06 |
2.13 |
1.74 |
1.80 |
|
17 |
Hg |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
|
18 |
Mn/Fe |
0.30 |
0.25 |
0.18 |
0.24 |
Как видно из данных, приведенных в табл. 1, в надземной части P. mollis и ее отдельных частях имеются как биогенные элементы, так и элементы-токсиканты. Содержание макро- и микроэлементов в различных частях P. mollis обусловлено, как известно, природно-климатическими факторами, различиями в составе почв, а также экологическими факторами [3,6] и может варьировать в некоторых пределах. Укажем также, что все надземные органы P. mollis избирательно не накапливают какой-то или какие-то элементы, причем их содержание в листьях, стебле, соцветиях изменяется не более чем в два раза.
Как и следовало ожидать, во всех частях P. mollis содержится наибольшее количество таких элементов как K, Ca, Si, Mg, Al и Fe. Все они за исключением Al относятся к биогенным элементам и важны для нормального роста и развития растения. Отметим также, что содержание элементов-токсикантов, наиболее вредных для растения и человека, таких как Pb, Cd, As и Hg незначительное и не превышает ПДК для растительного сырья [7].
Согласно литературным данным, из всех зольных элементов больше всего в почве содержится кремния (Si) и недостатка в нем все растения не испытывают [8]. Кроме того, отмечается, что основной функцией кремния в растении может быть увеличение его устойчивости к неблагоприятным условиям, которое выражается в утолщении эпидермальных тканей (механическая защита), ускорении роста и развития корневой системы (физиологическая защита), связывании токсичных соединений (химическая защита) и увеличении биохимической устойчивости к стрессам (биохимическая защита). Содержание кремния в листьях М.м несколько превышает его содержание в стеблях и соцветиях и составляет довольно большую величину – 340,6 мг/100 г сырья.
Среднее содержание меди (Cu) в растениях, как известно [9], колеблется от 0,63 до 0,88 мг/100 г растения. Она является компонентом многих окислительных ферментов, повышает интенсивность дыхания, влияет на углеводный и белковый обмен растения. Под влиянием меди в растении увеличивается содержание хлорофилла, усиливается процесс фотосинтеза, повышается устойчивость растений к грибковым и бактериальным болезням. В данном случае, все надземные органы P. mollis содержат практически одинаковое количество меди, которое варьирует по органам в интервале 0.606-0.748 мг/100 г сырья.
Основные функции цинка (Zn) в растениях связаны с метаболизмом углеводов, протеинов и фосфатов, а также с образованием ауксина, ДНК и рибосом [10]. Содержание цинка в большинстве растений при его дефиците в почве оценивается в 1-2 мг/100 г сырья. Действительно, все надземные части М.м содержат цинк в таких предела, причем наибольшее его содержание отмечено в стебле – 2.13 мг/100 гсырья.
С точки зрения профилактики железодефицитной анемии в растении должно содержаться не только значительное количество элементов кроветворного комплекса: Mn, Fe, Cu, Co, Cr, Ni, но важным показателем является соотношение Mn/Fe [3]. Для надземной части М.м. установлено, что оптимальное соотношение Mn/Fe составляет 0.20-0.32. В данном случае такая зависимость имеет место быть для листьев, стеблей и всей надземной части М.м (см. таблицу), только в случае соцветий М.м эта величина несколько занижена – 0.18.
Таким образом, надземная часть М.м, произрастающая в окрестностях г. Красноярска, содержит практически все элементы кроветворного комплекса, не содержит заметных количеств элементов-токсикантов и может использоваться для приготовления настоев и отваров с целью профилактики элементодефицита.