Analytical support to obtain lithium-containing plant extracts of the rhythm-modulating action.pdf Введение Растения являются важными природными источниками макро- и микроэлементов. Они находятся в растениях в оптимальных соотношениях и образуют комплексные металлорганические соединения с биологически активными веществами. Данное свойство определяет их функциональную активность и способствует лучшей усвояемости организмом человека. Микроэлементы играют важную роль в биогенезе природных веществ, их необходимо рассматривать совместно с БАВ растений, так как они в значительной мере влияют на фармакологические свойства. Так, многие элементы периодической таблицы Д.И. Менделеева, в том числе литий, проявляют разнообразную биологическую активность. Для катиона лития характерен ряд важных аспектов. В организме литий высвобождает ионы магния из клеточного депо, тем самым уменьшая скорость передачи нервных импульсов, что в конечном итоге приводит к снижению возбудимости нервной системы. Под влиянием лития увеличивается потребление глюкозы, возрастают синтез гликогена и уровень инсулина в сыворотке крови. Катион лития накапливается в лимфоузлах, легких, костях, кишечнике, надпочечниках [1]. Выявлены ритмомодулирующие свойства и влияние солей лития на циркадианные ритмы [2]. Следует отметить, что влияние солей лития, в частности механизмы его действия на центральную нервную систему, изучены в недостаточной степени [3]. В ходе проведенных исследований выявлена способность некоторых растений избирательно накапливать литий. К числу таких растений-концентраторов лития относится репешок волосистый Agrimonia pilosa Ledeb (сем. Rosaceae). Растение широко применяется в народной медицине Российской Федерации и стран Востока как гепатопротекторное, противомалярийное средство. Научной медициной установлены многочисленные виды биологической активности: гиполипидемическая, антиоксидантная, противоопухолевая, противовирусная и др. [4, 5]. Химический состав растения представлен флавоноидами (апигенин, квер-цетин, лютеолин и их гликозиды), сапонинами производными урсана - урсо-ловая и коросоловая кислоты, дубильными веществами смешанной группы, полисахаридами, витаминами К, С, Е, макро- и микроэлементами [6]. Ранее нами установлена возможность коррекции десинхроноза ритма «сон-бодрствование» растительными комплексами лития [7]. В настоящей работе приведены результаты исследования по созданию алгоритма аналитического сопровождения разработки лекарственных препаратов на основе экстрактов растений, содержащих литий. Представленная методика предусматривает также определение сопутствующих элементов, влияющих на фармакологическое действие создаваемого препарата. Цель настоящей работы - создание алгоритма химико-спектрального аналитического сопровождения разработки лекарственных препаратов, оценка динамики накопления лития и сопутствующих элементов в объектах растительного и животного происхождения. Экспериментальная часть Применяемые аппаратура, материалы. Сбор надземной части репешка волосистого (Agrimonia pilosa) и его корней осуществляли в смешанном лесу в июле 2013 г. в фазу цветения. Места сбора: г. Колпашево, г. Томск (Томская область), г. Абакан (Республика Хакасия). Сырье высушивали воздушным способом, фармакопейными методами определяли влажность и зольность, измельчали и просеивали через сито с диаметром отверстий 2-3 мм. Содержание лития в сырье, экстракте, фракциях БАВ и в мозговой ткани животных определяли с помощью атомно-абсорбционного спектрометра SOLAAR серии S производства «Thermoelectron» (США) с усиленной дейтериевой коррекцией фона с пламенным атомизатором в режиме эмиссии. Количественное определение макро- и микроэлементов, лития в исследуемом растении, экстрактах, их фракциях и мозговой ткани крыс проводили методом дуговой атомно-эмиссионной спектрометрии (ДАЭС) [8, 9] с использованием комплекса «Гранд», включающего спектроанали-тический генератор «Везувий-3», полихроматор «Роуланд» и многоканальный анализатор эмиссионных спектров (МАЭС) (НПО «Оптоэлектро-ника», Россия). Для исследования анионного состава зольных остатков растений был использован метод ИК-спектроскопии [8]. Определение проводили с помощью Фурье спектрометра «Nicolet 6700». Результаты проведенных исследований и их обсуждение. Модельная схема проведения химико-аналитических исследований представлена на рис. 1. На первом этапе с помощью метода эмиссионной спектрометрии (комплекс «Гранд») осуществляли скрининговые исследования зольных остатков репешка волосистого. Пробоподготовка: высушенные пробы массой 0,5000 г помещали в предварительно прокаленные и взвешенные кварцевые тигли. Озоление проводили в муфельной печи до постоянной массы, постепенно повышая температуру до 450-500°С. Полученный зольный остаток разбавляли графитовым порошком (ОСЧ-6-4). Оптимальная степень разбавления при определении матричных элементов и на их фоне содержания лития составила 1:100. При этом разбавлении определяемые элементы попадают в центр калибровочного графика государственных стандартных образцов СОГ-37 (ГСО 8487-2013) [9]. Содержание калия определяли методом пламенной фотометрии (ПФ). Для учета влияния матричных элементов на содержание лития использовали атомную и ИК-спектроскопию, посредством которых устанавливали молекулярный состав зольных остатков репешка