Kraujažolės (Achillea L.) Genties Augalų Fenolinių Junginių Sudėties Ir Biologinio Poveikio Įvertinimas
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
KAUNO MEDICINOS UNIVERSITETAS Raimondas Benetis KRAUJAŽOLĖS (ACHILLEA L.) GENTIES AUGALŲ FENOLINIŲ JUNGINIŲ SUDĖTIES IR BIOLOGINIO POVEIKIO ĮVERTINIMAS Daktaro disertacija Biomedicinos mokslai, farmacija (09 B) Kaunas, 2009 Disertacija rengta 2004–2008 metais Kauno medicinos universitete Mokslinis vadovas: prof. habil. dr. Valdimaras Janulis (Kauno medicinos universitetas, biomedicinos mokslai, farmacija – 09 B) Konsultantas: doc. dr. Jolita Radušienė (Botanikos institutas, biomedicinos mokslai, botanika – 04 B) TURINYS SANTRUMPOS ...................................................................................................... 5 ĮVADAS .................................................................................................................. 6 1. LITERATŪROS APŽVALGA .................................................................... 10 1.1. Kraujažolės (Achillea L.) genties augalų charakteristika ir panaudojimas medicinoje ..................................................................10 1.1.1. Kraujažolės genties rūšių klasifi kacija, taksonominė įvairovė ir paplitimas ......................................................................................... 10 1.1.2. Kraujažolių vaistinės augalinės žaliavos fi tocheminė sudėtis ir panaudojimas ..................................................................................... 16 1.1.3. Kraujažolių mokslinių tyrimų kryptys ir fi topreparatai .................... 21 1.2. Flavonoidų ir fenilpropanoidų charakteristika, biologinės savybės ir panaudojimas ................................................................... 23 1.2.1. Flavonoidai ir fenilpropanoidai, jų biosintezė bei funkcijos .............23 1.2.2. Flavonoidų ir fenilpropanoidų antioksidantinis aktyvumas ..............25 1.2.3. Flavonoidų ir fenilpropanoidų kokybinė ir kiekinė analizė .............. 28 1.3. Mitochondrijose vykstantys procesai ir fl avonoidų sąveika su mitochondrijomis .............................................................................. 32 2. TYRIMŲ OBJEKTAS IR METODAI ........................................................36 2.1. Tyrimų objektas ....................................................................................36 2.2. Tyrimų metodai .................................................................................... 37 3. TYRIMŲ REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS .......................................... 45 3.1. Achillea genties rūšių fi tocheminės sudėties kokybinių ir kiekinių rodiklių įvairavimo įvertinimas ........................................... 45 3.1.1. Efektyviosios skysčių chromatografi jos metodikos sukūrimas Achillea millefolium žaliavų fenolinių junginių sudėties tyrimui ..... 45 3.1.2. Achillea millefolium vaistinių augalinių žaliavų surinktų iš gamtinių cenopopuliacijų fenolinių junginių sudėties įvairavimas ... 51 3.1.3. Achillea millefolium fl avonoidų ir fenilpropanoidų sudėties įvairavimas augalo organuose ........................................................... 59 3.1.4. Fenolinių junginių sudėtis Achillea millefolium fenologinių tarpsnių kaitoje .................................................................................. 75 3.1.5. Fenolinių junginių sudėties įvairavimas kitose Achillea rūšyse ....... 79 3 3.2. Achillea genties augalų ekstraktų biologinio poveikio tyrimai .........84 3.2.1. Achillea genties rūšių augalinių žaliavų ekstraktų antiradikalinių savybių įvertinimas ........................................................................... 84 3.2.2. Achillea millefolium žolės ekstrakto poveikis žiurkės širdies mitochondrijų funkcijoms ................................................................ 94 IŠVADOS ............................................................................................................ 101 LITERATŪROS SĄRAŠAS ............................................................................... 103 DISERTACIJOS TEMA PASKELBTŲ PUBLIKACIJŲ SĄRAŠAS ................ 125 PRIEDAI ............................................................................................................. 