Материал: Влияние антропогенного загрязнения на фитохимический состав листьев подорожника большого

П. большой применяется в медицине как источник большого числа полисахаридов. Государственная фармакопея рекомендует использовать водное извлечение из листьев П. большого, при этом извлекается максимальное количество полисахаридов из лекарственного растительного сырья. Этот факт выводит на передний план вопрос о количестве элементов в водном извлечении из листьев P. major. Водорастворимые формы элементов легче переходят в пищевую цепь, т.е. обладают большей биодоступностью для организмов.

Основные результаты определения элементного состава водного извлечения из листьев П. большого представлены в табл. 5.

Таблица 5 Содержание водорастворимой формы ХЭ, мг/кг сухого в-ва

Содержание Mg, Mn, Sr в водной и солянокислой извлечениях практически одинаково, т.е. основная часть их соединений находится в листьях в водорастворимой форме.

Cu, Fe, и Zn переходят в водный раствор в количествах, на порядок меньших, чем при экстракции 10% HCl. Количество Cd в придорожной зоне шириной 50 м составляет около 0,05 мг/кг, а количество Pb - около 0,2 мг/кг. В водном извлечении из листьев растений, собранных на расстоянии дальше 50 м, содержание этих элементов ниже чувствительности прибора (0,001 и 0,01 мкг/мл, т.е. 0,01 и 0,1 мг/кг соответственно).

Таким образом, элементы с преобладающим токсическим действием накапливаются в прочносвязанной форме. При экстракции водой тяжелые металлы слабо переходят в раствор, поэтому применение водного извлечения из листьев П. большого является достаточно безопасным для здоровья человека.

3.5 Определение микроэлементного состава почвы под П. большим

В таком крупном индустриальном центре, как Новосибирск, имеется два основных вместилища избыточных ХЭ - воздух и почва. Загрязнение атмосферы оказывает отрицательное влияние на здоровье жителей города, загрязнение почвы, может представлять опасность только для лиц, потребляющих в пищу выращенную растительную продукцию. Важна и оценка загрязнённой почвы как источника воздушной пыли.

Рис.1 Динамика содержания подвижной формы ХЭ в почве под П. большим.

Извлечение подвижной формы металлов из почвы проведено ацетатно-аммонийным буферным раствором с pH 4,8 по методу Крупского-Александровой. В результате исследований получены данные о концентрации в почве, отобранной на разном удалении от дороги, подвижных форм: Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, Pb, Sr, Zn (рис.1).

В результате исследований выяснилось, что концентрация подвижной формы Cd, Cu, Pb, Sr, Zn при увеличении расстоянии от автотрассы сильно падает. Количество этих металлов в придорожной зоне выше по сравнению зоной, находящейся на 100 - 200 метрах от дороги. Количество этих металлов в придорожной зоне выше по сравнению зоной, находящейся на 100 - 200 метрах от дороги.

В почве придорожной полосы концентрация цинка в 2 раза выше по сравнению с почвой, отобранной на расстоянии 50 м и дальше. Избыточное поступление цинка в почву связано истиранием резиновых покрышек. Повышенное содержание меди и магния, возможно, связано с воздействием выхлопных газов автотранспорта. Загрязнение почв свинцом носит необратимый характер, так как будет продолжаться даже при небольших дозах его поступления в почву. Хотя нерастворимость адсорбированных и осаждённых ионов Pb в почве делает его малодоступным для растений, содержание Pb в листьях растения коррелирует с содержанием его в почвах, что указывает на поглощение свинца растениями. Низкий коэффициент корреляции между Fe, Mn и Sr и расстоянием от дороги (r=0,29, -0,49, 0,26 соответственно). В данных условиях железо и стронций являются синергистами (r=0,98). В результате проведённых исследований выяснилось, что на данной территории обеспеченность почвы микроэлементами различна (табл. 9). Наблюдается повышенная обеспеченность почвы кальцием и марганцем, средняя обеспеченность цинком и магнием, очень низкое содержание меди. Кадмия и свинца содержится в 5-10 раз меньше ПДК. В целом количество тяжёлых металлов на данной территории не превышает допустимых уровней, даже на расстоянии 10 метров от дороги.

Таблица 9 Корреляция микроэлементов между растениями и почвой

- для подвижной формы Fe ПДК в настоящее время не разработана. Нами отмечена сильная положительная корреляционная связь между количеством Са, Pb, Zn в почве и листьях растений (r=0,89, 0,78, 0,89 соответственно).

По концентрации этих элементов в почве можно судить об их количестве в листьях П. большого.

Содержание подвижной формы исследуемых металлов в почве находится в пределах допустимых значений, принятых для ПДК тяжёлых металлов в почве, при использовании в качестве экстрагента ацетатно-аммонийного буферного раствора с pH 4,8.

.6 Сравнение содержания различных элементов в П. большом с литературными данными

Одним из путей поступления тяжёлых металлов в организм человека являются лекарственные средства на основе растительного сырья.

Однако содержание металлов в лекарственных растениях, в том числе и дикорастущих, до сих пор не нормируются, поэтому для гигиенической оценки лекарственного растительного сырья мы использовали показатели, принятые для БАД на растительной основе.

Чтобы дать ориентировочную оценку безопасности лекарственного растительного сырья, собранного на разном расстоянии от дороги, мы сравнили с имеющимися в литературе данными.

Полученные результаты представлены в таблице 5:

Таблица 5 Сравнение содержания ХЭ (мг/кг сухого в-ва) в П. большом с литературными данными

Из таблицы 5 видно, что содержание всех металлов в сухом веществе и водном извлечении находится в пределах допустимых значений, принятых для биологически активных добавок к пище на растительной основе СанПиН 2.3.2.560-2002. Данное сырьё может быть использовано в медицине.

