АНТИРАДИКАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ЭКСТРАКТОВ ЛАБАЗНИКА

Актуальность нашего исследования заключается в том, что необходимы разработки средств и методик, поиск решений проблем и задач по борьбе с причинами возникновения окислительного стресса организма человека. В современном мире стоит острая проблема по выведению рецептур лекарств на основе растительного сырья, которые способны противостоять стрессовым окислительным процессам в организме человека.

В нашем исследовании были проведены опыты по изучению антирадикальных свойств экстрактов лабазника вязолистного. Данное растение мало исследовано с точки зрения наличия в его составе компонентов (дигидрокверцетин, кумарины, флавоноиды, аскорбиновая кислота и много других), которые способны бороться со свободными радикалами [4]. Несмотря на этот факт, те немногочисленные имеющиеся сведения дают основание для подробного исследования лабазника вязолистного как источника антиоксидантов.

Известно [1, 2], что перекись водорода необходима организму как основа защиты иммунитета человеческого организма. В клетках человека перекись образуется в необходимых количествах из воды и кислорода. Но при окислительном стрессе наблюдается дисбаланс перекиси водорода, чаще всего в сторону значительного увеличения ее концентрации в клетках, вместо процессов защиты организма возникают разрушительные воздействия. Избыток Н₂О₂ провоцирует появление свободных радикалов, которые в свою очередь приводят системы организма в состояние окислительного стресса. В экспериментах химии высоких энергий генерация перекиси водорода происходит при облучении водных растворов:

Н₂О ~~→ Н₂О⁺ + е^-

Н₂О + е^- → Н₂О^–

Ионы воды неустойчивы и самопроизвольно распадаются с образованием радикалов Н∙ и ОН

Н₂О⁺ → Н⁺ + ОН∙

 Н₂О^– → Н∙ + ОН^–

Свободные радикалы перемещаются в жидкой среде и распространяются по всему организму, при этом часть радикалов рекомбинируют друг с другом:

Н∙ + Н∙ → Н₂

ОН∙ + ОН∙ → Н₂О₂

Н∙ + ОН∙ → Н₂О

Исследование изменения концентрации перекиси водорода при внесении в систему экстрактов лекарственного растения служит оценкой антирадикальной активности лабазника, что и стало целью данной работы.

Методика эксперимента

Объектом исследования стали водные и водно-этанольные (40 % и 75 % объем.) экстракты из травы лабазника вязолистного (Filipéndula ulmária) из аптечной сети. Масса навески высушенного растительного сырья равна 1 г на 100 мл растворителя. Концентрация перекиси водорода равна 3 %.

Спектры оптического поглощения экстрактов лабазника вязолистного измерялись на спектрофотометре СФ-2000. Эталоном сравнения служили выбранные растворители, длина оптического пути кварцевой кюветы равна 1см и 1 мм. Аналитические длины волн 240 нм и 350 нм (йодометрическое определение перекиси водорода).

Исследуемые системы:

№1. К 75 % этанольному экстракту лабазника объёмом 1 мл прилили 3 мл 75 % этилового спирта.

№2. Смешали 1 мл раствора №1 с 2,5 мл этилового спирта 75 % и 0,5 мл перекиси водорода.

№3. Этиловый спирт (75 % объем.).

№4. Смешали 3,5 мл раствора №3 с 0,5 мл перекиси водорода.

№5. Смешали 1 мл исходного экстракта на 75 % этаноле с 3 мл 75% этанола. Затем прилили 0,5 мл H₂O₂

№6. Отобрали 2 мл раствора №1 и облучили. Прилили 0,5 мл H₂O₂

№7. Отобрали 1 мл раствора №2 и снова облучили. Прилили 0,5 мл H₂O₂

Растворы №1, №3 измерены на приборе СФ -2000 при λ = 240 нм. Растворы №2, № 4 измерены при λ = 240 нм после внесения в исследуемый раствор перекиси водорода через следующие промежутки времени: 6, 10, 20, 30, 60 мин. Растворы №5, №6 и №7 облучали на рентгеновской установке (мощность поглощенной дозы по дозиметру Фрике равна 1,0±0,02 Гр/с), далее растворы анализировали йодометрически по методике [3]. Количество образовавшегося йода определяли спектрофотометрическим методом при λ_max = 350 нм. В качестве раствора сравнения использовать буферный раствор. Количество зарегистрированного йода соответствует концентрации перекиси по реакции:

2KI + H₂O₂ → I₂ + 2KOH.

