Вивчення природних речовин, отриманих з бруньок тополі, та їх використання для захисту від дії іонізуючого випромінювання

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-4852.2023.271837

Ключові слова:

Populus balzamifera, екстракція, флавоноїди, UV-VIS спектроскопія, радіопротектори, γ-випромінювання, HPLC, HPLC-MS, бруньки тополі, етанол

Анотація

В даний час для виробництва лікарських і косметичних засобів все частіше використовуються натуральні рослинні екстракти, до складу яких входять біологічно активні речовини.

У зв'язку з небезпекою радіоекологічної кризи особлива увага приділяється пошуку шляхів захисту від наслідків хронічного впливу низькоінтенсивного іонізуючого випромінювання в природних умовах. В даний час не існує ідеального та безпечного радіозахисного засобу, і ми бачимо що вчені всього світу докладають великі зусилля, щоб знайти ці засоби з природних джерел.

Екстракт тополі можливий для використання в якості радіозахисних екранів від γ-випромінювання. Зразки захисних екранів виготовлені з екстракту тополі на папері та показали значний радіозахисний ефект. Фенольні сполуки та флавоноїди широко присутні в рослинах як другий метаболіт і розглядаються для дослідження залежно від їх користі для здоров’я людини, лікування та запобігання багатьом розладам. До основних біологічно активних властивостей флавоноїдів відносять антиоксидантну, протизапальну, протипухлинну, омолоджуючу, антибактеріальну та вірусну, нейропротекторну та радіопротекторну дію.

Метою даної роботи було – вивчення флавоноїдів в екстракті, отриманому з бруньок тополі, та можливості їх використання для захисту від радіації.

Матеріали та методи. Об’єктом дослідження є вегетативні органи тополі (бруньки). У процесі роботи проводились експериментальні дослідження з добування та розділення природних сполук; ідентифікація флавоноїдів; вивчення хімічного складу біологічно активних комплексів тополі та препаратів на їх основі.

Результати дослідження. Дані цих досліджень забезпечують ідентифікацію флавоноїдів за допомогою спектроскопії, кількісне визначення флавоноїдів в екстракті бруньок тополі та можуть сприяти оптимізації процедур радіозахисту. Основними компонентами сухого екстракту бруньок тополі є 2',6'-дигідрокси-4'-метоксіхалкон – 2',6'-дигідрокси-4'-метоксіхалкон – 2,67 %, 3,4-дигідро-2',6'-дигідрокси-4'-метоксихалкон – 2,33 %, пінобаксин -1,91 %, хризин – 0,76 %, піностробін – 0,04 %, піноцембрін – 0,61 %, тектохризин – 0,54 % і галангіну – 0,18 % сухого матеріалу. Результати показали, що потужність проникаючої радіації зменшується зі збільшенням товщини захисного екрана. Потужність проникаючої радіації зменшилася з 78 % при шарі 0,5 мм до 10 % при товщині шару 3 мм. Подальше збільшення товщини захисного екрана (>3 мм) не впливає на потужність дози.

Висновки. Досліджено склад етанолового екстракту бруньок тополі. Зразки захисних екранів на основі екстракту тополі на папері показали значну радіозахисну дію до іонізуючого випромінювання низької інтенсивності

Біографії авторів

Anna Mechshanova, Non-profit limited company "Manash Kozybayev North Kazakhstan University"

Doctoral Student

Department of "Chemistry and Chemical Technologies"

Vladilen Polyakov, Non-profit limited company "Manash Kozybayev North Kazakhstan University"

Doctor of Chemical Sciences, Professor

Department of "Chemistry and Chemical Technologies"

