Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Эколого-фармакогностический анализ некоторых видов лекарственного растительного сырья, заготавливаемого в Алтайском крае

г б м

грч МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

"" И Л\ЕДИЦИНСКОП ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ЭКОЛОГО-ФАРМАКОГНОСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, ЗАГОТАВЛИВАЕМОГО В АЛТАЙСКОМ КРАЕ

15.00.02 — ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ФАРМАКОГНОЗИЯ

На правах рукописи

УДК 615.322:[614.778:502.55

ГРАВЕЛЬ Ирина Валерьевна

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ — 1995

Диссертационная работа выполнена на кафедре фармакогнозии Санкт-Петербургского химико-фармацевтического института и лаборатории проблем фитохимии Московской медицинской академии им. И. М. Сеченова Министерства здравоохранения и медицинской промышленности РФ.

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор Г. П. ЯКОВЛЕВ кандидат фармацевтических наук Н. В. ПЕТРОВ

Официальные оппоненты:

доктор фармацевтических наук, профессор И. А. САА1ЫЛИНА кандидат биологических наук Н. В. АЛЕКСЕЕВА-ПОПОВА

Ведущая организация — Ярославская государственная медицинская академия.

Защита состоится « » ОЮгп(,№¡1*$ 1995 года в часов

на заседании диссертационного совета Д.084.63.01 при Санкт-Петербургском химико-фармацевтическом институте по адресу: 197376, г. Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, д. 14, Санкт-Петербургский химико-фармацевтический институт.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института по адресу: Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, д. 4/6. р

Автореферат разослан « Лу » о&иУ&Хр^ 1995 г. Ученый секретарь диссертационного совета Д.084.63.01, кандидат фармацевтических наук А. В. Р,УСАК

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Постоянное воздействие техногенного загрязнения на заросли лекарственных растений (ЛР) обуславливает накопление различного рода токсикантов в частях растений, используемых в качестве лекарственного растительного сырья (ЛРС). В связи с этим к вновь создаваемым и пересматриваемым НТД на ЛРС предъявляются дополнительные требования, касающиеся содержания тяжелых металлов, радионуклидов, пестицидов, гербицидов и других ксенобиотиков, это побуждает к дальнейшему изучению уровня содержания ксенобиотиков в ЛРС, заготавливаемом в условиях с различной степенью антропогенной нагрузки.

Содержание ксенобиотиков в ЛИ зависит с одной стороны от биологических особенностей видов, но, главным образом, от условий их местообитания. Этим обусловлен региональный характер проблемы загрязнения ЛР ксенобиотиками, в частности тяжелыми металлами (ТМ).

Оценка качества ЛРС на современном уровне требует комплексного изучения рассматриваемой проблемы в экологическом,токсикологическом, технологическом и фармакогностическом аспектах. В связи с этим исследования подобного рода являются актуальными для любого региона, где заготовки ЛРС имеют промышленное значение.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось изучение воздействия различных доз антропогенного загрязнения на заросли лекарственных растений и проведение комплексной оценки :сачества ЛРС по содержанию ТМ с учетом влияния на ЛР экологических факторов (на примере Алтайского крал).

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить и обобщить литературные данные по проблеме, па

основании которых избрать объекты и районы исследования, а также оптимальные методы анализа объектов исследования на содержание в них ТМ;

- определить в образцах ЛРС и почв содержание ТМ,которые являются приоритетными загрязнителями биосферы и подлежат первоочередному контролю в пищевых продуктах согласно требованиям ФАО и ВОЗ;

- сравнить уровень содержания тяжелых металлов в ЛРС.заго-тавляемом в районах Алтайского края с различной степенью загрязнения окружающей среды промышленными атмосферными выбросами, а также в различных регионах СНГ;

- рассмотреть влияние некоторых биотических и абиотических факторов на содержание ТМ в ЛРС, относящемся к различным морфологическим группам;

- оценить степень извлечения ТМ из ЛРС в водные лекарственные формы ( на примере настоев и отваров);

- изучить возможность использования модельного вида ЛРС для косвенной оценки экологической чистоты ЛРС.

Научная новизна:- впервые изучен элементный состав 19 видов ЛРС, заставляемого в Алтайском крае на содержание Fe,Zn,Mn,Co,Cr,Nl,Cu,Sr,Cs, а также особотоксичных ТМ: Pb.Cd.Hg;

- выявлены особенности влияния общего объема промышленных атмосферных выбросов на содержание ТМ в ЛРС;

• проведена сравнительная оценка экологической чистоты ЛРС из различных регионов;

- изучены особенности накопления ТМ видами ЛРС, относящимся к различным морфологическим группам;

- выявлен характер изменений содержания ТМ в цепи поч-ва-ЛРС( как часть ЛР)-лекарс.твенная форма;

- проведена оценка качества травы тысячелистника (Achillea

шШеГоПиш Ь.) с учетом особенностей воздействия на ЛР почвен-но-климатических и некоторых антропогенных факторов;

- обоснована возможность использования травы тысячелистника как модели для косвенной экологической оценки качества ЛРС.

