ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 4
1.Обзор литературы ................................................................................................. 6
1.1. Ботанико-географическая и фармакологическая характеристика
тысячелистника обыкновенного ..........................................................................6
1.2. Методы оценки химического состава и биологической активности
лекарственного сырья ........................................................................................... 9
1.2.2. Биофизический анализ................................................................................9
1.2.2.1. Характеристика тест-обектов, основанных на использовании
ферментативных реакций светящихся бактерий.................................................9
1.2.2.2. Ультрафиолетовая (электронная) спектроскопия ................................ 12
1.2.2.3. ИК-Фурье спектроскопия ...................................................................... 13
1.3. Популяционный подход к изучению лекарственных видов растений...... 14
1.4. Характеристика района исследований........................................................ 16
1.5. Экологические проблемы г.Красноярска .................................................. 17
2. Материалы и методы.......................................................................................... 19
2.1. Объекты исследований ................................................................................ 19
2.2. Ботанические методы исследований........................................................... 19
2.3. Химический метод ....................................................................................... 21
2.4. Биофизические методы................................................................................ 21
2.4.1. Методы спектроскопии............................................................................. 21
2.4.2. Метод биотестирования при помощи биолюминесцентных тестобъектов............................................................................................................... 22
3. Результаты и обсуждение .................................................................................. 24
3.1 Характеристика местообитаний и оценка урожайности Achillea
millefolium............................................................................................................ 24
3.2 Морфологическая изменчивость популяции тысячелистника
обыкновенного.................................................................................................... 26
3.3. Корреляционная структура популяций A. millefolium L. ......................... 30
3.4. Анализ сходства популяций Achillea millefolium по морфологическим
признакам ............................................................................................................ 31
3.5. Исследование состава A. millefolium с помощью химического анализа ... 35
3.6. Исследование состава A. millefolium с помощью УФ-спектроскопии ...... 36
3.7. Исследование состава A. millefolium с помощью ИК-спектроскопии....... 41
3.8. Определение токсичности с помощью биолюминесцентного анализа..... 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...................................................................................................... 47
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...................................................................................... 50
В Красноярском крае широко распространены виды дикорастущих
растений, обладающие ярко выраженным физиологическим действием на
организм человека. Одним из таких растений является Achillea millefolium L.
(семейство Asteraceae) – широко распространенный в северном полушарии вид,
одной из особенностей которого является антропогенная устойчивость, что
означает сохранение его фармакологической ценности при сборе в условиях
различной экологической нагрузки. Этот вид весьма полиморфен и имеет много
форм различного таксономического значения, обычно неясно ограниченных
друг от друга [1].
Тысячелистник обыкновенный является ценным лекарственным
растением и представляет большой интерес в связи с широким спектром своих
фармакологических свойств. Для приготовлений настов, отваров и
фармацевтических препаратов используют его листья и соцветия. Траву
тысячелистника используют для лечения желудочно-кишечных заболеваний,
улучшения обмена веществ в организме, как ранозаживляющее,
антимикробное, противовоспалительное, спазмолитическое средство. [2].
Биологически активный комплекс тысячелистника обыкновенного известен и
представляет собой комплекс из таких веществ, как фенольные соединения,
ахиллин, сложные эфиры, органические кислоты, полисахариды, витамины и
другие вещества [3].
Нельзя забывать и о том, что качественный и количественный состав
веществ, содержащихся в растительном сырье, в значительной мере
определяется условиями их произрастания, фазой развития, временем сбора,
способами консервации и другими факторами [4]. Действие антропогенного
фактора привело к трансформации природных экосистем практически во всех
частях нашей планеты. В отдельных случаях, выброс антропогенных веществ
делает лекарственное сырьё непригодным к дальнейшему использованию.
Лекарственные растения, к которым относится тысячелистник обыкновенный,
способны накапливать различные химические соединения из окружающей
среды, потому для непосредственного использовании в фармакологических
целях их сбор необходимо производить в местах с минимальной антропогенной
нагрузкой. Потому главной проблемой при сборе лекарственного сырья следует
считать оценку его пригодности к использованию в фармакологических целях.
Цель работы - оценка качества лекарственного сырья тысячелистника
обыкновенного, произрастающего в местах с различной степенью
антропогенной нагрузки, методами оптической спектроскопии,
биотестирования и биоморфологии.
Для решения цели были поставлены следующие задачи:
1. Оценить морфологическую изменчивость и урожайность популяций
тысячелистника обыкновенного;5
2. Определить химический состав фармакологических компонентов
Achillea millefolium с помощью методов УФ-спектроскопии;
3. Оценить устойчивость химического состава образцов сырья Achillea
millefolium, в зависимости от степени антропогенной нагрузки;
4. Определить токсичность Achillea millefolium методом
биотестирования при помощи биолюминесцентных тест-объектов.
