Dorota Staszek Badania związków fenolowych w wybranych gatunkach szałwii (Salvia sp.) metodami chromatograficznymi HPLC i TLC (zamknięcie przewodu doktorskiego) Promotorzy pracy Prof. dr hab. Teresa Kowalska Zakład Chemii Ogólnej i Chromatografii Instytut Chemii Uniwersytet Śląski w Katowicach Prof. dr hab. Monika Waksmundzka – Hajnos Zakład Chemii Nieorganicznej Uniwersytet Medyczny w Lublinie Instytut Chemii Uniwersytet Śląski Katowice, 2012 2 SPIS TREŚCI WSTĘP ................................................................................................................................................. 4 CZĘŚĆ TEORETYCZNA ................................................................................................................... 5 1. Charakterystyka botaniczna – systematyka badanych gatunków szałwii (Salvia L.) ........................ 5 2. Wybrane klasy związków chemicznych zawartych w szałwii i ich właściwości farmakologiczne.... 6 2.1. Krótka charakterystyka chemiczna kwasów fenolowych i ich właściwości farmakologiczne ..... 6 2.2. Krótka charakterystyka chemiczna flawonoidów i ich właściwości farmakologiczne ................ 7 3. Chemotaksonomia roślin i jej znaczenie dla nowoczesnej systematyki roślin.................................. 9 CEL PRACY ...................................................................................................................................... 10 CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA ............................................................................................................ 10 4. Analiza uzyskanych ekstraktów szałwii techniką chromatografii cienkowarstwowej .................... 10 4.1.1. Analiza ekstraktów szałwii uzyskanych metodą ciśnieniowej ekstrakcji cieczowej techniką chromatografii cienkowarstwowej ............................................................................................... 10 4.1.2. Określanie przy użyciu stabilnego rodnika DPPH aktywności antyoksydacyjnej ekstraktów szałwii uzyskanych metodą ciśnieniowej ekstrakcji cieczowej ....................................................... 17 5. Analiza spektrofotometryczna kwasów fenolowych i flawonoidów wyodrębnionych w procesie selektywnej ekstrakcji ...................................................................................................................... 22 6. Chromatograficzna analiza ekstraktów szałwii uzyskanych metodą wielostopniowej ekstrakcji związków fenolowych ..................................................................................................................... 24 WNIOSKI .......................................................................................................................................... 35 LISTA PRAC WŁASNYCH TEMATYCZNIE ZWIĄZANYCH Z ROZPRAWĄ DOKTORSKĄ 36 LISTA PUBLIKACJI KONFERENCYJNYCH TEMATYCZNIE ZWIĄZANYCH Z ROZPRAWĄ DOKTORSKĄ ................................................................................................................................... 37 ŻYCIORYS ........................................................................................................................................ 39 LITERATURA ................................................................................................................................... 40 3 WSTĘP Historia leczenia ziołami jest bardzo długa i sięga jeszcze czasów człowieka pierwotnego, bowiem od najdawniejszych czasów rośliny stanowiły pożywienie człowieka i służyły mu również jako pierwsze leki. Współczesna nauka poznaje te historie z nielicznych dowodów dostarczanych przez archeologów. Pierwsze wiadomości o starożytnym lecznictwie odnaleziono w dokumentach Babilonii i Asyrii z okresu około 2000 lat przed naszą erą. Wśród roślin leczniczych wymieniano wówczas rumianek, lulek, szafran, nagietek, koper i wiele innych. Kolebką ziołolecznictwa był Egipt, gdzie uprawą i sporządzaniem leków zajmowali się kapłani. Najwięcej wiadomości o lecznictwie i lekoznawstwie egipskim pochodzi z odnalezionego dwudziestometrowego papirusu Ebersa. Zawiera on około 900 receptur różnych leków. Wśród surowców pochodzenia roślinnego papirus wymienia np. jałowiec jako lek moczopędny, korę granatowca jako środek usuwający tasiemca, piołun jako środek pobudzający apetyt, a czosnek jako środek odkażający. Poza tym wymienione są anyż, koper włoski, mięta, tatarak, mirra, mak polny, aloes, siemię lniane i wiele innych. Z kolei Grecja jest ojczyzną ojca medycyny, Hipokratesa z Kos, który w swoim dziele pt. ”Corpus Hippocraticum” opisał około 300 leków, w tym 200 pochodzenia roślinnego. Innym znanym autorem jest Pliniusz żyjący w I wieku naszej ery w Rzymie. W księdze XX swego trzydziestosiedmiotomowego dzieła pt. ”Historia naturalis”, Pliniusz opisał około 1000 roślin wraz z ich