Практическая значимость. Предложена схема для проведения паспортизации промышленных зарослей дикорастущих ЛР, использование которой позволит снизить вероятность применения ЛРС, загрязненного ксенобиотиками ( в частности ТМ).

- результаты определения содержания ТМ в ЛРС из различных районов Алтайского края использованы НИИ региональных медико-экологических проблем для изучения экологической ситуации в регионе и влияния ее на здоровье населения ( акт внедрения N 44 от 13.09.94.);

- результаты оценки экологической чистоты ЛРС, заготавливаемого в регионе использованы Алтайским АО "Фармация" для составления рекомендаций по рациональной заготовке в крае дикорастущего ЛРС ( акт внедрения N 547 от 13.09.94.);

- результаты фармакогностического и экологического исследований ЛРС использованы кафедрой фармакогнозии с курсом ботаники Алтайского государственного медицинского университета для разработки методических рекомендаций к практическим занятиям по теме: "Определение подлинности и доброкачественности ЛРС" ( акт внедрения N 459 от 05.09.94.).

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на 49-й межвузовской и научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава (Пермь, апрель 1993), У-й конференции молодых ученых Ботанического института им. В.Л.Комарова РАН (Санкт-Петербург, май 1994).научно-практической конференции "Критерии экологической безопасности" (Санкт-Петербург, май 1994), Всероссийском совещании "Организа-

ция зкоаналитического контроля в РФ"(Краснодар,июнь1994).Всероссийской конференции "Химия и технология лекарственных средств" (Санкт-Петербург, июнь 1994), Первом международном конгрессе "Традиционная медицина и питание: теоретические и практические аспекты" (Москва, июль 1994), II Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, апрель 1995).

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Санкт-Петербургского химико-фармацевтического института по проблеме "Фармация" межведомственного научного совета N 47, в рамках комплексной государственной программы "Семипалатинский полигон-Алтай".

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 10 печатных работ.

На защиту выносятся следующие результаты исследований:

- определение микроэлементного состава (Fe.Zn.Mn,Со,Cr.Nl, Sr.Cs) и содержания особотоксичных ТМ ( Pb.Cd.Hg) в 236 образцах ЛРС 19 видов,77 образцах почв и 32 водных извлечениях (настоях и отварах);

- результаты сравнительной оценки содержания 12 ТМ в ЛРС, собранного в районах Алтайского края с различным уровнем загрязнения окружающей среды промышленными атмосферными выбросами, а также ЛРС, заставляемого в 3 регионах СНГ и реализованного через аптечную сеть в 1988-1989гг.;

- оценка влияния почв сходных типов в условие:, различной антропогенной нагрузки на содержание ТМ в ЛРС (с использованием коэффициентов биологического поглощения (КБП));

- данные по определению ТМ в ЛРС, принадлежащем к различным морфологическим группам и результаты количественного перехода ТМ в настои и отвары в зависимости от концентраций в ЛРС;

- результаты комплексной оценки качества травы тысячелист-

ника;

- обоснование возможности использования травы тысячелистника как модели для косвенной экологической оценки качества ЛРС других видов.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, четырех глав экспериментальных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы. Работа изложена на 1.9Л страницах машинописного текста, содержит ДО рисунков, >1.0.таблиц,. ^приложений. Список литературы включает источника, в том числе £.0ъа. иностранных языках.

Во введении сформулированы актуальность темы, цель и задачи исследования, научная новизна, практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен обзор литературы, в котором анализируется современное состояние проблемы оценки качества ЛРС и загрязнения его ТМ (источники поступления, содержание в почвах, ЛР, лекарственных препаратах растительного происхождения и мето ■ ды их анализа).

Во второй главе обосновал выбор объектов и районов исследования, описаны методики и методы анализа, использованные при выполнении работы.

Р третьей главе представлены материалы экспериментальных исследований содержания микроэлементов и особотоксичных ТМ в ЛРС, заготовляемом в районах Алтайского края с различной степенью загрязнения окружающей среды промышленными атмосферными выбросами; приведены характерные диапазоны концентраций 12 ТМ для ЛРС данного региона и районов исследования; выявлены морфологические группы ЛРС, подверженные наибольшему загрязнению ТМ: определены металлы, содержание которых в ЛРС связано с антропо-

генным загрязнением окружающей среды в районе заготовок промышленными атмосферными выбросами; названы ТМ, подлежащие первоочередному контролю в ЛРС данного региона.

В четвертей главе проведена оценка биологического поглощения ТМ из почв различными частями ЛР, используемых в качестве лекарственного сырья; для сырья из различных морфологических групп изучено содержание ТМ в ряду: почва-ЛРС(как часть ЛР)-лекарственная форма.

В пятой главе предложена схема проведения паспортизации зарослей ЛР и результаты ее апробирования; показана возможность использования травы тысячелистника обыкновенного в качестве модельного вида сырья для косвенной экологической оценки качества ЛРС.

