Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Проблема использования микроэлементов, обоснованная в трудах В.И. Вернадского, А.П. Виноградова, В.В. Ковальского и их последователей, усиливается в условиях экологического кризиса. В настоящее время она экстраполирована на лекарственные растения и развивается в нескольких направлениях. С одной стороны, их стремятся изучить как источник экологически чистого фитосырья и фитопрепаратов, а с другой, установить взаимосвязь между эссенциальными элементами и фармакологически активных веществ, что важно для коррекции заболеваний, связанных с нарушением минерального баланса.
Комплексное изучение данной проблемы дает основание для проведения региональных исследований различных видов, особенно обладающих достаточно широким ареалом и возможностью повсеместного культивирования. К числу таковых относятся валериана лекарственная (Valeriana officinalis L.s.l.) и пустырник пятилопастный (Le-onurus quinquelobatus Gilib.), одни из основных растений, обеспечивающих седативное действие, нормализующих настроение, улучшающих сон, что особенно важно в современных условиях хронической стрессовой ситуации.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего исследования явилось изучение влияния различных факторов на элементный состав надземных и подземных органов растений рода валериана и пустырник для получения экологически чистого фитосырья и фитопрепаратов, а также разработка комплексного минерального удобрения, повышающего продуктивность и накопление ФАВ (валепотриатов, флавоноидов, по-лифенольных окисляемых соединений), содержащихся в официнальном сырье модельных видов.
Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие основные задачи:
-
Провести критический аналитический обзор литературных данных, характеризующих экологические аспекты изучения микроэлементов лекарственных растений, на основании которых избрать объекты исследования;
-
Проанализировать экологическую обстановку г. Ярославля и области для выявления причин и источников основных загрязняющих веществ, воздействующих на качество фитосырья;
-
Сравнить элементный состав подземных и надземных органов
исследуемых растений, произрастающих в различных регионах СНГ, выявить возможное влияние экологических факторов на содержание в них техногенных элементов;
-
Изучить степень извлечения макро- и микроэлементов в ряду почва - фитосырье - лекарственная форма,
-
Разработать состав комплексного минерального удобрения и определить его влияние на накопление отдельных групп ФАВ в лекарственном сырье изучаемых растений.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. При проведении эколого-фармакогностических исследований использован рентгенофлуоресцентный анализ, с помощью которого установлен элементный состав 259 образцов сырья 6 видов сборного цикла валерианы лекарственной и 5 видов пустырника, включающий 5 макро- (K,Ca,S,P,Cl) и 27 микроэлементов (Ba,Br,V,Fe,I,Y, Cd,Co,La,Mn,Cu,Mo,As,Nb,Nd,Ni,Sn,Rb,Se,Pb,Sr,Sb,Ti,Cr,Ce,Zn,Zr).
При графическом анализе выявлена обратная корреляционная зависимость между возрастанием коэффициента вариации элементов и снижением их концентраций во всех изучаемых растениях.
На основании экологического скриннинга 20 видов официнально-го сырья из 10 районов Ярославской области установлены критерии для определения чистоты лекарственных растений, выражающиеся в превышении предельно допустимых концентраций тяжелых металлов и мышьяка, антропогенной нагрузке на фитоценоз (кислотность атмосферных осадков, загазованность и запыленность воздушной среды, загрязненность водного бассейна), типе взаимоотношений в системе растения-почва (накопители, концентрирующие металлы, индикаторы, отражающие их концентрацию в почве, исключителн, не накапливающие металлы при концентрации до критической), особенностях распределения техногенных элементов по органам растений (в надземной части - преимущественно накапливаются кадмий, мышьяк, медь, свинец, а в подземных органах - цинк) и их анатомического строения (наличие воскового слоя, опушенность, строение и количество устьичных клеток и т.д.), что положено в основу требований для заготовки фитосырья.
При сравнительной характеристике элементного состава валерианы лекарственной и пустырника пятилопастного выявила особенности распределения эссенциальных и токсичных элементов независимо от места заготовки и валового содержания микроэлементов в почвах.
При статистической обработке установлено влияние части растения на распределения элементов в репродуктивных и вегетативных
- з -органах модельных видов. При этом, в подземных органах преобладали железо, стронций, титан, цинк, а в надземных - калий, хлор, марганец, рубидий, селен.
При использовании коэффициентов поглощения и обогащения выявлены ассоциации элементов, концентрирующиеся в надземных и подземных органах валерианы лекарственной и пустырника пятилопастно-го, линейно зависящие от содержания в почве, на которой произведена их заготовка.
В ходе анализа извлечений из сырья валерианы и пустырника, полученных с использованием полярных (водных и спиртовых), неполярных (эфира и хлороформа) растворителей, установлена зависимость перехода макро- и микроэлементов от природы экстрагента (в полярные извлекались большие концентрации элементов), способа получения и времени настаивания (с увеличением продолжительности приготовления возрастало содержание элементов с концентрацией в сырье более 17 мг/кг).
