БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА РАСТЕНИЙ РОДА ИВА (SALIx L.)

Полный текст

Терапевтическая ценность лекарственных растений определяется входящими в их состав биологически активными веществами (БАВ). При этом в каждом из лекарственных растений синтезируются одновременно сотни БАВ, которые, попадая в организм человека, оказывают суммарный фармакологический эффект. Дополнительное изучение ранее исследованных и давно использующихся лекарственных растений иногда позволяет выявить новый аспект их биологической активности. Целью настоящего обзора является систематизация информации о составе биологически активных веществ, обнаруженных в растениях рода Ива, которые могут служить перспективными источниками для создания отечественных лекарственных препаратов. Изучением химического состава различных видов ивы (Salix L.) начали заниматься еще в ХVIII веке. История применения и химический состав некоторых видов ивы достаточно полно описаны в диссертациях по изучению ивы белой и ивы остролистной, выполненных за последние годы [1, 2]. В своей работе, чтобы избежать повторений с вышеуказанными работами, мы ограничились кратким аналитическим обзором известной на данный момент информации о химическом составе некоторых видов ивы и проявляемых видах фармакологической активности. Кроме того, более подробно мы остановились на исследованиях некоторых видов ивы, проведенных за последние несколько лет в нашей стране и за рубежом. В настоящий момент известно, что основными действующими веществами изученных видов ивы являются фенологликозиды, флавоноиды, дубильные вещества, а также в состав входят фенолокислоты, аскорбиновая кислота, аминокислоты, сапонины, эфирные масла и полисахариды, которые могут вносить вклад в общий фармакологический эффект [3]. Известно, что количественное содержание БАВ в коре и листьях может меняться в различные фазы вегетации и зависит от условий произрастания, изученных видов ивы [4, 5]. Одни из основных представителей биологически активных веществ семейства ивовые - фенологликозиды, агликоном которых является салициловый спирт. Первый фенологликозид, выделенный из растений - салицин (саликозид), представляет собой β-глюкозид салицилового спирта. Его получил из коры ивы французский ученый А. Леру (1829). Именно с салицином связаны основные виды действия ивы - противовоспалительное, анальгетическое и жаропонижающее [6]. Что касается количественного содержания салицина, в изученных на данный момент видах ивы, то оно варьирует по имеющимся сведениям достаточно широко. Это связано не только с межвидовыми различиями, но, в первую очередь - с используемым методом количественного определения. В своей работе мы приведем только данные за последние 10 лет, полученные с использованием современного метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), поскольку на данный момент этот метод является наиболее широко применяемым и относительно удобным в использовании. Найдено, что содержание салицина в видах ивы, распространенных на Северном Кавказе, составляет в коре ивы белой около 0,92%, в коре ивы трехтычинковой около 0,2%, в коре ивы пурпурной - около 0,81% [2]. В 2013 г. А.А. Петрук было определено методом ВЭЖХ содержание салицина в листьях и соцветиях некоторых видов рода Salix, произрастающих на территории Алтайского края и Новосибирской области. Содержание салицина в листьях исследованных видов находилось в пределах от 0,72% (S. albavar. vitellina) до 2,31% (S. alba (женский экземпляр)). Содержание салицина в соцветиях исследованных видов находилось от 1,31% (S. albavar. vitellina) до 1,78% (S. alba (женский экземпляр)) [7]. Следует отметить, что в Европейской Фармакопее к фармакопейным видам ивы относят виды, содержащие в коре не менее 1,5% салицина (после щелочного гидролиза) [9]. Подобное исследование было проведено на примере коры ивы остролистной, произрастающей в Поволжье. Общее содержание салицина после щелочного гидролиза колебалось от 6,5 до 9,5% [8]. В 1926 г. из коры ивы был выделен другой фенологликозид - салидрозид, который обладает бифункциональными свойствами, т.