Этот факт, позволяет сделать нам вывод о безопасности листьев П. большого по данному критерию, собранном даже на расстоянии 10 м от дороги (на данной исследуемой территории). Возможно, это связано с высокой устойчивостью этого растения к антропогенной нагрузке. Растения с помощью защитных механизмов в состоянии ограничивать движение избыточных ионов из корней в надземные органы. Способность растений ограничивать накопление тяжёлых металлов в употребляемых человеком органах проявляется на техногенно загрязнённых почвах, что может значительно снизить остроту экологической ситуации (Ильин, В.Б., 1991, Кабата-Пендиас, А., 1989).

Итак, наши данные позволяют отнести П. большого, произрастающий на данной территории, к растениям с высоким экологическим потенциалом. В дальнейшем возможно расширение ресурсной базы этого вида путём получения гигиенически чистой продукции на несильно загрязнённой территории. На исследуемой нами территории допустима заготовка листьев П. большого при условии строгого соблюдения правил заготовки лекарственного растительного сырья.

.7 Динамика накопления хлорофилла-а в листьях подорожника на разном удалении от автотрассы

Количество хлорофилла в листьях растения может служить индикатором состояния его среды обитания. Кроме того, этот пигмент широко используется как БАД. Обнаружено сходство в строении молекулы хлорофилла и гемоглобина, поэтому хлорофилл способен оказывать на кровь человека сходное с действием гемоглобина повышать уровень кислорода, ускорять азотистый обмен.

Процентное количество хлорофилла определяли экстракцией высушенного растительного материала 98% этиловым спиртом спектрофотометрическим методом на длине волны 666 нм.

Рис.2 Содержание хлорофилла, магния и меди в зависимости от степени удалённости от дороги

Количество хлорофилла в листьях растения коррелирует с количеством магния, поскольку магний входит в состав молекулы этого пигмента (рис.2). Коррелирует с хлорофиллом и медь (r=0,82). Медьсодержащий белок пластоцианин участвует в процессе фотосинтеза (Сергейчик С.А., 1997). При расчёте коэффициента парной корреляции выяснилось, медь и магний - синергисты. Очевидно, что от оптимального соотношения этих металлов зависит скорость фотосинтеза и количество хлорофилла.

В процессе исследования влияния элементов на количество хлорофилла выяснилось, что содержание этого пигмента не зависит от количества Pb, Fe, Zn, Mn и Ca (r=0,2; 0,3; 0,4; 0,1 и -0,3 соответственно). Однако нами обнаружен антагонизм между хлорофиллом и кадмием (r=-0,63).

В целом чувствительность хлорофилла к антропогенному воздействию в данных условиях высокая (r=0,9).Можно сделать вывод, что содержание хлорофилла может служить индикатором загрязнения окружающей среды на исследуемой территории. Судя по данному критерию, сбор сырья для приготовления из листьев П. большого спиртового извлечения наиболее оптимален на расстоянии не менее 100 м от автотрассы.

.8 Содержание водорастворимых полисахаридов в листьях растения

Известно более 10 лекарственных препаратов в составе, которых присутствуют листья П. большого: «Плантаглюцид», «Сок подорожника», «Экстракт подорожника», «Гастрокалм» и другие. Основными действующими веществами большинства этих препаратов являются водорастворимые полисахариды.

Государственная фармакопея (1989) предлагает проводить стандартизацию листьев P. Major по суммарному содержанию полисахаридов в водном извлечении гравиметрией.

Таблица 5 Количество водорастворимых полисахаридов в листьях П. большого, %

В целом чувствительность полисахаридов к антропогенному воздействию в данных условиях низкая (r=-0,23). Содержание водорастворимых полисахаридов в листьях растений, произрастающих в местах наиболее интенсивного движения автотранспорта, почти одинаковое по сравнению с растениями, отобранными в экологически благоприятной зоне. Если судить по данному критерию о качестве и безопасности листьев, собранных в придорожной зоне, заготовка сырья для получения водного извлечения возможна.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

.        Придорожной полосой, в которой не рекомендуется собирать П. большой является 10 - 25 метров от автотрассы, поскольку содержание золы нерастворимой в 10% HCl выше нормы.

.        Листья П. большого для последующего приготовления водного извлечения рекомендуется заготавливать на расстоянии не менее 50 м от дороги, для получения более качественного спиртового экстракта - не менее 100 м.

.        Сумма хлорофиллов в пересчёте на хлорофилл-α в листьях P. major может использоваться как биоиндикатор антропогенного загрязнения.

ВЫВОДЫ

. Общий минеральный остаток листьев растений, собранных на разном удалении от автотрассы, отличается незначительно. Существует обратная связь между удалённостью от дороги и количеством золы, не растворимой в 10% соляной кислоте.

. Влияние автомагистрали на элементный состав листьев П. большого обнаруживается, но, благодаря высокой устойчивости данного растения к антропогенной нагрузке, тяжелые металлы накапливаются в прочносвязанной форме и очень слабо переходят в водное извлечение.

. Содержание подвижной формы исследуемых металлов в почве находится в пределах допустимых значений, принятых для ПДК тяжёлых металлов в почве, при использовании в качестве экстрагента ацетатно-аммонийного буферного раствора с pH 4,8.

. Количество хлорофилла в листьях П. большого может служить индикатором загрязнения окружающей среды на исследуемой территории.