В разделе "Обсуждение результатов" обобщены полученные теоретические и экспериментальные данные, обосновывающие необходимость и объективность проведенных исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

1.Объекты и методы исследования.

Основные объекты исследования - 19 видов ЛРС,собранного от 18 видов дикорастущих ЛР в местах, удаленных от крупных транспортных магистралей и промышленных предприятий - цветки:пижмы, тысячелистника; листья: березы, крапивы, мать-и-мачехи; плода: облепихи крушиновидной, черемухи, шиповника; травы: василист-ника вонючего, горца птичьего, полыни горькой, тысячелистника, череды; корни: солодки уральской; корневища и корни:девясила, кровохлебки, чемерицы Лобеля, щавеля конского.

Сбор образцов ЛРС проводили на территории двух районов Алтайского края сходных по почвенно-климатическим условиям, но различающихся по объему промышленных выбросов в атмосферу: Руб-

цовском районе - более загрязненном, т.е. условно экологически напряженном (район I) и Хабарском районе - менее загрязненном, т. е. условно экологически чистом (районе II). Кроме того сделан отбор проб травы тысячелистника в типичных для данного вида ЛР условиях местообитания в 15 регионах СНГ и 10 районах Алтайского края. Сбор всех образцов осуществляли в период максимального накопления действующих веществ согласно соответствующих инструкций по заготовке ЛРС.

Всего исследовано 236 образцов ЛРС, 77 образцов почв из районов заготовок ЛРС, 32 водных извлечения из исследованных видов ЛРС.

Исследования проводились на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS-3 ( фирмы "Karl Zeiss Jena", Германия ), совмещенном с комплексом для электротермической атомизации "Графит-2"(Северодонецкое ОКБА "Химавтоматика"), на беспламенном атомно-абсорбционном ртутном фотометре "Юлия-2"(г.Пенза). В качестве стандартов использовали растворы металлов с концентрацией 1,000 г/л фирмы " Merk" ( Германия ). Все реактивы имели квалификацию не ниже "ХЧ". Исследования микроэлементного состава ЛРС и почв выполнены на базе лаборатории проблем фитохимии (возглавляемой д.фарм.н. С.А.Листовым) Московской медицинской академии им.И. М.Сеченова.

".Сравнительная экологическая оценка качества ЛРС, заставляемого в Алтайском крае.

На первом этапе исследований с целью оценки ЛРС по содержанию микроэлементов (Fe, Zn, Mn, Со, Cr, Си, Ni, Sr, Cs) и особо-токсичных TM (Pb,Cd,Hg) провели определение концентраций этих металлов в 150 растительных образцах. Полученые данные позволили

установить, что содержание ТМ в ЛРС варьирует в широком диапазоне концентраций (Хшгг Хщах.в мкг/г) - для микроэлементов: Ре 6,07-1399,30; 7п 4,54-59,09; Мп 7,78-324,60; Со 0,01-0,95; Сг 0,01-3,88; Си 1,25-10,50; N1 0,01-11,88; 5г 0,50-177,99; СБ 0,01-4,36; для особотоксичных ТМ: РЬ 0,001-2,280; Не 0,001-0,732; Сс1 0,001-0,574. Выявлены характерные диапазоны, которые включают концентрации ТМ в 75-90% исследованных проб. Среднее содержание элементов в характерных диапазонах составляет^ мкг/г): для микроэлементов- Ре 95,89±9,19; Ъп 16,11±1,00; МП 36,02+3,06; Со 0,29+0,03; Сг 0,59+0,06; N1 1,69+0,13; Си 4,50±0,22; 5г 26,85±3,74; Сэ 2,24±0,11; - для особотоксичных ТМ: РЬ 0,385±0,036; Сс1 0,076±0,009; Не 0,024+0,003.

Наибольшее содержание элементов отмечено ( X, мкг/г ): в листьях мать-и-мачехи - Ре(668,39), Сг(3,76), N1(11,88), Сг(4,36); листьях березы - Мп(324,58), гп(39,64); траве горца птичьего - Си(9,25); листьях крапивы - Зг(177,99); траве череды - Со (0,95).

На основании литературных данных и результатов собственных исследований провели сравнительную оценку содержания микроэлементов в ЛРС, заготавливаемом в различных регионах СНГ. Анализ данных, представленных в табл.1 показывает,что среднее содержание практически всех исследованных элементов в ЛРС Алтайского края ниже, чем в ЛРС из других районов, хотя в отдельных видах отмечены сравнительно более высокие концентрации. В частности, Си - в траве череды, траве горца птичьего, Мп - в траве горца птичьего, N1 и Ре - в листьях мать-и-мачехи ( по сравнению с ЛРС этих видов, заготовленных в Московской области), 7п и Зг - в траве тысячелистника ( по сравнению с ЛРС, заготовленном в Кемеровской области). Вероятно, это связано с видовыми особенностями накопления ТМ растениями, произрастающими в конкретных экологи-

Таблица 1.

СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЛЕКАРСТВЕННОМ РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНОВ.

