Ботанико-фармакогностическое изучение караганы древовидной (caragana arborescens lam.) (стр. 1 )

На правах рукописи

БОТАНИКО-ФАРМАКОГНОСТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ

КАРАГАНЫ ДРЕВОВИДНОЙ (CARAGANA ARBORESCENS LAM.)

14.04.02 − Фармацевтическая химия, фармакогнозия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата фармацевтических наук

Москва – 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московская медицинская академия

имени

Научные руководители:

кандидат биологических наук,

профессор

доктор фармацевтических наук

Официальные оппоненты:

доктор фармацевтических наук,

профессор

кандидат фармацевтических наук,

доцент

Ведущее учреждение:

ГОУ ВПО Ярославская Государственная медицинская академия

Защита диссертации состоится «____» _______2010 г. в ___ часов на заседании Диссертационного совета Д.208.040.09 при ГОУ ВПО Московская медицинская академия имени ( Москва, Никитский бульвар, д. 13).

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной медицинской библиотеке Московской медицинской академии имени ( Москва, Нахимовский проспект).

Автореферат разослан «____» _____________________ 2010 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д.208.040.09,

доктор фармацевтических наук,

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из приоритетных задач здравоохранения в настоящее время является расширение ассортимента отечественных лекарственных средств за счет внедрения в лечебную практику новых препаратов растительного происхождения. Важная роль в укреплении отечественной растительной базы отводится культивируемым лекарственным растениям. Однако, ассортимент их недостаточно широк. Введение дикорастущих растений в культуру достаточно длительно и требует больших затрат. Использование известных ценных декоративных культур в качестве источника лекарственных растительных средств является более рациональным и перспективным для расширения сырьевой базы и производства отечественной фармацевтической продукции, имеющей важное значение для народного хозяйства и способствующей сохранению здоровья населения.

Карагана древовидная (Caragana arborescens Lam.) известна как декоративная культура и кормовое растение в естественных условиях произрастания. Она издавна используется в народной медицине для получения средств, обладающих противовоспалительным, антибактериальным, гепатопротекторным и гипогликемическим действием при самых разнообразных заболеваниях.

В научной медицине карагана древовидная до настоящего времени не применялась. Отсюда очевидно, что научное обоснование возможности расширения сырьевой базы для производства лекарственных растительных средств за счет караганы древовидной является актуальным.

Цель исследования: ботанико-фармакогностическое обоснование возможности использования караганы древовидной (Caragana arborescens Lam.) в качестве источника лекарственного растительного сырья с учетом онтогенеза.

Основные задачи исследования:

1)  изучить особенности онтогенеза и ритма сезонного развития караганы древовидной, интродуцированной в Московской области, и установить морфолого-анатомические характеристики каждого этапа развития растений;

2)  исследовать химический состав биологически активных веществ сырья караганы древовидной в ходе онтогенеза для разработки технологии получения сырья в определенных возрастных состояниях растений;

3)  изучить специфическую фармакологическую активность и токсичность экстрактов из сырья караганы древовидной;

4)  решить вопросы стандартизации качества сырья и сухого экстракта караганы, исследовать стабильность в процессе хранения;

5)  разработать технологические регламенты производства и нормативную документацию на сырье побегов караганы древовидной и сухой экстракт.

Научная новизна. Проведено ботанико-фармакогностическое изучение нового лекарственного растительного сырья − побегов караганы древовидной. Установлены особенности онтогенеза в условиях интродукции и впервые исследован ритм сезонного развития растений. Впервые проведено комплексное изучение химического состава сырья и фармакологической активности экстракта с учетом онтогенеза караганы. Изучены флавоноидный, аминокислотный и минеральный составы лекарственного растительного сырья караганы древовидной. Получены новые данные, характеризующие динамику содержания флавоноидов в ходе онтогенеза. Исследована гепатопротекторная, гипогликемическая, противовоспалительная и ранозаживляющая активность экстракта караганы. Разработаны характеристики подлинности, номенклатура показателей качества и их нормы для сырья и сухого экстракта. Изучена стабильность сырья и сухого экстракта караганы в процессе хранения.

Научно-практическая значимость работы. Проведенные исследования показали, что побеги караганы древовидной являются ценным лекарственным растительным сырьем и могут служить источником флавоноидов, аминокислот и минеральных веществ. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых лекарственных форм с использованием сырья караганы древовидной.

На основании проведенных исследований разработаны и утверждены: Инструкция по сбору и сушке побегов караганы древовидной; Технические условия (ТУ) «Побеги караганы древовидной»; Опытно-промышленный регламент (ОПР) на производство сырья побегов караганы древовидной.

Созданы проекты Технических условий (ТУ) «Сухой экстракт караганы древовидной»; Опытно-промышленного регламента (ОПР) на производство сухого экстракта караганы древовидной.