е. проявляет себя как ингибитор или инициатор окислительных процессов. Проявление одного из свойств зависит от концентрации салидрозида в реакционной среде, так если концентрация низкая, то салидрозид выступает как ингибитор окислительных процессов, при высоких концентрациях он является инициатором [10]. Открытие в ХХ веке новых методов анализа дало возможность для изучения БАВ различных видов ивы в ведущих научных центрах мира. С помощью хроматографических и спектральных методов анализа расширены представления о гликозидном составе различных видов ивы. Зарубежными [11, 12] и отечественными [13, 14, 15, 16] учеными были обнаружены такие представители данной группы соединений как саликортин, тремулоидин (тремулацин), фрагилин, грандидентатин, пурпуреин, салирепозид, триандрин, вималин и другие соединения. Позже, триандрин и вималин по одной из классификаций были отнесены к группе фенилпропаноидов. Установлено, что триандрин имеет нейротропную активность, проявляя актопротекторное, антигипногенное, церебропротективное действие [17]. В 2014 г. в Корее было проведено ис- следование ветвей S. glandulosa Seemen, обнаружены 12 новых фенольных гликозидов и 13 описанных ранее. Ряд соединений проявили выраженный ингибирующий эффект на синтез оксида азота в экспериментальной модели активации микроглии липополисахаридами [18]. Следующей важнейшей группой БАВ, обнаруженной в изученных видах ивы, являются флавоноиды. Химическую структуру и фармакологические свойства данной группы соединений начали изучать в начале ХІХ века, когда в 1814 г. из коры дуба вы- делили кристаллическое вещество - кверцетин. В 1864 г. из руты садовой выделили рутин, который впоследствии обнаружили и в некоторых видах ивы. Заинтересованность флавоноидами значительно возросла, когда в 1936 г. известный американский ученый венгерского происхождения, лауреат Нобелевской премии А. Сент-Дьерди (1893- 1986) установил, что флавоноиды из коры лимона имеют Р-витаминную активность, то есть способность уменьшать проницаемость и ломкость капилляров [19]. Первые исследования по определению флавоноидов в иве относятся к 1931-1933 гг., когда французскими фитохимиками C.Charaux и J.Rabate в коре ивы пурпурной был обнаружен нарингенин-5-глюкозид [3]. К настоящему времени в коре и листьях различных видов ивы идентифицированы ряд флавоноидов и установлена их химическая структура. Представители классификационных подгрупп флавоноидов встречаются во многих видах ивы [3, 12, 14, 15, 16]. Представителем флавонов в иве является лютеолин, который обнаружен в коре S. purpurea, листьях S. acutifolia, S. caprea, S. acutifolia, S. alba, S. triandra, S. vestita, S. berberifolia, S. myrtilloi- des, S. saxatilis, S. pyrolifolia [14, 20, 21]. В гибриде ивы вавилонской с ивой белой был обнаружен лютеолин-7-гликозид, который содержится также в листьях S. purpurea, S. acutifolia, S. caprea, S. elburensis, S. acutifolia, S. alba [13, 14]. Еще одним представителем флавонов является апигенин, обнаруженный и количественно определенный в листьях S. saxatilis и S. recervigemmis [21]. Более выраженные желчегонные свойства у флавонолов, представителями которых являются кверцетин, обнаруженный в S. triandra (листья и соцветия) и листьях S. acutifolia, S. alba, S. caprea, S. vestita, S. berberifolia, S. myrtilloides, S. nummularia, S. recervigemmis, S. krylovii, S. sphenophylla [13, 14, 21] и рутин, содержащийся в листьях и соцветиях S. triandra, Salixalba и Salix alba var. vitellina, и листьях S. acutifolia и S. songarica Anderss [14, 16, 21]. Известно, что флавоноиды обладают желчегонным действием, которое возрастает в ряду флавоны, халконы, флаваноны, флавонолы. В работе Г.B. Оболенцевой установлено противоязвенное действие флавоноидов, механизм развития которого в определенной мере связывается с противовоспалительными и спазмолитическими свойствами. В экспериментах наибольшей активностью обладали гликозиды