БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ORIGANUM TYTTANTHUM GONTSCH. И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО ВВЕДЕНИЯ В КУЛЬТУРУ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОГО УЗБЕКИСТАНА

BIOLOGICAL ACTIVITY OF Origanum tyttanthum AND PROSPECTS FOR ITS CULTIVATION UNDER THE CONDITIONS OF SOUTHERN UZBEKISTAN

Makhmarajabov Doston Fakhriddin Ugli

Master’s student, Turon University,

Republic of Uzbekistan, Karshi

Arabova Nodira Ziyadovna

Scientific Supervisor, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Alphaganus University,

Republic of Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

В статье обобщены данные о биологической активности Oirganum tyttanthum Gontsch. (сем. Lamiaceae) и рассмотрены перспективы его плантационного выращивания в Кашкадарьинской области Узбекистана. Установлено, что эфирное масло растения обладает выраженной антибактериальной активностью в отношении E. coli (МИК 312,5 мкг/мл) и MRSA (МИК 625 мкг/мл), высокой антиоксидантной активностью (IC₅₀ по ABTS - 0,12 мг/мл) и противовоспалительными свойствами (IC₅₀ ингибирования 5-липоксигеназы - 14,78 мкг/мл). Рассмотрены фенологические особенности вида в аридных условиях, оптимальные сроки уборки сырья и параметры хранения семян. Обоснованы агрономические условия для создания промышленных плантаций.

ABSTRACT

The article summarises data on the biological activity of Origanum tyttanthum Gontsch. (fam. Lamiaceae) and discusses prospects for its plantation cultivation in the Kashkadarya region of Uzbekistan. The plant's essential oil was found to exhibit pronounced antibacterial activity against E. coli (MIC 312.5 µg/mL) and MRSA (MIC 625 µg/mL), high antioxidant activity (IC₅₀ by ABTS - 0.12 mg/mL) and anti-inflammatory properties (IC₅₀ of 5-lipoxygenase inhibition - 14.78 µg/mL). Phenological features of the species under arid conditions, optimal raw material harvesting times and seed storage parameters are discussed. Agronomic conditions for establishing industrial plantations are substantiated.

Ключевые слова: Origanum tyttanthum, биологическая активность, антибактериальная, антиоксидантная, карвакрол, тимол, введение в культуру, Кашкадарья.

Keywords: Origanum tyttanthum, biological activity, antibacterial, antioxidant, carvacrol, thymol, introduction to culture, Kashkadarya.

1. Введение

Origanum tyttanthum Gontsch. - единственный дикорастущий вид рода Origanum L. в Узбекистане - является важным объектом народной медицины и представляет значительный интерес для фармацевтической промышленности [1, 2]. Растение произрастает на высоте 600-2200 м над ур. м. в предгорьях Кашкадарьинской и Сурхандарьинской областей, где оно традиционно применяется при лечении заболеваний органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и как природный антисептик [3].

Основные биологически активные компоненты - карвакрол (42,76%) и тимол (27,18%) - относятся к фенольным монотерпенам, для которых доказана высокая антимикробная, антиоксидантная и противовоспалительная активность [4, 5]. Несмотря на выраженный ресурсный потенциал вида, его целенаправленное изучение и введение в культуру в аридных условиях Южного Узбекистана практически не проводились. Цель настоящей работы - систематизировать имеющиеся данные о биологической активности O. tyttanthum и обосновать перспективы создания промышленных плантаций в Кашкадарьинской области.

2. Биологическая активность

2.1. Антимикробная активность

Sharopov et al. [5] исследовали антибактериальную активность эфирного масла O. tyttanthum методом разведения в бульоне. Было установлено, что масло обладает выраженным бактерицидным действием: МИК в отношении E. coli составила 312,5 мкг/мл, МБК - 312,5 мкг/мл; МИК в отношении метициллинрезистентного Staphylococcus aureus (MRSA) - 625 мкг/мл, МБК - 1250 мкг/мл. Ранее Dzumayev et al. [6] показали, что эфирное масло эффективно ингибирует Staphylococcus sp., Streptococcus sp., Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae и Salmonella sp. Механизм действия связывают с дестабилизацией клеточных мембран под воздействием карвакрола и тимола: данные соединения нарушают целостность мембраны, приводят к потере ионов, коллапсу протонных насосов и истощению пула АТФ [7].

2.2. Антиоксидантная активность

Эфирное масло O. tyttanthum продемонстрировало наивысшую антиоксидантную активность среди растений, исследованных в работе Sharopov et al. [5]: IC₅₀ по методу ABTS составила 0,12 мг/мл, по методу DPPH - 0,28 мг/мл. Авторы связывают столь высокую активность с доминированием в составе масла фенольных монотерпенов - карвакрола и тимола, которые эффективно нейтрализуют свободные радикалы за счёт донирования атома водорода гидроксильной группой фенольного кольца [4].

2.3. Противовоспалительная активность

IC₅₀ ингибирования 5-липоксигеназы (5-LOX) для масла O. tyttanthum составила 14,78 мкг/мл [5]. Поскольку 5-LOX - ключевой фермент синтеза лейкотриенов, участвующих в развитии воспалительных и аллергических реакций, данный результат подтверждает перспективность вида в качестве источника природных противовоспалительных агентов. Механизм противовоспалительного действия карвакрола связан с подавлением синтеза провоспалительных цитокинов IL-1β и IL-6 [4].

2.4. Прочие виды активности

Nuraliev & Zubaidova [8] выявили гипохолестеринемическую и гиполипидемическую активность эфирного масла O. tyttanthum на экспериментальных животных. Kh.N. Aripov et al. [2] описали использование надземной части как природного инсектицида для защиты сушёных фруктов. Takeda et al. [9] показали, что выделенный ими новый фенольный гликозид проявляет цитотоксическую активность in vitro.