Результаты исследований использованы при разработке пелоидных композиций, включающих сухой экстракт караганы.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на международной конференции «Приоритеты фармацевтической науки и практики» (Москва, 2006); научно-практической конференции с международным участием, посвященной 25-летию фармацевтического факультета ЯГМА (Ярославль, 2007); международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы образования, науки и производства в фармации» (Ташкент, 2008); научно- практической конференции "Интеграция образования, науки и производства в фармации" (Ташкент, 2008); ХVI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2009).

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР кафедры ботаники ГОУ ВПО ММА им. «Онтогенез, ритм сезонного развития и динамика накопления биологически активных веществ лекарственных растений различных ботанико-географических зон СНГ».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Основные положения, выносимые на защиту:

·  результаты исследования особенностей онтогенеза и ритма сезонного развития караганы древовидной, интродуцированной в Московской области;

·  результаты фармакогностического изучения сырья побегов караганы древовидной;

·  результаты исследования фармакологической активности (гепатопротекторной, гипогликемической, противовоспалительной и ранозаживляющей) и токсичности экстракта побегов караганы древовидной;

·  данные по стандартизации качества сырья побегов и сухого экстракта караганы древовидной.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 149 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы (глава 1), экспериментальной части (главы 2-7), общих выводов, списка литературы и приложения. В работе 41 таблица и 15 рисунков. Библиографический указатель включает 172 источника, из которых 46 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объекты и методы исследования

Основными объектами изучения были разновозрастные растения караганы древовидной (Caragana arborescens Lam.), интродуцированной в Московской области. Основным источником растительного сырья являлись побеги караганы древовидной.

Стационарные наблюдения за ходом онтогенеза растений, сбор материала (гербарного и фиксированного в 70% этаноле), заготовка сырья проводились в Щелковском и Истринском районах Московской области с 2005 по 2007 годы. Для сравнения и уточнения биоморфологических характеристик были использованы образцы растений, произрастающих в Курской области (п. Лобухино) и в Ботаническом саду ММА имени .

Изучение онтогенеза и ритма сезонного развития караганы древовидной проводили по общепринятым методикам. Периодизация большого жизненного цикла осуществлялась по методике (1950) с дополнениями (1975). Анализ морфологической структуры особей проводился по методике (1962). При описании побегов использовалась терминология, принятая (1962, 2964), и (1977).

В работе использовались современные физико-химические методы анализа. Изучение флавоноидов проводили с использованием хроматографии в тонком слое сорбента (ТСХ) на пластинках «Silufol» марки ПТСХ-А-П-УФ и «Merk» с сорбентом Kieselgel 60F254 в системе растворителей этилацетат − кислота муравьиная безводная − вода (8:1:1); применяли спектрофотометрию в ультрафиолетовой области на приборе Specord M40 с автоматической регистрацией спектров и с использованием программы Scan Graph.

Аминокислотный состав определяли на аминокислотном анализаторе Hewlett-Packard 1090 с автоинжектором и детекцией в ультрафиолетовом свете при длине волны 254 нм.

Анализ макро - и микроэлементного состава сырья проводили методом атомно-эмисионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой с использованием ICP MS-спектрометра Elan-6100 (Perkin Elmer, США) и AES-спектрометра Optima-4300 (Perkin Elmer, США).

При проведении исследований руководствовались требованиями общих статей ГФ XI «Правила приемки лекарственного растительного сырья и методы отбора проб для анализа», «Листья», «Трава». Разработку числовых показателей сырья караганы, микроскопические исследования по установлению диагностических признаков проводили в соответствии с требованиями ГФ XI. При получении экстракта, изучении его физико-химических показателей руководствовались требованиями общей статьи ГФ XI «Экстракты».

Определение микробиологической чистоты растительного сырья проводили в соответствии с требованиями ГФ XII «Микробиологическая чистота» (ОФС ).

Изучение острой токсичности экстрактов проводили в соответствии со статьей ГФ XII «Аномальная токсичность» (ОФС ). Гепатопротекторная активность экстрактов оценивалась на модели экспериментального гепатита у крыс по восстановлению уровня маркерных ферментов крови. В работе использовался набор биохимических реактивов «Лахема» (Чехия). Исследования гипогликемической активности экстрактов проводились на модели адреналиновой (эпинефриновой) гипергликемии у крыс. Противовоспалительное и ранозаживляющее действия экстрактов изучались на модели гнойной раны у кроликов.

Особенности онтогенеза и ритма сезонного развития караганы древовидной, интродуцированной в Московской области

В онтогенезе караганы древовидной было выделено 4 возрастных периода и 9 возрастных состояний (таблица 1).