Популяции A. millefolium, произрастающие в зонах с различной
степенью антропогенной нагрузки, не имеют выраженных морфологических
отличий. Таким образом, накопление токсичных веществ не влияет на габитус
тысячелистника, что связано с его высокой антропогенной устойчивостью.
Урожайность варьирует в разных местообитаниях от 49 до 267 г/м2.
2. Для большинства изученных популяций обнаружена обратная
зависимость биологической активности фармакологического состава образцов
Achillea millefolium от интенсивности антропогенного воздействия.
3. Методом ИК-спектроскопии и биотестирования установлено, что
химический состав проявляет меньшую устойчивость к антропогенным
нагрузкам в листьях образцов Achillea millefolium.
4. Методом биотестирования установлено, что повышенная
токсичность сырья тысячелистника влияет на содержание фармакологических
компонентов. Повышенный уровень токсичности отмечен для популяций,
произрастающих в окрестностях посёлков Удачный, Зеледеево, Плоское, а так
же мкр-не Взлётка.
Афанасьев К.С. Род тысячелистник Achillea L. / К.С. Афанасьев //
Флора СССР. - М.-Л., 1961. Т. 24.
2. Лекарственное растительное сырьё. М.: Издательство стандартов,
1980. – С. 143-148.
3. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический
состав, использование: семейство Asteraceae. – Л., 1993. – 350 с.
4. Ушанова В.М. Исследование влияния компонентов лекарственного
растительного сырья на состав получаемых экстрактов. / В.М. Ушанова //
Химия растительного сырья. – 2001. № 3. – С. 105–110.
5. Каден Н. Н. Этимологический словарь латинских названий
растений, встречающихся в окрестностях агробиостанции МГУ «Чашниково». /
Н. Н. Каден, Н. Н. Терентьева. — М.: Изд-во МГУ, 1975. — 205 с.
6. Ревердатто В. В. Флора Красноярского края: к изучению
дисциплины. / В. В. Ревердатто. – Новосибирск, Наука, 1967. - 126 с.
7. Кашина Л. И. Флора Сибири. / Л. И. Кашина, И. М. Красноборов, Д.
Н. Шауло. - Новосибирск, «Наука». Сибирское отделение. 1988 - 2003. 3500
стр. с ил.
8. Библиотека "Жизнь растений" [Электронный ресурс] URL:
http://plant.geoman.ru (дата обращения 20.10.2015).
9. Турова A.Д. Лекарственные растения СССР и их применение. / A.Д.
Турова, Э.Н. Сапожникова. - М.: «Медицина», 1984. Т.86. – 304с.
10. Блинова К. Ф. Ботанико-фармакогностический словарь: Справ.
Пособие / Под ред. К. Ф. Блиновой, Г. П. Яковлева. — М.: Высш. шк., 1990. —
С. 248—249.
11. Махлаюк В. П. Лекарственные растения в народной медицине. / В.
П. Махлаюк. – Нива России, 1992. – 478 с.
12. Муравьева Д. А. Возможности заготовок лекарственного
растительного сырья в Ставропольском крае. / Д. А. Муравьева, Р. М. Середин,
Е. К. Денисова, А. Д. Даукша, Д. А. Бочарова, Е. З. Асоева, М. А. Цоколаева, Т.
П. Куликова // Ресурсы дикорастущих лекарственных растений СССР. – Л.:
«Наука», 1968.
13. Инструкция по сбору и сушке сырья тысячелистника
обыкновенного// Методические рекомендации и указания по организации,
учету и планированию аптечного дела. – М.: Изд. Всес. конъюнктурно-информ.
бюро Минздрава СССР, 1972. Вып. 6. – 30 с.
14. Кучеров Е. В. Дикорастущие лекарственные растения в районах
южного Урала и перспективы их использования. / Е.В. Кучеров, И.Б.
Гуфранова // Дикорастущие и интродуцируемые полезные растения в
Башкирии. – Казань: изд-во Казанск. ун-та, 1968. Вып. 2. – 206 с.
15. Сапожников, А.В. Анализ химический или аналитическая химия /
А.В. Сапожников // Большая советская энциклопедия. - М.: Советская
энциклопедия, 1926. Т. 2. – С. 592.51
16. Рубин А. Б. Биофизика (учебник) / А.Б. Рубин // Теоретическая
биофизика: Учебник для вузов — М., 2002. Т.1.:– 448 с., ил.