Статистические характеристики Содержание тяжелых металлов, мкг/г (ррт)

Ре 7л № Со Сг Си № Сг Бг РЬ са не

ЛРС, собранное в Алтайском крае ( 19 видов, п=150)

X Хт1п Хтах 165,25 11,00 1399,3 14,92 4,90 52,90 50,56 5,00 324,60 0,28 0,01 0,96 0,74 0,01 3,76 4,68 1,00 10,55 2,19 0,01 11,88 2,23 0,40 4,30 28,25 0,05 177,09 0,283 <0,05 2,280 0,071 0,001 0,574 0,022 0,003 0,732|

ЛРС, собранное в Московской области ( 12 видов, п=79)* |

X ХпНп Хтах 180,88 21,37 692,73 31,26 18,48 96,85 97,24 10,51 446,44 - - 6,52 1,98 14,53 2,56 1,03 8,18 - - 0,732 0,050 38,055 0,128 0,002 1,028 0,053 0,003 0,216

ЛРС, собранное в Кемеровской области ( 6 видов, п=бО )*

X Хпп.. Хщах 191,36 21,85 713,60 18,11 0,61 57,05 51,19 0,52 228,0 1,10 0,073 3,30 5,40 0,14 23,97 14,25 1,04 61,10 4,27 0,029 18,04 - 20,38 1,99 61,12 3,820 0,052 10,250 0,780 0,210 1,590 -

- | ЛРС, реализованное через аптечную сеть в 1988-1989 гг. на территории бывшего СССР

X Хтт ! Хщах 765,13 67,27 6840,9 30,83 4,40 93,34 189,47 3,18 2342,5 0,20 <0,01 0,53 65,25 <0,01 573,6 10,31 <0,01 31,00 7,94 <0,01 21,17 - 48,01 <0,01 526,5 1,300 0,050 12,920 0,248 0,001 2,270 -

Примечание: п - количество исследованных образцов сырья; прочерк означает, что определения не проводились; * литературные данные, различные источники.

ческих условиях.

Наиболее важными при изучении ЛР в токсикологическом и экологическом аспектах являются результаты определения в ЛРС особо-токсичных ТМ: Pb,Cd,Hg.B силу отсутствия предельно-допустимых концентраций ( ПДК) ТМ для ЛРС, в качестве ориентировочного критерия экологической чистоты использовали ПДК для овощей и фруктов, принятые в РФ ("Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов и мышьяка в продовольственном сырье и пищевых продуктах" СанПин 42-123-4089-86 от 31.03.86). Обнаружено, что содержание РЬ превышает значения ПДК в 33% исследованных проб, Cd - в 50% проб, Hg - в 27% проб. Во всех исследованных пробах корней щавеля конского, трави полыни горькой, листьев мать-и-мачехи содержание РЬ превышало ЦЦК для овощей и фруктов; в корнях щавеля конского, траве полыни горькой, листьях березы, листьях мать-и-мачехи - ПДК для Cd; в листьях мать-и-мачехи - ПДК для Hg. Наиболее загрязненным по материалам наших исследований является растительное сырье следующих видов ( X, мкг/г):

свинцом - трава полыни горькой(0,778), трава тысячелистника (0,570), листья березы (0,527), листья мать-и-маче-хи(1,360) ;

кадмием - корни щавеля конского (0,150).трава череды (0,304), трава горца птичьего (0,095), трава полыни горькой (0,163), трава тысячелистника (0,073), цветки тысячелистника ( 0,073).цветки пижмы ( 0,112).листья березы ( 0,091), листья мать-и-мачехи (0,093);

ртутью - трава череды (0,031), листья крапивы (0,032), листья мать-и-мачехи (0,047) ( рис.1).

Проведенные исследования позволили установить, что среднее содержание особотоксичных ТМ в ЛРС, собираемом в Алтайском крае значительно ншк,е, чем в ЛРС из других ранее обследованных регио-

Рис.1. Среднее содержание и интервалы варьирования Pb.Cd, Hg в ЛРС.

мкг/г,Рб

0,5

2,280

I

[Ь

tero к"

ш

Ш

мкг/^Cd2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 1415

аг<9 «Г

0,05

о,2ог о,'

15D

ей?

Ш

rih

; щи ^g¡¡

По оси абсцисс -виды ЛРС:

1. корневища и корни кровохлебки.

2. корни солодки,

3. корни щавеля конского,

4. трава василист-ника вонючего,

5. трава горца птичьего,

6. трава донника,

7. трава череды.

8. трава полыни горькой,

9. трава тысячелистника,

10.цветки тысячелистника,

11.цветки пижмы, гЬ 12.листья крапивы.

мкг/Лд 3 4 56 7 8 9 10 11 1213 14 15 13. листья березы,

14.листья мать-и-

0,03-

0.722

Г Q«2

Щ

12

А

CcS-f

I

мачехи, 15.плоды шиповника. По оси ординат-концентрации ТМ,

& MIO"/г.

Пунктирная линия j—{—, соответствует ГЩК металла для овощей

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S и ФРУКТ0В-

4,

нов ( табл.1).