Temenuzhka Radoykova, University of Chemical Technology and Metallurgy

PhD, Assistant Professor

Department of Analytical Chemistry

Посилання

  1. Lozhkina, G. A., Isaeva, E. V., Riazanova, T. V. (2007). Vliianie razlichnykh faktorov na protcess ekstraktcii pochek topolia balzamicheskogo. Khimiia rastitelnogo syria, 2, 51–54.
  2. Castro, S. L. (2006). Propolis: Biological and Pharmacological Activities. Therapeutic Uses of This Bee-product. Annual Review of Biomedical Sciences, 3, 49–83. doi: https://doi.org/10.5016/1806-8774.2001v3p49
  3. Таkibayeva, А. Т., Amirchan, A. A., Kalkenova, A. T., Kulakov, I. V. (2021). Flavonoids of populus balsamifera plants and their biological activity. News. Series chemistry and technology, 1 (445), 147–150. doi: https://doi.org/10.32014/2021.2518-1491.19
  4. El-Enshasy, H. A. (2007). Filamentous Fungal Cultures – Process Characteristics, Products, and Applications. Bioprocessing for Value-Added Products from Renewable Resources, 225–261. doi: https://doi.org/10.1016/b978-044452114-9/50010-4
  5. Meletiadis, J., Meis, J. F. G. M., Mouton, J. W., Verweij, P. E. (2001). Analysis of Growth Characteristics of Filamentous Fungi in Different Nutrient Media. Journal of Clinical Microbiology, 39 (2), 478–484. doi: https://doi.org/10.1128/jcm.39.2.478-484.2001
  6. Isaeva, E. V., Lozhkina, G. A., Litovka, Yu. A., Ryazanova, T. V. (2008). Biologicheskaia aktivnost ekstraktov i efirnykh masel pochek topolia balzamicheskogo Krasnoiarskogo kraia. Khimiia rastitelnogo syria, 1, 67–72.
  7. Stanciauskaite, M., Marksa, M., Liaudanskas, M., Ivanauskas, L., Ivaskiene, M., Ramanauskiene, K. (2021). Extracts of Poplar Buds (Populus balsamifera L., Populus nigra L.) and Lithuanian Propolis: Comparison of Their Composition and Biological Activities. Plants, 10 (5), 828. doi: https://doi.org/10.3390/plants10050828
  8. Bhekti Rahimah, S., Firmansyah, A., Maharani, W., Andriane, Y., Santosa, D., Romadhona, N. (2021). Active compound test: ethanolic extract of White Oyster Mushroom (Pleurotus ostreatus) Using HPLC and LC-MS. F1000Research, 10, 1233. doi: https://doi.org/10.12688/f1000research.73693.1
  9. Bruneton, J.; Bone, K., Mills, S. (2012). Principles of herbal pharmacology. Principles and Practice of Phytotherapy: Modern Herbal Medicine. Churchill Livingstone, Elsevier, 45–82.
  10. Nenkova, S., Radoykova, T., Stanulov, K. (2011). Preparation and antioxidant properties of biomass low molecular phenolic compounds. Journal of the University of Chemical Technology & Metallurgy, 46 (2), 109–120.
  11. Devappa, R. K., Rakshit, S. K., Dekker, R. F. H. (2015). Forest biorefinery: Potential of poplar phytochemicals as value-added co-products. Biotechnology Advances, 33 (6), 681–716. doi: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2015.02.012
  12. Martos, I., Cossentini, M., Ferreres, F., Tomás-Barberán, F. A. (1997). Flavonoid Composition of Tunisian Honeys and Propolis. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 45 (8), 2824–2829. doi: https://doi.org/10.1021/jf9609284
  13. Tyśkiewicz, K., Konkol, M., Kowalski, R., Rój, E., Warmiński, K., Krzyżaniak, M., Gil, Ł., Stolarski, M. J. (2019). Characterization of bioactive compounds in the biomass of black locust, poplar and willow. Trees, 33 (5), 1235–1263. doi: https://doi.org/10.1007/s00468-019-01837-2
  14. Altynbekova, A. K., Altynbekov, K. D., Zholdybaev, S. S. (2016). Primenenie fitopreparata «Topolin s ekstraktom romashki» v kompleksnom lechenii boleznei parodonta. Farmatcevticheskii biulleten, 3-4, 93–101.
  15. Citrin, D., Cotrim, A. P., Hyodo, F., Baum, B. J., Krishna, M. C., Mitchell, J. B. (2010). Radioprotectors and Mitigators of Radiation-Induced Normal Tissue Injury. The Oncologist, 15 (4), 360–371. doi: https://doi.org/10.1634/theoncologist.2009-s104
  16. Satyamitra, M., Mantena, S., Nair, C. K. K., Chandna, S., Dwarakanath, B. S. (2014). The Antioxidant Flavonoids, Orientin and Vicenin Enhance Repair of Radiation-Induced Damage. Scholarena Journal of Pharmacy and Pharmacology, 1 (1). doi: https://doi.org/10.18875/2375-2262.1.105
  17. Hoensch, H. P., Oertel, R. (2015). The value of flavonoids for the human nutrition: Short review and perspectives. Clinical Nutrition Experimental, 3, 8–14. doi: https://doi.org/10.1016/j.yclnex.2015.09.001
  18. Sarbu, L. G., Bahrin, L. G., Babii, C., Stefan, M., Birsa, M. L. (2019). Synthetic flavonoids with antimicrobial activity: a review. Journal of Applied Microbiology, 127 (5), 1282–1290. doi: https://doi.org/10.1111/jam.14271
