vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ10.21285/2227-2925-2019-9-3-529-535vuzbiochemi-224Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯPHYSICOCHEMICAL AND GENERAL BIOLOGYСодержание фенольных соединений индивидуальных растений трех видов рода Bistorta (L.) Scop.Phenolic compound content in individual plants of three species of the Bistorta (l.) Scop. genusВоронковаМ. С.VoronkovaM. S.

к.б.н., научный сотрудник лаборатории дендрологии,

г. Новосибирск

Ph.D. (Biology), Researcher, Laboratory of Dendrology,

Novosibirsk

bmc_87@mail.ruВысочинаГ. И.VysochinaG. I.

д.б.н., профессор, заведующая лабораторией фитохимии,

г. Новосибирск

Dr. Sci. (Biology), Professor, Head of Laboratory of Phytochemistry,

Novosibirsk

vysochina_galina@mail.ruКукушкинаТ. А.KukushkinaT. A.

старший научный сотрудник лаборатории фитохимии,

г. Новосибирск

Senior Researcher, Laboratory of Phytochemistry,

Novosibirsk

kukushkina-phyto@yandex.ruЦентральный сибирский ботанический сад СО РАНРоссияCentral Siberian Botanical Garden SB RASRussian Federation20190810201993529535Copyright © Воронкова М.С., Высочина Г.И., Кукушкина Т.А., 20192019Воронкова М.С., Высочина Г.И., Кукушкина Т.А.Voronkova M.S., Vysochina G.I., Kukushkina T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/224

Растения рода Bistorta являются богатым источником фенольных соединений, которые оказывают антиоксидантное, противовоспалительное, противоопухолевое действие и др. Очень важно выявление органа растения, в котором концентрация целевых веществ максимальна, а также сравнение содержания вторичных метаболитов в растениях того или иного вида с другими представителями рода. Целью данной работы являлось изучение содержания фенольных соединений в органах индивидуальных растений трех видов рода Bistorta: B. officinalis, B. vivipara, B. attenuata, произрастающих на территории Сибири. Общее содержание фенольных соединений в водно-этанольных экстрактах растений определяли спектрофотометрическими методами. По результатам исследования выявлен высокий уровень изменчивости флавонолов и катехинов в органах изученных видов. Отмечена средняя вариабельность содержания танинов в соцветиях B. attenuata и B. vivipara, в листьях и корневищах B. officinalis и низкая в листьях B. vivipara. Обнаружено неравномерное распределение фенольных соединений по органам разных видов растений. Растения B. attenuata накапливают наибольшее количество флавонолов в соцветиях, а B. officinalis и B. vivipara – в листьях. Катехинов у B. officinalis больше в корневищах, а у растений B. attenuata и B. vivipara – в соцветиях. B. officinalis является уникальным видом растений с чрезвычайно высоким содержанием катехинов (10,5%) и танинов (29,8%) в подземных органах. B. attenuata отличается от двух других видов более низким содержанием катехинов во всех органах, но наибольшим количеством флавонолов в соцветиях (10,7%). Каждому виду свойственен особый характер накопления веществ в органах растений, что следует учитывать при сборе лекарственного сырья.

Plants of the Bistorta genus manifest themselves as a rich source of phenolic compounds, exhibiting antioxidant, anti-inflammatory, antitumor effects, etc. One of the important research tasks in this connection involves the identification of the plant organ having the maximum concentration of the target substances, as well as the comparison of the content of secondary metabolites in plants of different species of the genus. The aim of this work was to study the content of phenolic compounds in the organs of individual plants of three species of the Bistorta genus growing in Siberia: B. officinalis, B. vivipara and B. attenuata. The total content of phenolic compounds in water-ethanol plant extracts was determined by spectrophotometric methods. The results of the study revealed a high level of variability of flavonols and catechins in the organs of the studied species. The average variability of tannins is noted in the inflorescences of B. attenuata and B. vivipara, as well as in the leaves and rhizomes of B. officinalis. A decrease to low variability is observed in the leaves of B. vivipara. An uneven distribution of phenolic compounds in the organs of different plant species was established. B. attenuata plants accumulate the largest number of flavonols in inflorescences, while B. officinalis and B. vivipara demonstrate the maximum value in the leaves. B. officinalis contains more catechins in rhizomes, while B. attenuata and B. vivipara demonstrate the highest catechin value in inflorescences. B. officinalis presents a unique plant species with an extremely high content of catechins (10.5%) and tannins (29.8%) in the underground organs. B. attenuata differs from the other two species in having a lower catechin content in all organs, but the highest number of flavonols in inflorescences (10.7%). The unique character of accumulation of substances in plant organs characterising each species should be taken into account when collecting raw materials for medicinal use.