126 4 SANTRUMPOS ADP adenozino difosfatas AT antiradikalinio aktyvumo ekvivalentas ATP adenozino trifosfatas DCQA O,O-dikafeilchino rūgštys (angl. O,O-dicaffeoylquinic acids) DFPH 1,1-difenil-2-pikrilhidrazilo radikalas DMD diodų matricos detektorius ESC efektyvioji skysčių chromatografi ja ESI elektropurkštuvinė jonizacija (angl. electrospray ionization) ET trolokso kiekio ekvivalentas KE etanolinis A. millefolium žolės ekstraktas KKK mitochondrijų kvėpavimo kontrolės koefi cientas M aritmetinis vidurkis Maks. maksimali reikšmė Min. minimali reikšmė MS masių spektrometrija n imties tūris proc. procentai RNS aktyvieji azoto junginiai (angl. reactive nitrogen species) ROS aktyvieji deguonies junginiai (angl. reactive oxygen species) RS skiriamoji geba S vidurkio standartinė paklaida TFA trifl uoracto rūgštis V variacijos koefi cientas V2 mitochondrijų kvėpavimo greitis antrojoje metabolinėje būsenoje V3 mitochondrijų kvėpavimo greitis trečiojoje metabolinėje būsenoje 5 ĮVADAS Šiuolaikinės medicinos progresas paskatino natūralių augalinių preparatų varto- jimo didėjimą pasaulyje. Augalinių vaistų rinka pasaulyje sudaro apie 60 milijardų JAV dolerių ir prognozuojamas 5–15 proc. kasmetinis jos augimas [159]. Didėja susidomėjimas augaliniais preparatais, ypač didelis dėmesys skiriamas vaistinėse augalinėse žaliavose ir fi topreparatuose esančių biologiškai aktyvių junginių sudė- ties bei jų veikimo mechanizmų tyrimams. Augalinių preparatų kokybė įtakoja jų efektyvumą ir saugumą. Kuriant ir gami- nant fi topreparatus būtina patikimai kontroliuoti vaistinės žaliavos kokybę, gamy- bos procesą ir kitus veiksnius, kurie apsprendžia galutinio produkto kokybę [262]. Augalinių žaliavų kokybės rodikliai varijuoja dėl vidinių ir išorinių faktorių po- veikio [81]. Atrinktos augalų veislės, auginamos kultūroje ir įgyvendinant „Gero- je vaistinių augalų auginimo ir surinkimo praktikoje“ nacionalinių ir tarptautinių konvencijų reglamentuotas rekomendacijas bei praktiką, gali užtikrinti homoge- nišką, geros kokybės vaistinę žaliavą [113]. Tik nedidelė dalis (3,3 proc.) vaistinių augalų rūšių yra kultivuojamos, 22,3 proc. rūšių yra auginama kultūroje ir renkama natūraliose augavietėse, o didžioji dalis (40,5 proc.) rūšių, naudojamų farmacijos pramonėje, yra renkama iš natūralių augaviečių [2]. Nuolat didėjantis augalinės ža- liavos poreikis didina vaistinių augalų gamtinių resursų eksploatavimą ir sąlygoja jų išteklių nykimą bei rūšių genetinę eroziją [237]. Achillea millefolium L. yra vienas seniausiai vartojamų vaistinių augalų Lietu- voje, kuris plačiai vartojamas tiek liaudies, tiek šiuolaikinėje medicinoje [236]. Kraujažolės (Achillea L.) genties augalai yra labai plačios ekologinės amplitudės, plačiai paplitę tiek Lietuvoje, tiek pasaulyje. Lietuvoje natūraliai auga trys krauja- žolių rūšys: Achillea millefolium, Achillea cartilaginea Ledeb. ex Rchb. ir Achillea ptarmica L. Savaiminės A. cartilaginea ir A. ptarmica aptinkamos retai ir dažniau- siai tik tipinėse jų augavietėse, o A. millefolium plačiai paplitusi ir dažna visoje šalies teritorijoje [86]. Europos šalyse kraujažolių vaistinė žaliava patenka tarp dažniausiai parduoda- mų vaistažolių [124, 253]. Svarbiausias kriterijus vertinant vaistinės augalinės žaliavos kokybines charakteristikas yra biologiškai aktyvių junginių sudėties ko- kybiniai ir kiekiniai rodikliai. A. millefolium kokybę apibūdinantys parametrai re- glamentuojami Europos farmakopėjoje yra eterinio aliejaus kiekis bei proazulenų kiekis [77]. Kraujažolių žaliavoje nustatyta daug biologiškai aktyvių junginių gru- pių: alkaloidai ir jų bazės, taninai, lignanai, kumarinai, sterolai, vitaminai, amino ir riebalų rūgštys. Mūsų nuomone, mokslinės literatūros šaltiniuose pateikti duo- menys apie fenolinių junginių kiekinę ir kokybinę sudėtį, Lietuvoje ruošiamoje kraujažolių žaliavoje, nepakankami. Nėra duomenų apie šių junginių kaupimosi dėsningumus kraujažolių generatyviniuose ir vegetatyviniuose organuose. Tiks- linga buvo nustatyti fl avonoidų ir fenilpropanoidų kokybinę ir kiekinę sudėtį ir jos įvairavimo tendencijas. Biologiškai aktyvių junginių kaupimosi dėsningumų 6 tyrimai atskirose augalo dalyse yra svarbūs vertinant galimybę juos vartoti gydy- mo tikslams ir siekiant ištirti cheminių junginių įvairavimo prigimtį bei jų svarbą metabolizmo procesuose. Lietuvoje A. millefolium vaistinė žaliava paprastai renkama gamtinėse cenopopu- liacijose, todėl reikalingos žinios apie žaliavų kokybės parametrus bei jų reikšmių variaciją skirtinguose krašto regionuose rinktoje vaistinėje augalinėje žaliavoje. Flavonoidų ir fenilpropanoidų sudėties įvairavimo nustatymas skirtingose auga- vietėse yra svarbus siekiant racionaliau organizuoti žaliavų rinkimą gamtoje. Sie- kiant tinkamai vykdyti vaistinių augalinių žaliavų paruošas, būtina įvertinti feno- linių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties kitimo dinamiką augalų fenologinių tarpsnių kaitoje. Farmakologinį augalinių preparatų poveikį sukelia ne viena, o kelios veikliųjų junginių grupės. Tokiu būdu pasireiškia sinergistinis poveikis, nulemiantis tera- pinį fi topreparatų aktyvumą [43, 320]. Tai patvirtina ir didėjantis susidomėjimas A. millefolium fenoliniais junginiais (fl avonoidais ir fenilpropanoidais). Jų sudėties kokybiniai ir kiekiniai rodmenys gali būti naudingi, kaip papildomi parametrai, kompleksiniam A. millefolium žaliavų ir iš jų gaminamų preparatų poveikio verti- nimui. Tikslinga ištirti Achillea genties rūšių augalinių žaliavų ekstraktų ir juose randa- mų fenolinių