С целью детального изучения влияния величины техногенной нагрузки на качество ЛРС проанализировали результаты определений содержания ТМ в 12 видах сырья ЛР, произрастающих в двух районах края ( 86 проб - из района I и 48 проб - из района II). За основной критерий, характеризующий величину техногенной нагрузки принимали общий объем промышленных атмосферных выбросов (согласно данным Крайстатуправления). На основании статистической обработки результатов определены характерные диапазоны концентраций и средние содержания ТМ в ЛРС из этих районов,которые составили С в мкг/г):

для ЛРС из района I - Ге 99,42±9,31; 2п 16,45±1,23; Мп 33,59±3,70; Со 0,28+0,04; Сг 0,67±0,08; N1 1,81+0,13;Си 4,71± 0,32; Бг 21,40±3,36; СБ 2,33±0,12;РЬ 0,620+0,077;Сс1 0,086+0,012; Не 0,023+0,003;

для ЛРС из района II - Ге 63,97±8,88; 2п'18,37±1,84; Мп 37,73±4,81 ; Со 0,28±0,06; Сг 0,46±0,08; N1 1,36+0,17; Си 4,45+0,38;' Бг 30,73±6,35 ; СБ 2,16±0,24; РЬ 0,266+0,031; Сс1 0,051+0,011; Нг 0,024+0,005.

Полученные данные свидетельствуют о влиянии величины промышленных атмосферных выбросов на накопление ряда элементов в ЛРС. На основании результатов количественного определения содержания в ЛРС, Исследованные ТМ можно классифицировать:

- металлы, содержание которых в ЛРС существенным образом определяется объемом промышленных атмосферных выбросов Ге.Си.Ш.РЬ.СБ;

- металлы, содержание которых в ЛРС в незначительной степени связано с техногенным загрязнением атмосферы - Сг,Сс1,Не;

- металлы, содержание которых в ЛРС практически не зависит от величины техногенного загрязнения атмосферы - МпДп.Зг.

Исследование элементного состава ЛРС, собранного с одной заросли в течение двух вегетационных сезонов ( на примере травы тысячелистника ) показало, что при уменьшении общего объема промышленных выбросов в районе заготовок наблюдается снижение содержания ряда ТМ в среднем : РЬ - на 39%; Сс1 - на 10%; Н^ - на 69%; Ре - на 30%; N1 - на 43%. Определенных тенденций в изменении содержания других исследованных ТМ не выявлено.

Среди исследованных морфологических групп ЛРС в данном регионе наиболее загрязняемыми особотоксичными ТМ являются: травы и цветки - РЬ и Сс1; листья - Не, что согласуется с данными ранее проведенных исследований в других регионах.

С целью характеристики видоспецифичности микроэлементного состава ЛРС для каждого вида были составлены ряды предпочтительного накопления элементов ( ряд, в котором элементы расположены в порядке уменьшения средних значений концентраций). Для наглядности они представлены в виде элементных профилей (рис.2). Представленные на рис.2 данные позволяют заметить, что при сходных почленно-климатических условиях, но различной величине техногенной нагрузки в районе заготовок элементные профили для сырья одного и того же вида имеют некоторые различия.

Экспериментальные исследования экологической оценки качества ЛРС по содержанию 12 ТМ дают основания сделать вывод, что уровень содержания в ЛРС как особотоксичных ТМ, так и ряда микроэлементов повышается с увеличением общего объема промышленных атмосферных выбросов в районах заготовок.

3.Содержание тяжелых металлов в ряду: почва-ЛРС(как часть ЛР)-лекарственная форма.

Формирование микроэлементного состава ЛР, произрастающих в

- 14 -

Рис.2. Злементые профили для некоторых видов ЛРС.

Виды ЛРС: 1-корни солодки, П-трава череды, II 1-трава тысячелистника. 1У-цветки пижмы, V-листья крапивы, У1-плоды шиповника.

Линиями обозначены: — элементные профили для ЛРС

из Рубцовского района (района I); --- элементные

профили для ЛРС из Хабарского района (района II).

естественных условиях, происходит при одновременном воздействии большого числа факторов ( внутренних и внешних), которые в разных местообитаниях неодинаковы.

С целью изучения особенностей влияния на ЛР почвенно-климатических факторов были исследованы 20 объединенных проб почв из районов заготовок ЛРС. Результаты свидетельствуют, что почвы экологически более напряженного района отличаются более высоким содержанием всех исследованных элементов, за исключением Sr( рис.3). Однако,эти значения не превышают ПДК для почв( no'A.Klo-ke ) и находятся в пределах оптимального содержания элементов в почвах ( по В.В.Ковальскому). Среднее содержание ( X,мкг/г) и интервал варьирования концентраций ( 1) не превышали допустимых ПДК и составили: для РЬ - 14,66 (7,25-23,83), для Cd - 0,23 ( 0,08-0,50), для Hg - 0,039 (0,017-0,056).