Bistorta (L.) Scop.индивидуальная изменчивостьвторичные метаболитытаниныкатехиныфлавонолыBistorta (L.) Scop.individual variabilitysecondary metabolitestanninscatechinsflavonolsReferencesKlimczak U., Woźniak M., Tomczyk M., Granica S. Chemical composition of edible aerial parts of meadow bistort (Persicaria bistorta (L.) Samp.) // Food Chemistry. 2017. Vol. 230. P. 281–290. DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.02.128Klimczak U., Woźniak M., Tomczyk M., Granica S. Chemical composition of edible aerial parts of meadow bistort (Persicaria bistorta (L.) Samp.). Food Chemistry. 2017, vol. 230, pp. 281–290. DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.02.128Liu Y.-H., Weng Y.-P., Lin H.-Y., Tang S.-W., Chen C.-J., Liang C.-J., Ku C.-Y., Lin J.-Y. Aqueous extract ofPolygonum bistorta modulates proteostasis by ROS-induced ER stress in human hepatoma cells // Scientific Reports. 2017. Vol. 7, art. 41437. DOI: 10.1038/srep41437.Liu Y.-H., Weng Y.-P., Lin H.-Y., Tang S.-W., Chen C.-J., Liang C.-J., Ku C.-Y., Lin J.-Y. Aqueous extract ofPolygonum bistorta modulates proteostasis by ROS-induced ER stress in human hepatoma cells. Scientific Reports. 2017, vol. 7, art. 41437. DOI: 10.1038/srep41437Intisar A., Zhang L., Luo H., Kiazolu J.B., Zhang R., Zhang W. Anticancer constituents and citotocic activiti of methanol-water extract of Polygonum bistorta L. // African Journal of Traditional, Complementary and Alternative Medicines. 2013. Vol. 10. Issue 1. P. 53–59.Intisar A., Zhang L., Luo H., Kiazolu J.B., Zhang R., Zhang W. Anticancer constituents and citotocic activiti of methanol-water extract of Polygonum bistorta L. African Journal of Traditional, Complementary and Alternative Medicines. 2013, vol. 10, no. 1, pp. 53–59.Wang Sh.-T., Gao W., Fan Ya-X., Liu X.-G., Liu K., Du Y., Wang L.-L., Li H.-J., Li P., Yang H. Phenol profiles and antioxidant capacities of Bistort Rhizoma (Polygonum bistorta L.) extracts // RSC Advances. 2016. Vol. 33. Issue 6. P. 27320–27328. DOI: 10.1039/C6RA00687F.Wang Sh.-T., Gao W., Fan Ya-X., Liu X.-G., Liu K., Du Y., Wang L.-L., Li H.-J., Li P., Yang H. Phenol profiles and antioxidant capacities of Bistort Rhizoma (Polygonum bistorta L.) extracts. RSC Advances. 2016, vol. 33, issue 6, pp. 27320–27328. DOI: 10.1039/C6RA00687FВысочина Г.И. Фенольные соединения в систематике и филогении семейства гречишные (PolygonaceaeJuss.). Сообщ. II. Род Змеевик – Bistorta Hill // Turczaninowia. 2007. Т. 10. Вып. 1. C. 68–79.Vysochina G.I. Phenolic compounds in systematics and phylogeny of the family Polygonaceae Juss. II. Genus Bistorta Hill. Turczaninowia. 2007, vol. 10, issue 1, pp. 68–79. (In Russian).Растительные ресурсы России. Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т. 1. Семейства Magnoliaceae – Juglandaceae, Ulmaceae, Moraceae, Cannabaceae, Urticaceae / ред. А.Л. Буданцев. СПб.; М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. 424 с.Plant resources of Russia. Wild flowering plants, their component composition and biological activity. Ed. by A.L. Budantsev. Vol. 1. Magnoliaceae Family – Juglandaceae, Ulmaceae, Moraceae, Cannabaceae, Urticaceae. St. Petersburg, Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK Publ.; 2008, 421 p. (In Russian)Воронкова М.С., Высочина Г.И., Кукушкина Т.А., Мочалова О.А., Андриянова Е.А. Сравнительное исследование вторичных метаболитов близкородственных видов Bistortaelliptica и B. plumose, произрастающих в Магаданской области // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2016. N 10. С. 15–22.Voronkova M.S., Vysochina G.I., Kukushkina T.A., Mochalova O.A., Andriyanova E.A. A comparative research of secondary matabolites of the closely related species Bistorta elliptica and Вistorta plumosa of Magadan region. Voprosy biologicheskoi, meditsinskoi i farmatsevticheskoi khimii. 2016, no. 10, pp. 15–22. (In Russian)Воронкова М.С., Высочина Г.И. Род Bistorta Scop. (Polygonaceae): химический состав и биологическая активность // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. N 3. С. 209–215.Voronkova M.S., Vysochina G.I. Bistorta Scop. genus (Polygonaceae): chemical composition and biological activity. Khimiya v interesakh ustoichivogo razvitiya. 2014, no. 3, pp. 209–215. (In Russian)Adiba M.Tabarak H.I.M.A review on Polygonum bistorta L. with reference to its pharmacology and phytochemistry // Global Journal of Research on Medicinal Plants and Indigenous Medicine. 