флавонолов и халконов [19]. Представители флавонолов описаны выше, а представителем халконов в семействе ивовые является флавоноид изосалипурпозид, обнаруженный в коре S. purpurea, S. elburensis, S. daphnoides и S. acutifolia [1, 14]. Доказано, что флавоноиды являются экзогенными низкомолекулярными антиоксидантами, нейтрализующими действие активных молекул кислорода. Установлено, что в растительных тканях, как и в организме животных, флавоноиды совместно с аскорбиновой кислотой участвуют в энзиматических процессах окисления и восстановления. Доказано, что такие флавоны как диосметин и его гликозиды (капреозид и саликаприозид), обнаруженные в иве козьей, обладают венотонизирующей активностью и применяются при варикозном расширении вен, флебитах и геморрое, а также в гинекологической практике [22]. Флавоноиды обладают выраженным противоаллергическим эффектом, что объясняется нарушением высвобождения медиаторов аллергии. Они восстанавливают функции клеточных мембран путем непосредственного биохимического взаимодействия, одновременно угнетая активность фосфодиэстеразы, что способствует накоплению в клетке цАМФ. При этом более эффективными ингибиторами фосфодиэстеразы являются флавоны и флавонолы, содержащиеся в вышеперечисленных видах ивы. Флавоноиды, как специфические ингибиторы фосфодиэстераз, являются мощными регуляторами метаболизма нуклеотидов и в этом плане представляют потенциальный фармакологический интерес [23, 24]. Следует отдельно остановиться на проведенных за последние годы исследованиях флавоноидов различных видов ивы. Так, в 2012 году В.Б. Браславским была защищена диссертация на соискание ученой степени доктора фармацевтических наук на тему «Комплексное фармакогностическое и физико-химическое исследование флавоноидов и фенилпропаноидов представителей семейства ивовых (Salicaceae)». В данной работе большее внимание было уделено изучению представителей рода Тополь, а также был изучен химический состав коры двух видов ивы: S. viminalis L. и S. acutifolia Willd. В результате при помощи УФ-, ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии, а также химических превращений были идентифицированы 7 веществ, относящихся к флавоноидам, 5 - к фенилпропаноидам и 5 - к простым фенолам. Причём, из коры S. acutifolia Willd. впервые выделены нарингенин, прунин, катехин, изосалипурпол, сирингин, триандрин, саликортин, тремулацин, ацил-салигенин. В результате проведённых фарма- кологических исследований показано, что растения рода Ива, содержащие флавоноиды и фенилпропаноиды, являются перспективным источником антимикробных, противовоспалительных и адаптогенных лекарственных средств [25]. Кроме того, выделенные из S. acutifolia Willd. флавоноиды прунин и цинарозид в дозе 5 мг/кг, проявили диуретический и салуретический эффекты, в основе которых лежат механизмы сочетанного влияния на клубочковую фильтрацию и канальцевый транспорт ионов [26]. А.А. Петрук в 2012 г. с помощью метода ВЭЖХ изучила флавоноидный состав листьев некоторых видов ивы, произрастающих в азиатской части России. Обнаружены кверцетин, кемпферол, апигенин, лютеолин и рутин, при этом преобладающими являются кверцетин и лютеолин [20, 21, 27]. Исследования флавоноидов некоторых видов ивы проводятся и в Беларуси. В 2015 г. опубликована статья по изучению зависимости содержания флавоноидов в листьях ивы прутовидной от размеров и положения листа на побеге. Содержание флавоноидов в отдельных листьях варьирует от 1,2% до 11%, т. е. весьма значительно, в то время как средние значения в листьях с одного побега изменяются существенно меньше - от 4,08% до 5,76%. Зависимость содержания флавоноидов от положения листа на побеге зеркально противоположна той, которая была описана для длины и массы листа, то есть самые мелкие листья накапливают максимальное количество флавоноидов [28]. Этой же группой авторов проведено определение содержания флавоноидов в соцветиях, листьях и коре S. caprea. По результатам исследований кору ивы козьей рекомендуют в качестве перспективного