Таблица 1.

Биологическая активность эфирного масла Origanum tyttanthum

3. Перспективы введения в культуру

3.1. Фенологические особенности в аридных условиях

В условиях Кашкадарьинской области (среднегодовая температура +18+22°C, годовое количество осадков 280-320 мм, максимальная летняя температура до +45°C) O. tyttanthum проявляет характерную для ксерофитных растений адаптацию: ранний весенний старт вегетации (март), цветение в июле-августе, завершение вегетации в октябре. Оптимальным сроком уборки надземной массы является фаза начала цветения, когда содержание карвакрола в масле достигает максимума, а суммарный выход масла составляет 1,5-2,1% [4, 6].

3.2. Семенная продуктивность и параметры хранения

Свежесобранные семена O. tyttanthum характеризуются первичным физиологическим покоем (всхожесть 7-9%), обусловленным высоким содержанием абсцизовой кислоты. Оптимальная всхожесть (78-82%) достигается после 6-12 месяцев хранения при комнатной температуре (+18+22°C). Для долгосрочного хранения рекомендуется режим +4+6°C при влажности 6-8%, обеспечивающий сохранение всхожести до 86-89% в течение 36 месяцев. Данные закономерности аналогичны описанным для O. vulgare [10].

3.3. Агрономические условия и ресурсный потенциал

O. tyttanthum хорошо адаптирован к маломощным каменистым и щебнистым почвам, устойчив к засухе и не требует орошения при минимальном увлажнении. Размножение возможно, как семенным, так и вегетативным путём (отрезки корневищ). Вегетативное размножение предпочтительно для сохранения хемотипа с высоким содержанием карвакрола. С одного гектара плантации реально получать 150-250 кг эфирного масла ежегодно. Учитывая высокую востребованность натуральных карвакрол- и тимолсодержащих масел на мировом рынке (антибактериальные препараты, пищевые консерванты, ветеринарные средства), создание промышленных плантаций O. tyttanthum в Кашкадарьинской области является экономически обоснованным [4, 6].

4. Заключение

1. Эфирное масло O. tyttanthum обладает доказанной антибактериальной (МИК для E. coli -312,5 мкг/мл), антиоксидантной (IC₅₀ по ABTS - 0,12 мг/мл) и противовоспалительной (IC₅₀ ингибирования 5-LOX - 14,78 мкг/мл) активностью, что подтверждает его высокий фармакологический потенциал.

2. Оптимальный срок уборки сырья - фаза начала цветения (июль-август), когда суммарное содержание карвакрола и тимола в масле достигает максимума.

3. Для обеспечения семенного размножения рекомендуется использование семян с 6-12-месячным сроком хранения при +18+22°C; долгосрочное хранение следует осуществлять при +4+6°C.

4. Кашкадарьинская область располагает природно-климатическими условиями, благоприятными для промышленного плантационного выращивания O. tyttanthum как ценного источника карвакрол и тимолсодержащего эфирного масла.

Список литературы:

1. Arabova N.Z. Features of expansion of species of Lamiaceae family in the nature of Uzbekistan // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2019. - № 1-2. - P. 6-9.
2. Mamadalieva N.Z., Akramov D.K., Ovidi E. et al. Aromatic Medicinal Plants of the Lamiaceae Family from Uzbekistan // Medicines (Basel). - 2017. - Vol. 4(1). -P.8. DOI10.3390/medicines4010008. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5597069/
3. Arabova N.Z. Лекарственные свойства некоторых растений семейства Lamiaceae // Вестник науки и образования. - 2022. - № 7-1 (127). - С. 15-17.
4. Baser K.H.C., Demircakmak B., Nuriddinov K.R. et al. Composition of the essential oil of Origanum tyttanthum Gontsch. from Uzbekistan // J. Essent. Oil Res. - 1997. - Vol. 9(5). - P. 611–612. DOI: 10.1080/10412905.1997.9700793
5. Sharopov F., Sulaymonova V., Setzer W.N. Antimicrobial, Antioxidant, and Anti-Inflammatory Activities of Essential Oils of Selected Aromatic Plants from Tajikistan // Foods. - 2015. - Vol. 4(4). - P. 645-657. DOI: 10.3390/foods4040645.URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5224554/
6. Dzumayev K.K., Tkachenko K.G., Zenkevich I.G., Tsibulskaya I.A. Essential oils of Origanum tytthanthum Gontsch. produced from plants grown in southern Uzbekistan // J. Essent. Oil Res. - 1999. - Vol. 11(5). - P. 593-598.
7. Sharopov F., Kukaniev M.A., Sulaymonova V. et al. Composition of the essential oil of Origanum tyttanthum from Tajikistan // Nat. Prod. Commun. - 2011. -Vol. 6(11). - P. 1719–1722. PMID: 22224296.
8. Nuraliev Y.N., Zubaidova T.M. Hypocholesterinemic and hypolipidemic effects of ether oil of Origanum tyttanthum Gontsch. // Khim. Farm. Zh. - 1994. - Vol. 28. -P. 63-4.
9. Takeda Y., Tomonari M., Arimoto S. et al. A new phenolic glucoside from an Uzbek medicinal plant, Origanum tyttanthum // J. Nat. Med. - 2008. - Vol. 62(1). - P. 71-74. DOI: 10.1007/s11418-007-0187-y. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11418-007-0187-y
10. Azizi M., Rahmanian M., Hasanzadeh H. Germination and seedling growth of oregano as affected by seed priming and storage // Sci. Hortic. - 2021. -Vol. 276. - P. 109757. DOI: 10.1016/j.scienta.2020.109757