  19. Ping, X., Junqing, J., Junfeng, J., Enjin, J. (2011). Radioprotective effects of troxerutin against gamma irradiation in V79 cells and mice. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention, 12 (10), 2593–2596.
  20. Havsteen, B. H. (2002). The biochemistry and medical significance of the flavonoids. Pharmacology & Therapeutics, 96 (2-3), 67–202. doi: https://doi.org/10.1016/s0163-7258(02)00298-x
  21. Kuzmanova, V. S., Denev, P., Krachanova, M., Surleva, A., Belcheva, A. (2014). Composition and antioxidant activity of aronia melanocarpa fruit juice. Varna Medical Forum, 3, 1
  22. Lesovaya, J. S., Pisarev D. I., Novikov, O. O., Romanova, T. A. (2010). Development of a method for determining the determination of flavonoids in the herb of the common mantle Alchemilla vulgaris Lsl. Actual Problems of Medicine, 12 (22 (93)), 145–149.
  23. Raudsepp, P. (2021). Polyphenolic composition of rhubarb (Rheum rhaponticum L.) and blackcurrant (Ribes nigrum L.), antibacterial and free radical scavenging properties of these plants in comparison with some other food plants. Available at: https://dspace.emu.ee/xmlui/handle/10492/7064
  24. Polyakov, V. V. (1999). Maslo topolia balzamicheskogo (Populus balzamifera) i proizvodnye miritcetina, obladaiushchie biologicheskoi aktivnostiu. Karaganda.
  25. Smagunova, A. N., Karpukova, O. M. (2008). Methods of mathematical statistics in analytical chemistry. Irkutsk: Irkutsk. gos. univ.
  26. Markham, K. R. (1982). Techniques of flavonoid identification. London: Academic press.
  27. Markham, Ken. R., Mabry, Tom. J. (1975). Ultraviolet-Visible and Proton Magnetic Resonance Spectroscopy of Flavonoids. The Flavonoids, 45–77. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4899-2909-9_2
  28. Okińczyc, P., Widelski, J., Szperlik, J., Żuk, M., Mroczek, T., Skalicka-Woźniak, K. et al. (2021). Impact of Plant Origin on Eurasian Propolis on Phenolic Profile and Classical Antioxidant Activity. Biomolecules, 11 (1), 68. doi: https://doi.org/10.3390/biom11010068
  29. Isaeva, E. V., Lozhkina, G. A., Ryazanova, T. V. (2009). Issledovanie spirtovogo ekstrakta pochek topolia balzamicheskogo. Khimiia rastitelnogo syria, 1, 83–88.
  30. Braslavskii, V. B., Kurkin, V. A., Bakulin, V. T. (1993). Sravnitelnoe khimicheskoe issledovanie nekotorykh vidov i gibridnykh form Populus L., kultiviruemykh v Sibiri. Rastitelnye resursy, 29 (4), 77–81.
  31. Kurkin, V. A., Braslavskii, V. B., Zapesochnaia, G. G. (1993). Issledovanie khimicheskogo sostava pochek Populus balsamifera L. metodom VEZhKh. Rastitelnye resursy, 29 (3), 85–90.
  32. Adekenov, S. M., Baysarov, G. M., Khabarov, I. A., Polyakov, V. V. (2020). Flavonoids of populus balsamifera l. buds and methods for their isolation. Chemistry of Plant Raw Material, 2, 181–188. doi: https://doi.org/10.14258/jcprm.2020027602
  33. Shimoi, K., Masuda, S., Shen, B., Furugori, M., Kinae, N. (1996). Radioprotective effects of antioxidative plant flavonoids in mice. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 350 (1), 153–161. doi: https://doi.org/10.1016/0027-5107(95)00116-6
  34. Yahyapour, R., Shabeeb, D., Cheki, M., Musa, A. E., Farhood, B., Rezaeyan, A. et al. (2018). Radiation Protection and Mitigation by Natural Antioxidants and Flavonoids: Implications to Radiotherapy and Radiation Disasters. Current Molecular Pharmacology, 11 (4), 285–304. doi: https://doi.org/10.2174/1874467211666180619125653
  35. Barquinero, J. F., Almonacid, M., Montoro, A., Sebastià, N., Verdu, G., Sahuquillo, V. et al. (2011). Concentration-dependent protection by ethanol extract of propolis against γ-ray-induced chromosome damage in human blood lymphocytes. Evidence-based complementary and alternative medicine, 2011. doi: https://doi.org/10.1155/2011/174853
  36. Braslavsky, V. B., Kurkin, V. A. (2011). Study of the electronic spectra of poplar and propolis flavonoids. Medical Almanac, 2, 140–144.
Вивчення природних речовин, отриманих з бруньок тополі, та їх використання для захисту від дії іонізуючого випромінювання

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-30

Як цитувати

Mechshanova, A., Polyakov, V., & Radoykova, T. (2023). Вивчення природних речовин, отриманих з бруньок тополі, та їх використання для захисту від дії іонізуючого випромінювання . ScienceRise: Pharmaceutical Science, (3(43), 79–86. https://doi.org/10.15587/2519-4852.2023.271837

Номер

№ 3(43) (2023)

Розділ

Фармацевтичні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Anna Mechshanova, Vladilen Polyakov, Temenuzhka Radoykova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.