Использование различных частей растений в качестве пищи и получения напитков, а также применение лекарственных растений в лечении многих заболеваний является древней традицией многих народов. В последние годы исследователей вновь заинтересовала возможность применения натуральных веществ для улучшения качества пищевых продуктов [1]. Известно, что большинство необходимых организму фитохимических веществ содержится в растениях. К такой группе биоактивных соединений относятся полифенолы, которые являются одними из многочисленных вторичных метаболитов растений и составляют неотъемлемую часть рациона человека. Полифенольные соединения вызывают интерес ученых ввиду их эффективности при лечении и профилактике рака, нейродегенеративных заболеваний, атеросклероза, расстройств сердечно-сосудистой системы и др. Разносторонний терапевтический эффект полифенольных соединений связывают с их свойствами снижать образование свободных радикалов, приводящих к развитию окислительного стресса [2, 3].
Чайные напитки являются заменителями классического чая. Получают чайные напитки путем купажирования предварительно подготовленного лекарственного сырья и дикорастущих плодов и ягод. Ценность этих напитков заключается в восполнении дефицита тех или иных веществ в питании человека, таким образом, они являются компенсаторами несбалансированного питания человека. Как известно, чайные напитки могут быть однокомпонентными – из одного вида растительного сырья и многокомпонентыми, с добавлением и без добавления чая [4].
Известно, что зеленый чай является распространенным напитком и обладает множеством положительных эффектов на организм в силу своего уникального состава. Однако, зачастую в ходе технологических манипуляций при изготовлении готовых чайных напитков происходит потеря полезных свойств чайного листа [5].
Целью нашей работы явилось исследование антиоксидантных свойств ряда лекарственных растений из семейства сложноцветные (Asteraceae), а также их сочетанного действия с экстрактом зеленого чая для возможности применения в приготовлении чайных напитков.
Материалы и методы исследования
Объектами исследований служили растения семейства сложноцветных: лопух войлочный (Arctium tomentosum), девясил высокий (Inula helenium), ромашка аптечная (Matricaria recutita), мать и мачеха (Tussilago farfara), тысячелистник азиатский (Achillea asiatica), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium), сушеница болотная (Gnaphalium pallustris), эхинацея пурпурная (Echinacea purpurea), василек синий (Centaurea cyanus), полынь рутолистная (Artemisia rutefolia), полынь цитварная (Artemisia cina). полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris), череда трехраздельная (Bidens tripartite), календула обыкновенная (Calendula officinalis), из которых получали экстракты.
В соответствии с целью и задачами работы эксперименты проводились условиях in vitro. Эксперименты в условиях in vitro проводили на микросомах печени белых беспородных крыс массой 300–350 г.
Приготовление экстрактов. Для получения экстрактов сухое сырье измельчали и экстрагировали дважды 50 % спиртом в соотношении 1:8 сырье-экстрагент при температуре 20–25 °С. Время экстракции составило 20 часов. Полученные экстрагенты центрифугировали при 1000 g, отфильтровывали, смешивали. Полученные экстракты использовали для дальнейших исследований на микросомальных фракциях, выделенных из печени крыс.
Для получения гомогената навеску (0,5–1,0 г) ткани печени крыс после промывания в охлажденном физиологическом растворе помещали в 10 мл среды, содержащей 0,85 % NaCl и 50 мМ КН2РО4, (рН 7,4 при 4 °С) и гомогенизировали гомогенизатором типа Polytron в течение 90 сек. Гомогенат центрифугировали при 10000 g в течение 20 мин. Микросомную фракцию получали, центрифугируя супернатант при 30000 g в течение 60 мин. Надосадочную жидкость осторожно сливали и осадок, представляющий собой фракцию тяжелых микросом, суспендировали в среде, содержащей 25 % глицерина, 0,1 мМ ЭДТА, 0,2 мМ СаСl2, 10 мМ гистидина, (рН 7.2 при 4 °С) и хранили при температуре минус 4 °С. Об интенсивности ПОЛ в судили по содержанию ТБК-активных продуктов, одним из которях является малоновый диальдегид (МДА). Его концентрацию определяли по интенсивности развивающейся окраске в результате взаимодействия с тиобарбитуровой кислотой (ТБК) по методу Н.О. Ohkawa e.a. [6]. Для индукции процесса ПОЛ применяли систему Fe2+ (0,02 мМ)+аскорбат (0,5 мМ). Окисление проводили в среде гомогенизирования в термостатируемых ячейках при 37 °С с постоянным перемешиванием. За накоплением малонового диальдегида (МДА) – продукта ПОЛ, следили по реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой, оптическую плотность измеряли при 532 нм. Расчет содержания продуктов, реагирующих с ТБК, проводили с учетом коэффициента молярной экстинкции МДА, равного 1,56×105 М-1×см-1. Проводили статистическую обработку данных.