лекарственного растительного сырья, содержащего проантоцианидины, которые, как известно, обусловливают противовоспалительное и антиоксидантное действие. Листья же и соцветия, а в особенности мужские, накапливающие значительные количества производных флавона и флавонола, могут быть источником получения лекарственных средств с кардиотоническим и венотонизирующим действием [22]. Ивы также являются танидоносными растениями. Кора некоторых видов может содержать до 20% дубильных веществ [29]. Изучена природа дубильных веществ (ДВ), содержащихся в разных видах ивы - это ДВ пирогалловой и пирокатехиновой группы. Определены виды ивы, содержащие только ДВ пирогалловой группы - это S.triandra, S.caprea, S.viminalis. Такие виды как S.alba, S. рurpurea, S.pentandra, S.fragilis содержат дубильные вещества пирокатехиновой группы [14]. Содержание ДВ в коре некоторых видов ивы может достигать более 20%, при этом наибольшая танидность отмечена у коры - ивы S.aurita L. [29]. Известно о ряде фармакологических свойств ДВ. Вяжущее действие обусловлено способностью дубильных веществ связываться с белками, образуя комплексы, что способствует заживлению ран, ожогов и лечению диареи. Антиоксидантное действие обусловлено ингибированием активных форм кислорода. Противовоспалительное действие дубильных веществ осуществляется за счет нескольких механизмов (ингибирование производства и накопления простагландинов, воспалительных маркеров, оксида азота в макрофагах [30]. В работах А.А. Петрук, опубликованных с 2009 г., изучено содержание дубильных веществ в листьях некоторых представителей рода Salix (Salicaceae), произрастающих в азиатской части России. Проведенное определение содержания ДВ перманганатометрическим методом показало, что наибольшее количество ДВ находится в листьях S. phylicifolia (7,1%), содержание ДВ более 5% обнаружено еще в трех видах ивы: S. gracilistyla, S. pentandra, S. pyrolifolia [31]. Этим же автором определена сезонная динамика накопления дубильных веществ на примере видов ивы, интродуцированных в Центральном Сибирском ботаническом саду СО РАН. В образцах листьев всех изученных особей содержание ДВ оказалось выше, чем в соцветиях (в листьях - от 3,3 до 7,1%, в соцветиях - от 0,8 до 1,2%). Наибольшее содержание ДВ в листьях отмечено в период начала роста листовых пластинок или в период, когда они достигают своего максимального размера [27]. А.А. Петрук проведено также исследование сезонной динамики изменения содержания флавоноидов и дубильных веществ в листьях и соцветиях S. alba. Оно показало, что наибольшее количество флавоноидов и дубильных веществ находится в листьях изученных растений, среди них по сумме флавоноидов выделяется S. albavar. vitellina - 4.60%, по содержанию дубиль- ных веществ - S. alba × S. blanda - 4.57%. Максимумы содержания флавоноидов и дубильных веществ в соцветиях приходятся на период полного цветения, в листьях - в период их активного роста, а также в конце вегетационного периода, перед началом листопада. Это время А.А. Петрук считает оптимальным для сбора сырья. Наибольшее количество флавоноидов и дубильных веществ содержится в обоеполых соцветиях по сравнению с женскими и мужскими. Полученные результаты приводят автора к выводу о невозможности применения такого показателя, как количественное содержание указанных фенольных соединений в качестве хемотаксономического маркера для рода Salix вследствие широкого диапазона их изменчивости [20]. Также известно, что в некоторых изученных видах ивы содержатся фенолкарбоновые кислоты, такие как салициловая, хлорогеновая, п-гидроксикоричная, кофейная и феруловая кислоты [4, 14, 32]. Салициловая кислота в свободном виде содержится в S.laponum, S.purpurea, S.planifolia и S. аlba [33]. Салициловая кислота и ее производные известны как противовоспалительные, жаропонижающие и болеутоляющие средства [3, 6].