Исследование химического состава клеточных культур DIOSCOREA CAUCASICA в связи с получением источника БАВ с кардиопротекторным потенциалом

Диоскорея кавказская является источником биологически активных веществ (БАВ): сапонинов и полифенолов, проявляющих противоатеросклеротическое действие. Но так как данный вид растения во многих регионах России занесен в Красную книгу, то изъятие растительного сырья из естественной среды обитания невозможно. Решением данной проблемы является применение биотехнологических методов in vitro – получение каллусных, суспензионных и корневых культур. Цель данной работы состояла в подборе рабочих параметров экстрагирования из клеточных культур максимального количества БАВ. Для ее реализации использовались выращенные по общепринятым методикам клеточные культуры in vitro, экстракты на основе данных культур, полученные с помощью различных органических растворителей, и при варьировании параметрами экстракции (температурой, соотношением сырье:экстрагент, временем). Максимальный выход экстракта, следовательно, БАВ из каллусов наблюдался при использовании метанола в соотношении 1:10 при 40°С в течение 60 мин. Из суспензионных культур максимальный выход БАВ – при использовании изопропанола в соотношении 1:10 при 40°С в течение 30 мин. Из корневых культур – при использовании изопропанола в соотношении 1:10 при 40°С в течение 60 мин. Из анализируемых экстрактов наибольшее содержание БАВ (кофейной кислоты, рутина, мангиферина, кверцетина, апигенина) содержалось в экстракте из корневой культуры in vitro. Например, содержание рутина выше в 13 и 22 раза, чем у каллусной и суспензионной культур. Методами ТСХ, ВЭЖХ и ЯМР установлено, что изопропанольный экстракт корневой культуры in vitro Диоскореи кавказской содержал сапонины: глюкопиранозид и рамнопиранозид, дельтозид, протодиосцин, спиростенол А и спиростенол Б – вещества, проявляющие противоатеросклеротическое действие. В перспективе клеточные культуры in vitro Диоскореи кавказской использовать как сырье в фармацевтических целях (для приготовления лекарственных препаратов) и в пищевой промышленности (как компонент функциональных продуктов питания и биологически активных добавок).

1. Растительная биотехнология – способ рационального использования биосинтетического потенциал / Решетников В. [и др.] // Наука и инновации. 2014. № 5 (135). С. 21–25.

2. ВОЗ публикует статистику о ведущих причинах смертности и инвалидности ‎во всем мире за период 2000–2019 гг.‎ [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.who.int/ru/news/item/09-12-2020-who-reveals-leading-causes-of-death-and-disability-worldwide-2000-2019 (дата обращения: 07.09.2021).

3. Lordan R. [et al.] Dairy Fats and Cardiovascular Disease: Do We Really Need to be Concerned? Foods (Basel, Switzerland). 2018; (3): 9. https://doi.org/10.3390/foods7030029.

4. Роль оптимального питания в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний / Сметнева Н.С. [и др.] // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 3. С. 114–124.

5. Инновационная технология таблеток «Диосклефит» на основе Диоскореи кавказской (Dioscorea сaucasica lypsky) / Корочинский А.В. [и др.] // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2015. № 4 (13). С. 74–81.

6. Влияние регуляторов роста на морфогенетическую активность экспланотов Dioscorea nipponica Makino и образование полифенолов / Калашникова Е.А. [и др.] // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. № 6–2 (96). С. 6–11.

7. Тания И.В., Шевчук О.М., Лейба Л.О. Редкие виды лекарственных растений Рицинского реликтового национального парка (Республика Абхазия) // Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2021. № 1 (158). С. 38–51.

8. Lazim A.M. [et al.] Structure, physicochemical and toxicity properties of underused malaysian native Tuber’s starch (Dioscorea Pentaphylla). Journal of King Saud University Science. 2021; 33(6): 101501. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2021.101501.

9. Li Q. [et al.] Physicochemical properties and antioxidant activity of Maillard reaction products derived from Dioscorea opposita polysaccharides. LWT. 2021; 149: 111833. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111833.

10. Jiang Q. [et al.] Characterizations of starches isolated from five different Dioscorea L. species. Food Hydrocolloids. 2012;29(1):35-41. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2012.01.011.

11. Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР / П.С. Чиков. М.: Картография, 1983. 340 с.

12. Кравцова Л.П. Оценка перспективности редких лекарственных растений при интродукции в Хакасии // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 5. С. 35–39.

13. Доан Т.Т., Калашникова Е.А., Молканова О.И. Клональное микроразмножение редких и исчезающих видов растений // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2012. № 5. С. 48–52.

14. Цитотоксичность и биологическая активность экстрактов редких лекарственных растений (Dioscorea Caucasica Lypsky, Astragalus dasyanthus Pall, Withania somnifera L.) в условиях in vitro / Калашникова Е.А. [и др.] // Norwegian Journal of Development of the International Science. 2020. № 42-2. С. 8–12.

15. Особенности микроклонального размножения лекарственных растений рода Dioscorea с высоким содержанием биофлавоноидов в условиях in vitro / Калашникова Е.А. [и др.] // Norwegian Journal of Development of the International Science. 2019. № 11–2 (36). С. 3–8.

16. Sonibare M.A., Adeniran A.A. Comparative micromorphological study of wild and micropropagated Dioscorea bulbifera Linn. Asian Pacific journal of tropical biomedicine. 2014;4(3):176-183. URL:https://doi.org/10.1016/S2221-1691(14)60228-8.

17. Murashige T., Scoog F.A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Culture. Physiology Plantarum, 1962;15:473-49.

18. Novikova T. [et al.] Agrobacterium rhizogenes-transformed roots of Astragalus membranaceus (Fisch. Ex Link) Bunge as a source of valuable secondary metabolites. BIO Web of Conferences. 2020;24:6.

19. Gamborg O.L., Miller R.A., Ojima O. Nutrient requirements of suspension cultures of soybean root cells. Exp. Cell Res. 1968;50(1):151–158.