Результаты исследования и их обсуждение
Для решения поставленных задач было проведено исследование влияния водно-этанольных экстрактов растений на состояние мембран печени крыс в условиях in vitro. Антиоксидантные свойства исследованных экстрактов растений семейства сложноцветных (Asteraceae) приведены в таблице.
Влияние экстрактов растений семейства сложноцветных (Asteraceae) на процессы ПОЛ в микросомах печени крыс
|
Виды растений |
Концентрация экстракта (мкг сухого вещества/мг белка) |
||||
|
0 |
10 |
20 |
50 |
100 |
|
|
Лопух войлочный-Arctium tomentosum |
100 |
84,0 ± 4,2 |
68,0 ± 3,4 |
61,5 ± 3,1 |
20,6 ± 1,01 |
|
Девясил высокий – Inula helenium |
100 |
91,0 ± 4,55 |
61,1 ± 3,1 |
33,0 ± 1,6 |
23,0 ± 1,15 |
|
Ромашка аптечная-Matricaria recutita |
100 |
84 ± 5,6 |
67 ± 3,3 |
7,8 ± 3,87 |
7,1 ± 3,5 |
|
Мать и мачеха-Tussilago farfara |
100 |
11,2 ± 1,0 |
7,2 ± 0,38 |
6,6 ± 3,3 |
6,2 ± 3,1 |
|
Тысячелистник азиат-ский – Achillea asiatica |
100 |
118,0 ± 5,7 |
113,0 ± 5,55 |
19,8 ± 1,05 |
14,9 ± 0,76 |
|
Тысячелистник обыкновенный – Achillea millefolium |
100 |
110,0 ± 5,4 |
87,1 ± 4,34 |
82,3 ± 4,1 |
19,5 ± 0,1 |
|
Сушеница болотная – Gnaphalium pallustris |
100 |
53,8 ± 2,69 |
55,0 ± 2,75 |
10,7 ± 5,5 |
10,4 ± 0,5 |
|
Эхинацея пурпурная- Echinacea purpurea |
100 |
43,1 ± 2,14 |
40,1 ± 20,3 |
33,0 ± 1,55 |
21,1 ± 1,02 |
|
Василек синий-Centaurea cyanus |
100 |
98,0 ± 4,9 |
50,0 ± 2,5 |
11,0 ± 0,55 |
9,4 ± 0,465 |
|
Полынь рутолистная – Artemisia rutefolia |
100 |
85,0 ± 4,25 |
43,0 ± 2,1 |
37,8 ± 1,94 |
11,8 ± 0,59 |
|
Полынь цитварная – Artemisia cina |
100 |
45,3 ± 2,7 |
40,0 ± 2,0 |
17,0 ± 0,85 |
8,0 ± 0,39 |
|
Полынь обыкновенная -Artemisia vulgaris |
100 |
91,2 ± 4,5 |
39,1 ± 1,98 |
13,3 ± 0,65 |
12,4 ± 0,62 |
|
Череда трехраздельная- Bidens tripartita |
100 |
17,0 ± 1,35 |
10,5 ± 1,0,2 |
5,0 ± 0,75 |
4,0 ± 0,7 |
|
Календула обыкновенная- Calendula officinalis |
100 |
76,0 ± 3,7 |
30,4 ± 1,5 |
22,8 ± 1,1 |
16,1 ± 0,8 |
Рис. 1. Исследование влияния растительных экстрактов на состояние гепатоцитов. По оси абсцисс: концентрация экстракта, мкг; по оси ординат: уровень ПОЛ, %
Рис. 2. Исследование сочетанного влияния экстрактов и чая на состояние мембран клеток печени крыс. По оси абсцисс: концентрация экстракта, мкг; по оси ординат: уровень ПОЛ, %
Как видно из данных таблицы, экстракты всех 14 исследованных растений с увеличением концентрации с 10 мкг до 100 мкг сухого вещества/мг белка уменьшают накопление ТБК-активных продуктов в микросомах. Экстракты растений мать и мачехи и череды трехраздельной при концентрации 10 мкг сухого вещества/мг белка ингибируют процесс перекисного окисления липидов (ПОЛ) на 83 и 89 %, с увеличением концентрации экстрактов полностью подавляется образование перекисных продуктов. Следует отметить, что экстракты некоторых растений при низких концентрациях проявляют прооксидантные свойства, повышая содержание ТБК-активных продуктов выше контрольных значений на 10–20 % (тысячелистник обыкновенный, тысячелистник азиатский), при увеличении концентрации экстрактов содержание МДА уменьшается.