Для сравнительной оценки влияния сходного типа почв в условиях различной антропогенной нагрузки на элементный состав ЛРС, были рассчитаны коэффициенты биологического поглощения ( КБП), т.е.отношение содержания металла в ЛРС к содержанию его в почве.

Полученные результаты свидетельствовали, что исследованные виды ЛРС различаются интенсивностью биологического поглощения. В частности, отмечено, что Fe,Cr в наибольших количествах поглощаются из почв корнями солодки ( КБП имели максимальные значения ), Zn,Ni - травой полыни, Mn,Co,Cs - травой череды, Си - травой горца птичьего, Sr - листьями крапивы, а также РЬ - травой полыни горькой, Cd - травой череды, Hg - листьями крапивы. Сопоставление КБП для одного и того же вида ЛРС, собранного в разных районах показало, что в районе с большей антропогенной нагрузкой, как правило,КБП ниже, чем в сравнительно экологически чистом районе. Из этого следует, что биологическое поглощение ТМ из почв в районе сравнительно экологически чистом ( районе II) выражено

Рис.3. Среднее содержание и интервалы варьирования ТМ в

почвах.

А. - для микроэлементов, Б. - для особотоксичных металлов.

в большей степени.

В результате корневого и фолиарного поглощения элементы становятся компонентами растительной клетки. Однако, морфологические особенности различных частей растений обуславливают присутствие ряда ТМ в ЛРС в виде внешнего пылевого загрязнения. Экспериментальные исследования показали, что 29,6% Ре; 14,2% Си; 30,8% Мп; 53,6% РЬ;' 25,0% С(1 присутствуют в траве тысячелистника в виде поверхностного пылевого загрязнения и его возможно удалить предварительной очисткой водой.Разброс полученных данных для остальных элементов не позволяет выявить определенных тенденций.

Следующим этапом комплексной оценки качества ЛРС было изучение перехода ТМ в лекарственные формы. Исследования проводили на примере настоев и отваров, приготовленных согласно требованиям ГФ XI издания из ЛРС со средним ( по результатам наших исследований) содержанием особотоксичных ТМ. Микроэлементный анализ настоев из травы тысячелистника и отваров из корней солодки показал, что ЛРС, собранное в условиях повышенной антропогенной нагрузки характеризуется более высокими значениями коэффициентов перехода ТМ в водные извлечения, чем ЛРС из "экологически- чистого" района. Обнаружено,что з наибольших количествах извлекаются в настои и отвары - Ni.Mn.Zn, а также • РЬ; наименьшие коэффициенты перехода в водные извлечения отмечены для Ре и Сг, среди особотоксичных - для Сс1.

Среднее содержание ТМ в водных извлечениях уменьшалось в ряду ( X, %) для микроэлементов: N1(41,45) гп(27,0)

>Сз(24,82) > Мп(15,21) > Со(11,85) > Си(10,13) > Ге(3,71) > 3г(3,44) > Сг(0,32).Среднее содержание и интервал варьирования особотоксичных ТМ (Х,%) составили:

в настоях:РЬ-54,4(40,9-76,3) ;Сс1-3,9(2,7-5,6) ;Н£ - 8,6(2,2-15,8);

в отварах:РЬ-68,3(57,2-80,0),Сс1-4,9(3,4-7,4);Не~не обнаружена.

Принимая во внимание особую токсичность Нв,провели определение ее концентраций в настоях и отварах из других видов ЛРС.Проанализированы настои из 8 видов ЛРС-листьев крапивы, цветков: тысячелистника, пижмы; трав: горца птичьего, василист-ника, донника, полыни горькой, а также отвары из 2 видов ЛРС-плодов шиповника, корней и корневищ кровохлебки. Установлено, что в настоях Не присутствовала в концентрациях 0,4-9,0% от исходного содержания в сырье. Содержание элемента в настоях из травы донника, травы василистника, травы горца птичьего не обнаружено. Переход Нг в отвары не превышал 2,1%; в отваре корней и корневищ кровохлебки - элемент не обнаружен. Полученные результаты позволили установить, что Нб в водные лекарственные формы переходит в количествах, не превышающих 15,8% от исходного содержания в ЛРС. Учитывая разовые и суточные дозы приема настоев и отваров , рассчитали возможное поступление ТМ в организм человека с названными лекарственными формами. Полученные данные ( как для микроэлементов, так и для особотоксичных ТМ) не превышали 1ЩК для соков и напитков, принятые в РФ, а также были ниже либо на уровне среднесуточного потребления с пищевым рационом.

В результате проведенных исследований отмечено существенное влияние региональных почвенно-климатических и экологических факторов на микроэлементний состав заготавливаемого ЛРС. Извлечение ТМ в водные лекарственные формы ( настои и отвары) зависит от Уровня содержания металлов в ЛРС.

4.Выбор модельного вида сырья для косвенной экологической оценки качества ЛРС исследуемых регионов.