волосистого. В табл. 1 приведено содержание матричных элементов (мкг/г) в зольном остатке растения Agrimonia pilosa, произрастающего в различных областях. Как видно, зола растений независимо от места сбора состоит, главным образом, из следующих элементов (в порядке их убывания в пробах): K>Ca>Mg>Si>P>Fe>Zn. Причем содержание калия и кальция значительно превосходит содержание других элементов. Таблица 1 Содержание матричных элементов и лития (мкг/г) в зольных остатках растения Agrimonia pilosa в зависимости от места сбора (n=5; Р=0,95) \ч,3лемент Место. Li Ca Fe K Mg Na P Si Zn сбора Томск 190 91000 3640 186000 22400 2150 15300 4200 4900 ±10 ±4000 ±360 ±9000 ±2200 ±210 ±800 ±400 ±400 Колпашево 74 124000 8000 17400 31600 1790 16000 28200 1690 ±4 ±6000 ±400 ±800 ±1500 ±90 ±800 ±1400 ±90 Абакан 80 135000 8100 150000 33800 1740 12800 19700 1230 ±4 ±7000 ±800 ±8000 ±1700 ±90 ±600 ±800 ±120 С помощью ИК-спектроскопии с использованием Фурье спектрометра «Nicolet 6700» установлен анионный состав золы (рис. 2). Основная полоса поглощения (1450-1410 см-1) принадлежит карбонат-анионам CO32-. Им также соответствуют полосы поглощения 878 и 712 см-1. Полоса поглощения 1100-1000 см-1 принадлежит фосфат-ионам PO43- [8]. Таким образом, можно предположить, что основу зольного остатка растений представляют собой карбонаты калия и кальция с примесями фосфатов. В этом же виде, предположительно, находятся все остальные элементы. Поэтому для учета влияния матричных ионов на скрининг лития в растениях в состав стандартов необходимо вводить корректирующие добавки в виде карбонатов калия и кальция в строгом соответствии с содержанием их в составе пробы. Результаты анализа лития с учетом корректирующих добавок представлены в табл. 1. Процедура проведения спектрального анализа: навески проб и стандартных образцов (CO) массой 0,015 г испаряли из канала анодного электрода (глубина, диаметр кратера 0,0040-0,0045 м). Катодом служил электрод, заточенный на конус (в работе использовали графитовые электроды для спектрального анализа ОСЧ-7-4). Условия регистрации спектров: постоянный ток 13 А; расстояние между электродами - 0,003 м; ширина щели - 3,0^10-5 м; диафрагма - 0,005 м; накоплений - 160; длительность накоплений - 125 мс; полная экспозиция - 20 с. Скрининг лекарственных растений на содержание регламентируемых элементов Рис. 1. Модельная схема этапов химико-аналитического контроля динамики накопления регламентируемых металлов при создании лекарственных средств на основе растений семейства розоцветных (*Биологически активные вещества) Рис. 2. ИК-спектр поглощения золы растения Agrimonia pilosa Второй этап (см. рис. 1). Водный экстракт получали по следующей технологии: сухое измельченное растительное сырье заливали бидистил-лированной водой в соотношении 1:20 в колбе с обратным холодильником и нагревали на водяной бане при 90°С в течение 1 ч. Извлечение фильтровали, экстракцию повторяли дважды в указанных выше условиях. Полученные извлечения объединяли, фильтровали под вакуумом и концентрировали на ротационном испарителе при tNa>Mg>Ca и, главным образом, представлен фосфатом калия (K3PO4). Поэтому для спектрального определения примесей, сопутствующих литию, необходимо в образцы сравнения вводить соответствующую корректирующую добавку, приводя их в строгое соответствие с составом пробы. Таблица 3 Содержание матричных элементов в золе мозга подопытных крыс (n=5; Р=0,95) Элемент Содержание элемента (мкг/г), определенное методом ДАЭС с МАЭС ПФ Ca 3860±390 «-» Mg 8400±800 «-» P 95000±4000 «-» Na «-» 31900±1600 K «-» 145000±8000 Примечание. «-» - содержание элемента данным методом не определялось. Результаты анализа лития в мозговой ткани подопытных крыс с использованием в качестве статистической обработки метода «Ящик с усами» приведены на рис. 3. Рис. 3. Содержание лития в мозговой ткани подопытных крыс в зависимости от состава вводимых экстрактов и фракций растения Agrimonia pilosa: А - интактная группа; В - водорастворимые полисахариды из водного экстракта листьев; С - дубильные вещества из водного экстракта листьев; D - водный экстракт корней; Е - водный экстракт листьев (статистическая обработка результатов анализа проведена по методу «Ящик с усами»: n = 8; 1 и 2 - верхний и нижний квартили соответственно; 3 - медиана) Заключение В результате проведённых исследований подобраны оптимальные процедуры аналитического сопровождения разработки лекарственных препаратов, заключающиеся в выборе вариантов пробоподготовки и соответствующих методов анализа. Впервые выполнено аналитическое сопровождение скрининга БАВ, обладающих ритмомодулирующим эффектом, и оценка их свойств на биомодели десинхроноза. Установлено, что фракции ВРПС и ДВ повышают содержание лития в мозговой ткани крыс на 45,09 и 82,35% соответственно, по сравнению с контрольной группой. Установлено, что фракция ВРПС оказывает тонизирующее (возбуждающее) действие на центральную нервную систему без проявления ритмомодулирующих эффектов, в то время как фракция ДВ оказывает противоположное фармакологическое действие (седативный эффект, присущий солям лития) и проявляет ритмомодулирующую активность. Подобраны оптимальные условия контроля сопутствующих литию элементов, влияние которых следует установить при проведении дальнейших исследований.

Скачать электронную версию публикации