На основании влияния микроэлементов на биосинтез ФАВ разработано комплексное минеральное удобрение, в состав которого входят натрия тетраборат и селенат, калия дихромат, бромид и йодид, аммония молибдат и др., позволяющее увеличить продуктивность сырья, а также содержание в нем валепотриатов, флавоноидов, поли-фенольных окисляемых соединений и усиление седативного эффекта препаратов из обогащенного микроэлементами сырья валерианы.
На основании относительного коэффициента содержания микроэлементов разработаны критерии выбора валерианы лекарственной и пустырника пятилопастного как моделей для оценки степени загрязнения фитосырья ксенобиотиками в данном регионе.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. На основании проведенных исследований разработаны и внедрены:
предложения по рациональной заготовке лекарственного растительного сырья с учетом техногенного загрязнения Ярославской области (Рекомендации по рациональной заготовке фитосырья, письмо N4/4 от 16.01.97 г. Ярославского центра гидрометеослужбы и мониторинга окружающей среды;
методика определения макро- и микроэлементов в лекарственном растительном сырье и фитопрепаратах рентгенофлуоресцентным методом (Акт внедрения 38/42 от 15.12.96 Контрольно-аналитическая лаборатория Государственного оптового предприятия "Фармация");
результаты фармакогностического и экологического исследования фитосырья содержащего флавоноиды (Методические рекомендации для студентов "Лекарственные растения, содержащие флавоноиды".акт от 08.10.96 г.Рязанского медицинского университета им.И.П.Павлова, акт от 13.12.96 г.Украинской фармацевтической академии);
схема для оценки качества официнального сырья валерианы лекарственной и пустырника пятилопастного и других лекарственных растений, методики определения содержания фосфора, калия, кальция, меди, железа, цинка, марганца, бора в ЛРС, методики определения содержания токсичных элементов в фитосырье и лекарственных формах (Методическое пособие для научно-исследовательской работы студентов "Минеральные элементы в обмене веществ растений", учебно методические рекомендации для студентов по экологии, акт внедрения 01-27 от 21.01.97 г. Ярославской медицинской академии)
показатели, регламентирующие качественное обнаружение и количественное определение валепотриатов в корневищах с корнями валерианы лекарственной (Акт внедрения от 15.09.96г. ВНИИФ);
технология возделывание валерианы лекарственной с применением комплексного минерального удобрения (Акт внедрения от 08.02.97 г. Научно-технической фирмы "Экспертные системы" при Всероссийском НИИ гидромелиорации);
состав комплексного микроудобрения для внекорневой подкормки валерианы лекарственной МКИ5 С.05 D 9/02. (Заявка о выдаче патента на изобретение Российской Федерации N гос.регистрации 961233092).
результаты определения макро- и микроэлементного состава в 259 образцах фитосырья, почв, извлечений;
критерии заготовки экологически чистого фитосырья, заготовляемого на территории Ярослаской области ;
данные минерального состава надземных и подземных органов растений рода валериана и пустырник, произрастающих в различных регионах СНГ;
параметры перехода эссенциальных и токсичных элементов в ряду почва - фитосырье - лекарственная форма,
результаты изучения влияния комплексного минерального удобрения на накопление отдельных групп фармакологически активных веществ в валериане лекарственной и пустырнике пятилопастном,
- критерии выбора моделей фитосырья для выявления степени
- 5 -загрязнения лекарственных растений ксенобиотиками.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих научных конференциях: "Клинические и экспериментальные исследования в медицине" (Москва, 1993г.), "Современные проблемы фармации" (Харьков,1993г.), "Комплексное изучение медикобиологических проблем здоровья населения Тюменской области" (Тюмень, 1993г.), "Проблемы фармации, подготовки и использования провизорских кадров" (Пятигорск, 1993г.), "Актуальные вопросы медицины" , "Решение актуальных задач фармации на современном этапе" (Москва, 1994г.), "Человек и лекарство" (Ярославль, 1995г.), "Антропогенное воздействие и здоровье человека" (Калуга, 1995, 1996г.), -"Экологозависимые заболевания" (Ярославль, 199бг.), "Человек и лекарство" (Москва, 1996г.), "Современное состояние и перспективы научных исследований в области фармации" (Самара, 1996г.), "Актуальные проблемы создания новых лекарственных средств" (Санкт-Петербург, 1996г.), "Досягнення сучасноі фар-маціі в медичну практику" (Харьков, 1996г.).
СВЯЗЬ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ С ПРОБЛЕМНЫМ ПЛАНОМ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ НАУК. Диссертационная работа выполнена в Ярославской государственной медицинской академии в соответствии с планом научно-исследовательских работ (номер гос. регистрации 01.91.000099) и Межведомственного Ученого Совета по фармации N 47 РАМН МЗ РФ.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 19 работ, издано учебно-методическое пособие "Минеральные элементы в обмене веществ растений".
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста, содержит 61 таблицу, 24 рисунка и 3 схемы. Она состоит из введения, обзора литературы, трех экспериментальных глав, общих выводов, списка литературы, включающего 241 наименование, из них 61 на иностранных языках, 2-х приложений