Достаточно высокая стоимость оборудования и реактивов , необходимых для проведения микроэлементного анализа не позволяет осуществлять массовые исследования экологической чистоты ЛРС, заготавливаемого в каждом регионе. Поэтому представлялось интересным изучить возможность использования для этих целей модельного вида сырья. По нашему мнению, он должен удовлетворять следующим требованиям:

- не являться биоаккумулятором ТМ;

- накапливать сравнительно большие количества ТМ нежели другие виды ЛРС;

- характеризоваться относительно устойчивым диапазоном концентраций ТМ независимо от района заготовок;

- производящий вид ЛР должен иметь достаточно широкий ареал и заросли, доступные для заготовок.

В качестве объекта для изучения была избрана трава тысячелистника обыкновенного ( Achillea millefolium L.)- вида, распространенного на территории СНГ практически повсеместно.

Обнаружено, что содержание ТМ в траве тысячелистника в большинстве случаев выше, чем в других видах ЛРС. Об этом свидетельствуют данные, представленные на рис.4. Фармакопейный анализ показал, что независимо от уровня содержания ТМ в сырье( собранном в районе I и II) , все исследованные образцы соответствовали требованиям ГФ XI.

С целью определения возможных диапазонов концентраций ТМ в траве тысячелистника был проведен микроэлементный анализ 35 образцов , собранных в 15 регионах СНГ ( Брянской, Ивановской, Ива-но-Франковской, Иркутской, Калининградской, Калининской, Ленинг-

- 20 -

Рис.4. Относительное содержание ТМ в ЛРС.

По оси абсцисс - виды ЛРС: 1-корневища и корни кровохлебки, 2-корни солодки, 3-корни щавеля конского, 4-трава васидисгника вонючего, 5-трава горца птичьего, 6-трава донника, 7-трава череды, 8-трава полыни горькой, 9-цветки тысячелистника, 10-цветки пижмы, 11-листья крапивы, 12-листья березы, 13-листья мать-и-мачехи, 14-плоды шиповника. Пунктирная линия соответствует содержанию металла в траве тысячелистника.

РЬ

1,0--цв. Цб. 0,1, ■ 0,1

а

а,б'

0,4. №

¡.го

1 г з а 5 6 7 а 9 ю и тъ «

1 2. Ъ 4 5 С 7 6 9 10 Н 1215«

Н'?

Ц2

*А5

Сг

1,0 Цв.

0,6-Щ.

ОЛ-

гл>

г

т

1ПО б 7 & э 10-11 12 /5 »

1 г 3 4 5 6 7 е 9 10 11 12 1Ъ 14

радской, Новосибирской, Нижегородской, Орловской, Челябинской областей, республик: Башкирской, Чувашской, Коми, Крым) и 10 районах Алтайского края (Благовещенском, Волчихинском, Калманскоы, Крутихинском, Павловском, Панкрушихинском, Поспелихинском, Топ-чкхинском, Тюменцевском, Шелаболихинском)(табл.2). Очевидно, что установленные диапазоны имеют близкие значения.

Таблица 2.

Содержание ТМ в траве тысячелистника из разных регионов.

Элемент Диапазоны концентраций , мкг/г

в ЛРС из 15 регионов СНГ В ЛРС из 10 районов Алтайского края

Fe 19,14 - 205,18 39,03 - 134,70

Zn 19,67 - 37,24 21,33 - 40,07

Mn 18,03 - 67,55 21,42 - 79,92

Со < 0,01 - 0,57 < 0,01 - 1,00

Сг 0,58 - 6,56 0,93 - 2,79

Ni 0,55 - 6,35 0,83 - 3,59

Cu 1,95 - 8,79 4,93 - 9,42

Pb 0,219 - 1,722 0,030 - 0,390

Cd 0,066 - 0,288 0,031 - 0,124

Hg 0,012 - 0,028 0,009 - 0,030

* - регионы СНГ и районы Алтайского края указаны в тексте.

В результате комплексного похода к оценке качества ЛРС, который включал: фармакопейный анализ ЛРС, содержания в нем ТМ, ресурсоведческих обследований зарослей предложена и опробирована на модели схема проведения паспортизации промышленных зарослей ЛР (см.Приложение).

Таким образом, проведенное исследование травы тысячелистника ( экологические, технологические, токсикологические аспекты) позволяет предложить данный вид ЛРС в качестве модельного для установления относительного уровня содержания ТМ в ЛРС других видов, т.е. их косвенной экологической оценки.

ВЫВОДЫ.

1. На основании анализа данных о загрязнении ЛРС тяжелыми металлами показана необходимость проведения региональных исследований по экологической оценке качества ЛРС и препаратов на его основе.

2. Впервые проведена экологическая оценка качества 19 видов сырья дикорастущих лекарственных растений, заготавливаемых в Алтайском крае по содержанию 12 тяжелых металлов ( Ре,гп.Мп,Со,Сг,М1,Си,5г,Сб,РЬ,Сс1,Нд).Наиболее высокое содержание особотоксичных ТМ (РЬ,Сс!,Нд) отмечено: свинца - в траве полыни горькой, траве тысячелистника, листьях мать-и-мачехи, листьях березы; кадмия - в корнях щавеля конского, траве череды, траве полыни горькой, траве тысячелистника, цветках пижмы; ртути -листьях мать-и-мачехи, листьях крапивы.