Таблица 1 − Основные этапы онтогенеза караганы древовидной

Возрастной период	Возрастное состояние	Индекс *
1. Латентный	1.1. Семена	sm
2. Прегенеративный (виргинильный)	2.1. Проростки 2.2. Ювенильные 2.3. Имматурные 2.4. Виргинильные	p j im v
3. Генеративный	3.1. Молодые генеративные 3.2. Средневозрастные (зрелые) генеративные 3.3. Старые (поздние) генеративные	g1 g2 g3
4. Постгенеративный (сенильный)	4.1. Сенильные	s
* Индексы возрастных состояний предложены (1975)

По особенностям хода онтогенеза карагана древовидная была отнесена к моноцентрическому типу биоморф с полной поздней неспециализированной дезинтеграцией.

Первичный «Главная Первичный Кустящаяся Некустящаяся

побег ось» куст партикула партикула

p-g1 [ j-g1] g1, g2 g3 s

В течение прегенеративного и отчасти генеративного периодов растение караганы существовало в виде единого компактного образования, распределение биомассы характеризовалось наличием одного максимум – в центре разрастания особи. В генеративном периоде проявлялась частичная партикуляция, новообразования побегов и почек возобновления происходило всё ближе к периферии, появлялся отмерший центр. В постгенеративном периоде осуществлялась полная партикуляция, возникали вторичные моноцентрические особи.

Критериями выделения возрастных состояний выступали качественные и количественные морфологические признаки (таблица 2).

Было установлено, что в условиях интродукции в Московской области растения караганы древовидной имели более медленный темп развития в генеративном периоде по сравнению с особями естественных караганников. Высота интродуцированных генеративных растений была больше на 26-28%, чем у особей в зоне естественного произрастания. Однако относительный средний годовой прирост растений оставался примерно одинаковым. Количество осей у инродуцированых молодых и средневозрастных генеративных растений было больше, чем у особей естественных карагаников. Соответственно и биомасса генеративных растений, интродуцированных в Московской области, была выше. Однако средний годовой прирост биомассы на 1 м оси у интродуцированных растений был ниже, чем у особей естественных караганников. Было установлено, что для заготовки на сырье рациональнее использовать генеративные растения караганы.

Таблица 2 − Сравнительная характеристика разновозрастных растений

караганы древовидной, произрастающих в естественных условиях и

в условиях интродукции

Условия произ-растания	Показатель	Возрастное состояние
j	im	v	g1	g2	g3	s
В естественных условиях	Календарный возраст растений, годы	9+2	13+2	17+2	29+3	58+3	78+4	88+4
Количество скелетных осей	1	1-2	2+1	4+1	12+2	7+2	4+1
Высота растений, м	0,2±0,1	1,2±0,1	2,4±0,1	3,1±0,2	3,6±0,2	3,8±0,2	3,9±0,2
Годовой прирост растений, %	11,1	20,8	12,5	1,9	0,5	0,3	0,3
Годовой при-рост боковых образцовых осей, см	1,44 ±0,09	6,18 ±0,19	7,82 ±0,43	21,52 ±0,47	19,65 ±0,38	17,10 ±0,39	6,42 ±0,24
Биомасса листьев, г	1,5 ±0,2	4,1 ±0,4	38,4 ±2,9	153,2 ±4,5	384,3 ±8,2	196,9 ±17,1	72,4 ±4,2
В условиях интродукции	Календарный возраст растений, годы	9+1	14+2	19+2	36+3	68+3	78+2	-
Количество скелетных осей	1	1-2	3+1	8+1	18+2	8+2	-
Высота растений, м	0,2±0,1	1,4±0,1	3,0±0,1	4,3±0,1	4,9±0,2	5,1±0,2	-
Годовой прирост растений, %	11,1	17,1	10,7	1,8	0,4	0,4	-
Годовой при-рост боковых образцовых осей, см	2,13 ±0,12	7,82 ±0,15	13,14 ±0,28	23,60 ±0,39	21,38 ±0,54	19,25 ±0,62	-
Биомасса листьев, г	1,2 ±0,2	4,3 ±0,5	52,5 ±2,9	321,2 ±8,2	648,2 ±12,4	247,4 ±8,3	-

Изучение особенностей ритма сезонного развития особей караганы древовидной в интродукции показало, что продолжительность их фенологических фаз вегетационного периода более длительная, чем у растений в естественных условиях произрастания. Это связано, вероятно, с большей продолжительностью теплого периода в Московской области (предварительно были исследованы климатические условия Московской области в годах). Карагана древовидная по периодизации фенологических фаз относится к группе растений с ранним началом и поздним окончанием вегетации (таблица 3). Выявлена существенная коррелятивная зависимость темпов прироста боковых осей от среднесуточной температуры. Генеративные растения имели максимальную биомассу в начале фазы плодоношения, что не характерно для большинства покрытосеменных растений, у которых рост вегетативной части замедляется в начале фазы цветения. Учитывая это, для заготовки на сырье целесообразно использовать генеративные растения караганы древовидной в фазах массового цветения и конца цветения-начала плодоношения.