Многие фенолкарбоновые кислоты эффективно нейтрализуют свободные радикалы, оказывая антиоксидантное действие. Производные гидроксикоричных кислот проявляют желчегонный и противовоспалительный эффект, а также фунгистатическую активность. Хлорогеновая кислота обладает ярко выраженной физиологической активностью и является природным антиоксидантом. Cодержится хлорогеновая кислота в листьях S. purpurea, S. elbursensis, S. trian- dra и S. аlba [4, 14, 32]. Феруловая кислота оказывает противовоспалительное, антиаллергическое, противоопухолевое, антитоксическое, гепатопротекторное, антибактериальное, противовирусное и другие виды фармакологического действия [34]. Ее обнаружили в S.аlba, произрастающей на Северном Кавказе [2, 14]. Также выявлено, что кофейная и феруловая кислоты обладают антигипоксическим действием, оказывают защитное действие на сердечную мышцу при моделировании летальных тахиаритмий, увеличивают продолжительность жизни экспериментальных животных, а также достоверно увеличивают уровень мозгового кровотока при курсовом применении, при этом существенно не влияют на показатели системной гемодинамики. Кофейная и феруловая кислоты оказывают кардиопротективное действие [34, 35]. Кофейная кислота обнаружена в коре S. alba, S. еlbursensis и S.рurpurea, произрастающих на Северном Кавказе [14]. Известно, что в листьях некоторых изученных видов ив, произрастающих в Финляндии, присутствуют хлорогеновая и п-гидроксикоричная кислоты [4, 32]. Некоторые виды ивы, например, S.caprea, содержат аскорбиновую кислоту. Данное соединение является мощным антиоксидантом, а также необходимо для восстановления других антиоксидантов, таких как токоферолы и каротиноиды. Аскорбиновая кислота способствует формированию соединительной ткани в организме человека, проявляет ферментативную активность, способствует всасыванию железа в организме, обладает антисклеротическим действием [3]. Углеводы - это природные соединения, широко распространенные в растительном мире. Полисахариды обладают рядом фармакологических свойств: в том числе оказывают выраженное противовоспалительное, ранозаживляющее, антиоксидантное воздействие, активируют функции иммунной системы [36]. Исследованиями полисахаридов в коре ивы белой занимались немецкие ученые, ими выделены из гемицеллюлозы коры ивы белой ксилан и глюкоманнан. Пектиновые вещества коры ивы белой состоят из галактуроновой кислоты, арабинозы и арабиногалактана. В Чехословакии ученые S. Karacsonyi и M.Pasteka занимались изучением структурных формул нейтральных полисахаридов, содержащихся в иве белой. Ими определена структура глюкоманнана, состоящая из β-D-глюкозы и β-D-маннозы [37]. В иве выявлены и такие биологически активные вещества, как эфирные масла, липиды и смолистые вещества, ферменты [3]. Изучен аминокислотный состав листьев S.acutifolia, S.caprea, S. alba [38]. Известно, что химические элементы являются важнейшими катализаторами раз- личных биохимических процессов, обмена веществ, играют значительную роль в адаптации организма в норме и патологии. [39]. Был изучен элементный состав коры ивы пятитычинковой. Обнаружены такие важные микро- и макроэлементы как азот, фосфор, кальций, магний, натрий и калий [40]. Приведенные выше данные относятся преимущественно к коре различных видов ивы, реже к листьям. В то же время за последние годы проведен ряд исследований, подтверждающих перспективность использования в качестве лекарственного растительного сырья побегов ивы (облиственных ветвей). Так, О.О. Хитевой (2012 г.) изучен химический состав побегов ивы белой, показано наличие богатого комплекса БАВ (установлено высокое содержание дубильных веществ конденсированной группы (эпигаллокатехина, катехина, эпикатехина, эпикатехингаллата, катехингаллата) - в сумме от 3,5 до 9,0% в различные периоды заготовки; флавоноидов (рутина, кверцетина и 2 неидентифицированных веществ) в сумме 0,5-1,5% в пересчете на рутин; фенолокислот (феруловой, салициловой, коричной) в количестве 0,8% в пересчете на кислоту феруловую; тритерпеновых сапонинов (0,53%); содержание салицина составило 0,05-0,19%.). Фармакологические исследования показали выраженную антиэкссудативную и