17. Bulich A.A Use of the luminescent bacterial system for the rapid
assessment of aquatic toxicity / A.A. Bulich, D.Z. Isenberg // Instrum. Soc. Am.
Tranc., 1981. - V.20, N1. - P. 29-33.
18. Кратасюк В.А. Использование светящихся бактерий в
биолюминесцентном анализе / В.А. Кратасюк, И.И. Гительзон // Успехи
микробиологии, 1987 - N21 - С. 3-30.
19. Гительзон И.И. Светящиеся бактерии / И.И. Гительзон, Э.К.
Родичева, С.Е. Медведева и др. – Новосибирск: Наука, 1984.- 298 с.
20. Kratasyuk V.A. Polymer Immobilized Bioluminescent System for
Biosensor and Bioinvestigations / V.A. Kratasyuk, E.N. Esimbekova // PBM Series –
2003.- V.1 - P 307-341.
21. Ревазова Ю.А. Методические рекомендации 01.020-07 Определение
токсичности воздушной среды с помощью биотеста «Эколюм» / Ревазова Ю.А.,
Хрипач Л.В., Данилов В.С., Князев Т.А., Брагина И.В., Ластенко Н.С.,
Федосеева Т.А. – М., 2007. – 15с.
22. Ярошенко, П.Д. Геоботаника / П.Д. Ярошенко. – М.–Л., 1961. – 474
с.
23. Кудряшева Н.С. Физико-химические основы биолюминесцентного
анализа / Н.С. Кудряшева, В.А. Кратасюк, Е.Н. Есимбекова// Учебное пособие,
- Красноярск: Изд-во КрасГУ, 2002. - 154 с.
24. Кратасюк В.А. Бактериальная биолюминесценция и
биолюминесцентный анализ / В.А. Кратасюк, И.И. Гительзон // Биофизика.-
1982. Т. 27.- 6. – С. 937 - 953.
25. Кудряшева Н.С. Действие солей металлов на бактериальные
биолюминесцентные системы различной сложности / Н.С. Кудряшева, Е.В.
Зюзикова, Т.В. Гутник, А.М. Кузнецов // Биофизика. – 1996. - Т. 41. – 6. - С.
1264 - 1269.
26. Дормидонтов Ю.П. Методы УФ, ИК и ЯМР спектроскопии и их
применение в органической химии. / Ю.П. Дормидонтов // Учебное пособие. —
Пермь: ПГУ химический факультет, 2001. - 79 с.
27. Химическая энциклопедия: А-Дарзана / Кнунянц И. Л. и др. - М.:
Сов. энцикл., 1988. Т. 1. - 623 с.: ил.
28. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия: основы, техника,
аналитическое применение / Пер. с англ. Б. Н. Тарасевича, под ред. А. А.
Мальцева // - М.: Мир, 1982. — 328 с.
29. Larkin P.J. Infrared and raman spectroscopy: principles and spectral
interpretation / P.J. Larkin // Elsevier , 2011. — 230 p. — ISBN 978-0-12-386984-5.
30. Lindon J. Encyclopedia of Spectroscopy and Spectrometry — 2nd Ed. /J.
Lindon // Academic Press, 2010. — 3312 p.52
31. Сайт фирмы ООО «Промэнерголаб» - Лабораторно оборудование и
приборы. [Электронный ресурс] URL: http://www.czl.ru (дата обращения
20.10.2015).
32. Сайт компании Компания INTERTECH Corporation [Электронный
ресурс] URL: http://www.intertech-corp.ru (дата обращения 20.10.2015).
33. Harper, J.L. Population biology of plant / J.L. Harper// Acad. Press,
1977. – 856 p
34. Дюрягина, Г.П. К методике интродукции редких и исчезающих
растений / Г.П. Дюрягина // Ботан. журн. – 1982. – Т.67, №5. – С.679–687.
35. Денисова, Л.В. Состояние популяций рябчика русского в различных
частях ареала в связи с проблемой его охраны / Л.В. Денисова, Л.Б.
Заугольнова, С.В. Никитина // Популяционные исследования растений в
заповедниках. – М: Наука, 1989. – С.9–18.
36. Заугольнова, Л.Б. Типы функционирования популяций редких видов
растений / Л.Б. Заугольнова, С.В. Никитина, Л.В. Денисова // Бюллетень
МОИП. – 1992. – Т. 97, вып. 3. – С.80–91.
37. Злобин, Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических
популяций растений: учеб.–метод. пособие / Ю.А. Злобин.– Казань: Изд-во
Казан, ун-та, 1989. – 146 с.
38. Злобин, Ю.А. Популяционная экология растений: современное
состояние, точки роста / Ю.А. Злобин. – Сумы: Университетская книга, 2009. –
263 с.