Результаты и их обсуждение

На рис. 1 и рис. 2 представлены спектры оптического поглощения исходных экстрактов лабазника в водно-этанольных растворах.

Показано, что при использовании в качестве растворителя 75 % этилового спирта экстракция различных активных веществ из лабазника протекает эффективнее. Необходимо отметить, что экстракт лабазника в 75 % этаноле имеет зеленоватый оттенок (рис. 2), что позволяет сделать предположение о том, что происходит экстракция хлорофилла (λ=660нм).

 В работе проведено сравнение изменения концентрации перекиси водорода при аналитической длине волны 240 нм в водном и водно-этанольном экстрактах лабазника (75 % объемн. этанола) (рис. 3) и в соответствующих растворителях.

Рисунок 1. Спектры оптического поглощения экстракта лабазника: 1 – в воде при разбавлении в 2 раза, 2 – в 40 % этаноле при разбавлении в 4 раза, 3 – в 75 % этаноле при разбавлении в 4 раза. Длина оптического пути 1 мм

Рисунок 2. Спектры оптического поглощения экстракта лабазника: 1 – в воде, 2 – в 40 % этаноле, 3 – в 75 % этаноле. Длина оптического пути 1 см

Рисунок 3. Изменения оптической плотности при λ = 240нм от времени после внесения раствора перекиси для следующих растворов: 1 – 75 % этанол, 2 –экстракта лабазника (75 % этанол).

Установлено, что после внесения перекиси водорода в систему этанольный экстракт лабазника снижает ее концентрация: оптическая плотность при 240 нм с течением времени уменьшается, тогда как в присутствии растворителя изменений не зарегистрировано. Следовательно, можно сделать вывод о том, что этанольный экстракт лабазника проявляет антирадикальные свойства по отношению к перекиси водорода, внесенную в систему, тогда как водный экстракт лабазника при внесении 500 мкл перекиси водорода не изменил ее концентрацию в системе.

Также в работе проведено сравнение оптической плотности образцов этанольного (75% объемн.) экстракта лабазника до и после воздействия рентгеновского облучения (доза облучения 1 кГр) (рис. 4), образование перексиси водорода регистрировали с помощью стандартной йодометрической методики [3].

Рисунок 4. Изменения оптической плотности растворов лабазника до и после облучения: 1 – необлученные растворы, 2 – облученные образцы.

По диаграмме видно, что облученный дозой 1 кГр раствор экстракта лабазника эффективнее снижает концентрацию перекиси водорода в системе, чем необлученный. Следовательно, продукты радиационно-химического превращения экстракта лабазника эффективнее снижают концентрацию перекиси, чем исходный экстракт лабазника.

Выводы.

1. Этанольный экстракт лабазника способен эффективнее уменьшать содержание перекиси в системе, чем водный.

2. Облученный экстракт, т. е. продукты его превращения, эффективнее снижают содержание перекиси в системе, чем необлученный.

Несмотря на некоторую определенность, которую привнесли результаты наших экспериментов, необходимо приложить еще немалые усилия для дальнейшего исследования антирадикальной активности лабазника вязолистного в свободно-радикальных реакциях.

Список литературы:

1. Александров Ю.А. Основы радиационной экологии: учебное пособие / Мар. гос. ун-т. – Йошкар-Ола, 2007. – 268 с.
2. Гребенюк А. Н., Стрелова О. Ю., Легеза В. И., Степанова Е. Н. Основы радиобиологии и радиационной медицины: учебное пособие. — СПб: ООО Издательство «ФОЛИАНТ», 2012. – 232 с.
3. Практикум по радиационной химии: учебное пособие / А. А. Фенин, И. Г. Антропова, С. В. Горностаева. - Москва: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2016. - 64 с.
4. Шелковская О.В., Иванов В.Е., Карп О.Э., Шелковская О.В. Дигидрокверцетин уменьшает концентрацию перекиси водорода и гидроксильных радикалов, индуцированных рентгеновским излучением // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. По материалам сайта https://vivliophica.com/articles/biologiya/41737.