антипролиферативную активность отвара побегов ивы белой, сравнимую с кислотой ацетилсалициловой [2]. В дальнейшем изучался химический состав и фармакологическая активность побегов ивы пурпурной [41] и ивы трехтычинковой [42, 43, 44]. Результаты этих исследований также подтвердили перспективность изучения побегов ивы как лекарственного растительного сырья, обладающего противовоспалительной активностью. С 2013-2014 гг. в Украине также начаты исследования побегов ивы. Проведен сравнительный анализ фенольных соединений побегов S. caprea, S. purpurea, S. viminalis флоры Украины. С помощью метода ВЭЖХ был выявлен достаточно высокий уровень накопления биологически активных веществ фенольной природы. В побегах исследуемых видов обнаружено высокое содержание катехина, эпикатехина, хлорогеновой кислоты, некоторых флавоноидов. Особенно высокое содержание флавоноидов следует отметить в побегах S. Purpurea, обнаружены несколько производных нарингенина, лютеолин-6-С-гликозид, изосалипурпозид, лютеолин-7-гликозид. Это позволило авторам сделать выводы о перспективности дальнейшего изучения побегов данных видов ивы [45]. Кроме того исследован аминокислотный состав побегов S. alba, S.triandra, S.viminalis, S. purpurea. S. fragilis. В побегах обнаружено более 20 аминокислот, из которых 9 незаменимые. Результаты исследований аминокислотного состава свидетельствуют о перспективности использования побегов изученных видов ивы [46, 47]. Также группой украинских авторов опубликованы результаты элементного анализа побегов S. caprea. Преобладающими макроэлементами оказались (мг/100 г) калий (1120), кальций (895) и кремний (450). Среди микроэлементов (мг/100 г): фосфор (195), железо (56) и алюминий (28) [48]. Использование побегов ивы привлекательно с экономической точки зрения, поскольку позволяет в значительной мере расширить сырьевую базу. Кроме того уменьшается наносимый растению при заготовке вред по сравнению с традиционным сырьем (корой) [49]. Важно отметить большое количество отечественных видов ивы, которые принадлежат к доминирующим ландшафтным видам в местах повышенного увлажнения, особенно по берегам водоемов и в речных долинах, а также успешно культивируются, в том числе в промышленных масштабах. При этом отличительной особенностью растений рода Ива является способность к быстрому росту, заселению субстрата и размножению [50]. Все это обуславливает теоретическую возможность масштабных заготовок сырья ивы в нашей стране для производства отечественных лекарственных препаратов. Выводы В настоящий момент известно, что основными действующими веществами изученных видов ивы являются фенологликозиды, флавоноиды, дубильные вещества и фенолокислоты. Каждая из этих групп соединений проявляет определенный фармакологический эффект. Богатый химический состав характерен не только для коры ивы (традиционно применяемое сырье), но и для листьев, соцветий, побегов. В последние годы активно ведутся исследования побегов ивы не только за рубежом, но и в России и в Украине. Использование данного сырья привлекательно с экономической точки зрения, поскольку позволяет в значительной мере расширить сырьевую базу. Кроме того уменьшается наносимый растению при заготовке вред по сравнению с традиционным сырьем (корой). Большое разнообразие видов ивы, произрастающих на территории России, и возможность их культивирования в промышленных масштабах обуславливают необходимость дальнейшего всестороннего исследования химического состава и фармакологической активности как хорошо, так и мало изученных видов ив, произрастающих в различных регионах нашей страны.

Об авторах

О. О Фролова

Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России

Email: oxifarm@mail.ru
г. Пятигорск, Россия

Е. В Компанцева

Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России

Email: dskompanceva@mail.ru
г. Пятигорск, Россия

Т. М Дементьева

Дальневосточный государственный медицинский университет

Email: tmdementeva@mail.ru
г. Хабаровск, Россия

Список литературы

Дополнительные файлы