39. Миркин, Б.М. Теоретические основы современной фитоценологии /
Б.М. Миркин. – М: Наука, 1985. – 136 с.
40. Уранов, А.А. Ценопопуляции растений (развитие и
взаимоотношения) / А.А. Уранов, Л.Б. Заугольнова, О.В. Смирнова и др.. – М:
Наука, 1977. – 131 с.
41. Кричфалуший, В.В. Биология редких видов растений / В.В.
Кричфалуший, В.И. Комендар. – Львов: Свит, 1990. – 160 с.
42. Шмидт, В.М. Математические методы в ботанике. / В.М. Шмидт // -
Л.: Изд-во ЛГУ, 1984.- 288 с.
43. Строкова, О.М. Корреляционный анализ вегетативных признаков в
популяциях терескена серого / О.М. Строкова // Ботанические исследования в
Сибири. – Красноярск, 1998. – Вып.6. – С.106111.
44. Ростова, Н.С. Структура и изменчивость корреляций
морфологических признаков цветковых растений: дис…докт. биол. наук:
03.00.05 / Ростова Наталья Семеновна. – СПб, 2000. – 388 с.
45. Горбань, А.Н. О механизме повышения корреляций между
физиологическими параметрами при увеличении адаптационного напряжения /
А.Н. Горбань, В.Т. Манчук, А.В. Перфильева, Е.В. Смирнова, Е.П. Чеусова //
Сибирский экологический журнал. – 2001. – № 5. — С. 651–655.
46. Лысенко Ю. Ф. Атлас Красноярского края и республики Хакасии. /
Ю. Ф. Лысенко // Новосибирск: Роскартография, 1994. -20 с.53
47. Швер Ц.А. Климат Красноярска. / Ц.А. Швер, А. С.Герасимова //
Гидрометеоиздат, 1982. - 231 с. ил.
48. Электронный научный журнал «Современные проблемы науки и
образования» ISSN 2070-7428 «Перечень» ВАК. [Электронный ресурс] URL:
http://www.science-education.ru (дата обращения 15.10.2015).
49. Жизнь города. Жить в экологически чистом районе [Электронный
ресурс] URL: http://sibian.ru/publication/60 (дата обращения 23.03.2016).
50. Интернет издание. [Электронный ресурс] URL: http://greenologia.ru
(дата обращения 02.05.2016).
51. Информационный портал X-LIBRI. [Электронный ресурс] URL:
http://www.x-libri.ru (дата обращения 04.11.2015)
52. Сорокина Г.А. Учебная полевая практика по геоботанике: учебнометодическое пособие / Г.А. Сорокина, Н.В. Пахарькова, Т.Л. Шашкова, М.А.
Субботин // – Красноярск: СФУ, 2012. – 30 с.
53. Benedek B. Achillea millefolium L. s.l. revisited: Recent findings
confirm the traditional use / B. Benedek, B. Kopp // - Wien Med Wochenschr
(157/13-14). 2007. 312-314 p.
54. ГОСТ 24027.2-80. Сырьё лекарственное растительное. Методы
определения влажности, содержания золы, экстрактивных и дубильных
веществ, эфирного масла. 06.03.1980.
55. Блажей А.Фенольные соединения растительного происхождения. /
А. Блажей, Л. Шутый // - М. Мир, 1977. 240 с.
56. Колесник И.В. Инфракрасная спектроскопия: Методическая
разработка. / И.В. Колесник, Н.А. Саполетова // Московский государственный
университет имени М. В. Ломоносова факультет наук о материалах, 2011. – М.
88 с.
57. Кратасюк В.А. Люциферазное биотестирование: биофизические
основы, методы и применение: Дис. … док. биолог. наук / В.А. Кратасюк –
Красноярск, 1994. - 377 с
58. Некоммерческий научно-практический информационный ресурс
юридической фирмы "Интернет и Право" [Электронный ресурс] URL:
http://www.internet-law.ru (дата обращения 24.03.2016).
59. Кацев А.М.. Ферментативная активность светящихся бактерий
черного и азовского морей и их антиоксидантная защита / А.М. Кацев // -
Ученые записки Таврического национального университета им. В. И.
Вернадского Серия «Биология, химия». Том 27 (66). 2014. No 3. С. 184-193.
60. Marcelo P. Barros. Daily variations of antioxidant enzyme and luciferase
activities in the luminescent click-beetle Pyrearinus termitilluminans: cooperation
against oxygen toxicity. / Marcelo P. Barros, Etelvino J.H. Bechara // Insect
Biochemistry and Molecular Biology V. 31, 2001, р. 393–400