3. Установлено, что собранное в Алтайском крае ЛРС является в целом экологически более чистым по сравнению с ЛРС,заготавливаемым в других регионах СНГ, в частности Московской, Кемеровской областях, Турюленистане, а также реализованного через аптечную сеть в 1988-1989 гг. в бывшем СССР.

4. Обнаружено, что при сходных почвенно-климатических условиях более высокое содержание ТМ наблюдается в ЛРС,собранном в районе, где окружающая среда сильнее загрязнена промышленными атмосферными выбросами.При ежегодном уменьшении их объема отме-

чена тенденция к снижению уровня содержания ТМ в ЛРС.

5. Показано, что среди ЛРС, относящегося к различным морфологическим группам наибольшие концентрации РЬ и Сс1 характерны для трав и цветков; Н£ - для листьев. Экспериментально установлено, что особенности морфологического строения частей ЛР, используемых в качестве ЛРС обуславливают присутствие ряда ТМ в виде пылевого поверхностного загрязнения, удаление которого снижает содержание в ЛРС в среднем: Ре - на 29,6%, Си - на 14,22%, Мп - на 30,3%, РЬ - на 53,6%, Сс1 - на 25,0%.

6. Выявлены характерные диапазоны содержания ТМ в водных лекарственных формах ( настоях и отварах), которые составили ( в % от исходного содержания в сырье): для Ре 1,98-5,93; для 2п 16,29-39,93; для Мп 9,06-20,11; для Со 3,10-26,90; для Сг 0 -4,41; для N1 7,97-96,29; для Си 4,81-17,91; для Бг 1,87-5,28; для Сз 14,18-37,23; для. РЬ 40,90-80,00; для Сс1 2,70-7,40; для Не О - 15,80; а также установлено, что количественный переход металлов из ЛРС в настои и отвары зависит от концентрации ТМ в сырье.

7. Обоснована возможность использования травы тысячелистника как модели для косвенной оценки уровня загрязнения ТМ прочих видов лекарственного растительного сырья, заготавливаемого в исследованных регионах; предложена и апробирована схема проведения паспортизации промышленных зарослей лекарственных растений с учетом влияния экологичесютх факторов.

- 24 -

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Гравель И.В., Яковлев Г.П. Загрязнение тяжелыми металлами некоторых видов сырья лекарственных растений, произрастающих в Алтайском крае // Тез.межвузовск. и 49-й науч.-прак-тич.конф.профессорско-преподавательского состава Пермского фармацевтического ин-та.-Пермь,1993. -С.1-2.

2. Гравель И.В. Изучение накопления тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье // Материалы У-й конференции молодых ученых Ботанического ин-та им.В.Л.Комарова РАН.-СПб.,1994. -С.138-139.

3. Гравель И.В., Петров Н.В. Изучение степени перехода ртути в водные извлечения из некоторых видов лекарственного растительного сырья /'/ Химия и технология лекарственных веществ ¡Материалы Всероссийск.конф.-СПб.,1994. -С.96-97.

4. Гравель И.В., Петров Н.В., Стуловский С.С., Яковлев Г.П. Определение особотоксичных тяжелых металлов в сырье лекарственных растений Алтайского края // Критерии экологической безопасности: Материалы науч.-практич.конф. -СПб.,1994. - С.55-56.

5. Гравель И.В., Стуловский С.С. Содержание свинца и кадмия в настоях и отварах // Традиционная медицина и питание: теоретические и практические аспекты:Материалы Первого международного конгресса.-М.,1994. С.153.

6. Гравель И.В., Яковлев Г.П., Петров Н.В. Эколого-ресурсо-Еедческая оценка некоторых зарослей лекарственных растений // организация окоапалитичсского контроля в РФ:Материалы Веерос-сийск.совещания. - Краснодар,1994. С.46 47.

7. Содержание тяжелых металлов в некоторых видах лекарственных растений Алтайского края / И.В.Гравель, Г.П.Яковлев,

Н.В.Петров и др. // Раст.ресурсы. - 1994. -N 1-2. - С.101-108.

8. Изучение степени извлечения тяжелых металлов из лекарственного растительного сырья в настои и отвары / И.В.Гравель, Г.П.Яковлев, Н.В.Петров и др.// Раст.ресурсы. - 1994. - N 3. -С.79-84.

9. Гравель И.В., Петров Н.В., Яковлев Г.П. Содержание ртути в лекарственном растительном сырье и водных извлечениях из него // Раст.ресурсы. • 1995. - N 1. - С.69-73.

10. Гравель И.В., Яковлев Г.П. Сравнительный анализ содер-ания микроэлементов в траве тысячелистника обыкновенного, заготавливаемого в в разных регионах // Человек и лекарство: Тез.докл. 11-го Российск. нац.конгресса.-М.,1995. - С.233.

Приложение.

СХЕМА

проведения паспортизации зарослей ЛР.