działaniem leczniczym i recepturą przyrządzania. Epokę rozkwitu antycznej nauki zamyka okres Galena, najwybitniejszego – obok Hipokratesa – lekarza starożytności i reformatora nauk medycznych. Galen wprowadził wiele nowych form środków leczniczych, takich jak napary, odwary i mazidła. Podzielił on również leki ze względu na ich działanie, np. na środki moczopędne (seler czy pietruszka) i inne. W okresie dziejów nowożytnych gwałtowne poszukiwanie nowych dróg we wszystkich dziedzinach nauki spowodowało również wielki rozkwit ziołolecznictwa, ugruntowany wiedzą o działaniu i charakterze wielu substancji czynnych zawartych w roślinach. Niestety, koniec XIX i początek XX wieku to okres krytyczny w historii ziołolecznictwa. Gwałtowny rozwój przemysłu chemicznego spowodował częściowe wyparcie leków pochodzenia roślinnego przez leki syntetyczne [1,2]. Obecnie obserwuje się powrót do ziołolecznictwa, związany miedzy innymi z lepszym poznaniem budowy chemicznej i działania farmakologicznego substancji czynnych zawartych w roślinach leczniczych, ale również ze względu na ogromny potencjał, który kryje świat roślin. Na kuli ziemskiej istnieje około 400 tysięcy roślin, z czego 40 tysięcy uznaje się za rośliny lecznicze, chociaż wiele z nich nie zostało jeszcze niestety dokładnie przebadanych. Na szczęście zaczęto już doceniać wielkie zalety leku roślinnego, które polegają m.in. na tym, że lek ten jest na ogół znacznie lepiej przyswajany przez organizm, niż lek syntetyczny. Zawiera on bowiem bogatą kompozycję mniej lub bardziej dziś poznanych związków naturalnych, powiązanych ze sobą w korzystne dla organizmu człowieka układy [1, 2]. Szałwia jest rośliną cenioną w ziołolecznictwie już od starożytności. Łacińska nazwa salvia posiada sens bycia zdrowym, co świadczy o jej wcześnie rozpoznanych właściwościach leczniczych. Szałwia jest również uprawiana w Polsce i to od kilkuset już lat. Słynny Syreniusz omawiając tę roślinę napisał, że jest ona „prawie wszystkim znajoma, albowiem zaledwie znaleźć tak mały i nędzny ogródek, w którym by nie była sadzona.” W średniowieczu szałwia była uważana za ziele uniwersalne, podtrzymujące życie, co przyczyniło się do powstania staropolskiego przysłowia: „Tego śmierć nie ubodzie, kto ma szałwię w ogrodzie”. Z kolei w starym łacińskim dziele pt. „O zachowaniu zdrowia” możemy przeczytać: „Szałwija wzmacnia nerwy i rąk leczy drżenie, Febrę silną przemaga, ciał bezwładnienie. Z pierwiosnkami, lawendą i bobrowym strojem I rzeżuchą, obdarza, zdrowiem i spokojem. Za tak przeważną, znaczną przysługę i wielką Szałwiję zwać poczęto słusznie zbawicielką.” (przekład F. Chotomskiego) [1, 2]. Rys. 1. Salvia officinalis [3] 4 Na świecie znanych jest około 900 gatunków szałwii. Szałwia posiada głównie właściwości przeciwzapalne i ściągające. Najczęściej jest stosowana przy zapaleniu dziąseł, jamy ustnej, gardła i krtani. Szałwia korzystnie wpływa na funkcjonowanie woreczka żółciowego, przez co znajduje zastosowanie w łagodzeniu dolegliwości układu pokarmowego takich, jak biegunka, nieżyt żołądka i jelit oraz wzdęcia. Zewnętrznie stosuje się ją w postaci okładów w stanach zapalnych skóry takich, jak trądzik, owrzodzenia i ropnie. Szałwia dodatkowo działa przeciwłupieżowo oraz pobudza cebulki włosowe. Znajduje ona również zastosowanie w leczeniu nadmiernej potliwości [1-7]. 3 4 5 6 7 CZĘŚĆ TEORETYCZNA 1. Charakterystyka botaniczna – systematyka badanych gatunków szałwii (Salvia L.) Poniżej przedstawiono zarys systematyki roślin ze specjalnym uwzględnieniem rodzaju szałwii oraz tych gatunków szałwii, które są przedmiotem niniejszej rozprawy [8]. Królestwo: Eucariota – Jądrowe Podkrólestwo: Plantae – Rośliny Gromada: Spermatophyta – Nasienne Podgromada: Angiospermae (Magnoliophytina) – Okrytozalążkowe Klasa: Dicotyledoneae (Magnoliopsida) – Dwuliścienne Podklasa: Lamiidae – Jasnotowe Rząd: Lamiales – Jasnotowce Rodzina: Lamiaceae – Jasnotowate Rodzaj: Salvia – Szałwia Gatunek: Królestwo: Eucariota – Jądrowce Podkrólestwo: Plantae – Rośliny Gromada: Spermatophyta – Nasienne Podgromada: Angiospermae (Magnoliophyta) - Okrytozalążkowe Klasa: Dicotyledoneae (Magnoliopsida) - Dwuliścienne Podklasa: Lamiidae – Jasnotowe Rząd: Lamiales – Jasnotowce Rodzina: Lamiaceae – Jasnotowate Rodzaj: Salvia L. – Szałwia Gatunek: Salvia amplexicaulis Lam, Salvia lavandulifolia Vahl, Salvia atropatana Bunge, Salvia nemorosa L., Salvia azurea Mchx., Salvia officinalis L., Salvia cadmica Boiss., Salvia pratensis L., Salvia canariensis L., Salvia sclarea L., Salvia deserta L., Salvia staminea Montbret et Aucher., Salvia forskahlei L., Salvia stepposa Shost., Salvia glutinosa L., Salvia tesquicola Klokov & Pobed., Salvia hians Royle ex Benth, Salvia triloba L., Salvia jurisicii Košanin, Salvia verticillata L. Salvia amplexicaulis Lam, Salvia lavandulifolia Vahl,