2013. Vol. 2. Issue 9. P. 669–674.Adiba M.Tabarak H.I.M.A review on Polygonum bistorta L. with reference to its pharmacology and phytochemistry. Global Journal of Research on Medicinal Plants and Indigenous Medicine. 2013, vol. 2, issue 9, pp. 669–674.Liu X.Q., Li W.W., Hua H.M., Li W., Chen F.K., Wu L.J. An NMR study of a phenyl propanoid-substituted catechinfrom Polygonum bistorta // Asian Journal of Traditional Medicines. 2006. Vol. 1. Issue 2. P. 73–75.Liu X.Q., Li W.W., Hua H.M., Li W., Chen F.K., Wu L.J. An NMR study of a phenyl propanoid-substituted catechinfrom Polygonum bistorta. Asian Journal of Traditional Medicines. 2006, vol. 1, issue 2, pp. 73–75.Kim K.H., Chang S.W., Lee K.R. Feruloyl sucrose derivatives from Bistorta manshuriensis // Canadian Journal of Chemistry. 2010. Vol. 88. Issue 6. P. 519–523. DOI: 10.1139/V10-037Kim K.H., Chang S.W., Lee K.R. Feruloyl sucrose derivatives from Bistorta manshuriensis. Canadian Journal of Chemistry. 2010, vol. 88, issue 6, pp. 519–523. DOI: 10.1139/V10-037Беликов В.В., Шрайбер М.С. Методы анализа флавоноидных соединений // Фармация. 1970. N 1. С. 66–72.Belikov V.V., Shraiber M.S. Methods of flavonoid compounds analysis. Farmatsiya. 1970, no. 1, pp. 66–72. (In Russian)Высочина Г.И., Кукушкина Т.А., Коцупий О.В., Загурская Ю.В., Баяндина И.И. Изучение флоры лесостепной зоны Западной Сибири как иcточника биологически активных соединений // Сибирский экологический журнал. 2011. N2. С. 273–384.Vysochina G.I., Kukushkina T.A., Kotsupii O.V., Zagurskaya Yu.V., Bayandina I.I. Investigation of the flora of forest-steppe zone of West Siberia as the source of biologically active compounds. Sibirskii ekologicheskii zhurnal. 2011, no. 2, pp. 273–384. (In Russian)Федосеева Л.М. Изучение дубильных веществ подземных и надземных вегетативных органов бадана толстолистного (Bergeniacrassifolia (L.) Fitsch.), произрастающего на Алтае // Химия растительного сырья. 2005. N 2. С. 45–50.Fedoseeva L.M. Tannins from underground and aboveground vegetative organs of thick-leaved badan (Bergenia crassifolia (L.) Fitsch.) growing in Altai. Khimiya rastitel'nogo syr'ya. 2005, no. 2, pp. 45–50. (In Russian)Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Pinaceae на Урале). М.: Наука, 1973. 284 с.Mamaev S.A. Formy vnutrividovoi izmenchivosti drevesnykh rastenii (na primere semeistva Pinaceae na Urale). [Forms of intraspecific variability of woody plants (a case of Family Pinaceae in the Urals)]. Moscow: Nauka Publ., 1973. 284 p.Семенов А.А., Карцев В.Г. Основы химии природных соединений: монография; в 2 т. Т. 1. М.: Научное партнерство: МБФНП (ICSPF), 2009. 619 с.Semenov A.A., Kartsev V.G. Osnovy khimii prirodnykh soedinenii [Fundamentals of chemistry of natural compounds]. Vol. 1. Moscow: ICSPF Press Publ., 2009, 619 p.Sarma C.J. Naturally occurring polyphenols and their utilityю In: Chemistry of phenolic compounds: state of the art. New York: Nova Science Publishers Inc., 2011. P. 19–30.Sarma C.J. Naturally occurring polyphenols and their utility. In: Chemistry of phenolic compounds: state of the art. New York: Nova Science Publishers Inc., 2011, pp. 19–30.Ahmad I., Aqil F., M. Ahmad F., Owais M. Herbal Medicines: Prospects and Constraints. In: Modern phytomedicine: turning medicinal plants into drugs / ed. by I. Ahmad, F. Aqil, M. Owais. Weinheim: Wiley-VCH, 2006. P. 59–78.Ahmad I., Aqil F., M. Ahmad F., Owais M. Herbal Medicines: Prospects and Constraints. In: Modern phytomedicine: turning medicinal plants into drugs. Ed. by I. Ahmad, F. Aqil, M. Owais. Weinheim: Wiley-VCH, 2006, pp. 59–78.The science of flavonoids / ed. by E. Grotewold. New York: Springer, 2006. 273 p.The science of flavonoids. Ed. by E. Grotewold. New York: Springer, 2006, 273 p.Зверев Я.Ф. Флавоноиды глазами фармаколога. Антиоксидантная и противовоспалительная активность // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2017. Т. 15. N 4. С. 5–13. DOI: 10.17816/RCF1545-13Zverev Ya.F. Flavonoids through the eyes of a pharmacologist. Antioxidant and anti-inflammatory activities. Obzory po klinicheskoi farmakologii i lekarstvennoi terapii. 2017, vol. 15, no. 4, pp. 5–13. (In Russian). DOI: 10.17816/RCF1545-13

The authors declare that there are no conflicts of interest present.