Анализ полученных данных показал, что экстракт ромашки аптечной, сушеницы болотной и василька синего снижают образование продуктов ПОЛ на 90–93 % при концентрациях свыше 50 мкг.
В следующей серии экспериментов были исследованы противоокислительные свойства экстрактов зеленого чая, а также сочетанного действия экстрактов чая и лекарственных растений на состояние мембран гепатоцитов крыс (рис. 1, 2).
Следует отметить, что для данных целей были выбраны экстракты травы мать и мачехи и череды трехраздельной, так как они показали лучший результат в предыдущих экспериментах.
Как видно из данных рис. 1, при сравнении антиоксидантного потенциала экстрактов зеленого чая, травы череды и мать и мачехи выявлено, что экстракт мать и мачехи и череды оказывают равнозначное действие на мембраны печени крыс, тогда как экстракт чая несколько уступает им в диапазоне концентраций 0,5–10 мкг. При действии концентраций всех экстрактов свыше 10 мкг отмечено практически полное подавление образования МДА. Определение показателя IC50 (концентрация экстракта, при которой уровень ПОЛ ингибируется на 50 %) выявил, что для экстракта зеленого чая он равен 5 мкг, для череды 2,4 мкг и для экстракта мать и мачехи 3,1 мкг.
Исследование сочетанного действия экстрактов чая и лекарственных растений для анализа перспективы их использования в качестве чайных напитков с антиоксидантными свойствами приведены на рис. 2.
Результаты исследования показали, что все изученные экстракты оказывают дозозависимый противоокислительный эффект. Однако из данных рисунка видно, что значительным тормозящим действием на процессы липопероксидации обладает композиция из сочетания мать и мачеха и зеленого чая. Значение IC50 для данной композиции составляет 1,97 мкг, тогда как для отдельных составляющих компонентов, этот показатель равен 5 мкг и 3,1 мкг. Следовательно, антиоксидантные вещества в составе экстрактов мать и мачехи и зеленого чая обладают синергичным действием, что имеет большую перспективу для улучшения свойств чайных напитков на основе зеленого чая.
Эксперименты с сочетанием экстрактов череды и зеленого чая показали, что данная композиция аналогично предыдущей обладает более выраженным противоокислительным действием по сравнению с экстрактом чая, но практически не превышает значений показателя антиоксидантной активности отдельно взятого экстракта череды. Показатель IC50 для сочетания череда и зеленый чай составляет 3,7 мкг, тогда как IC50 экстракта череды равен 2,4 мкг. Вероятно, это связано с антагонистическим действием веществ в составе череды и зеленого чая. Сочетание экстрактов череды и мать и мачехи также не привело к значительным изменениям ингибирующего влияния на образование продуктов ПОЛ в микросомах гепатоцитов.
Заключение
На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что практически все исследованные растения можно применять в целях изготовления чайных напитков, обладающих антиоксидантными свойствами. Следует отметить, что исследование противоокислительного потенциала растительного сырья позволяет оптимально подобрать соотношение ингредиентов при составлении многокомпонентных чайных напитков, оказывающих противоокислительный эффект.