Сравнительный анализ содержания тяжелых металлов и мышьяка в различных лекарственных формах растительных препаратов российского фармацевтического рынка

Введение в Государственную фармакопею Российской Федерации (ГФ РФ) требований по раздельному определению мышьяка, кадмия, ртути и свинца, а также современных способов пробоподготовки требует актуализации существующих норм по содержанию элементных токсикантов в лекарственном растительном сырье (ЛРС) и лекарственных растительных препаратах (ЛРП) на его основе.

Цель работы: анализ данных по содержанию элементных токсикантов, полученных при проведении экспертизы качества ЛРП (трав, сборов, экстрактов и настоек) с помощью современных методов анализа и пробоподготовки, а также сравнение полученных результатов с отечественными и зарубежными данными научной и специальной литературы.

Материалы и методы: собственные экспериментальные данные по содержанию нормируемых тяжелых металлов и мышьяка в различных лекарственных формах лекарственных растительных препаратов, полученные методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с использованием в качестве пробоподготовки разложения в закрытых сосудах, сравнивались с данными других авторов.

Результаты: установлено, что содержание свинца, кадмия и ртути во всех исследованных образцах не превышает установленных в ГФ РФ норм и соответствует проанализированным данным литературы. Содержание мышьяка в ряде ЛРП превышает российские нормативы, но удовлетворяет менее жестким нормам Европейской фармакопеи и Фармакопеи США для ЛРС. Изучена зависимость содержания элементных токсикантов от места сбора и морфологических частей растений. Отмечена особенность накопления отдельных элементов различными видами лекарственных растений. Определено содержание нормируемых элементов в экстрактах и настойках. Сделано предположение, что различие содержания элементных токсикантов в отечественных и зарубежных требованиях связано со способом получения экспериментальных данных, которые являются основой нормирования.

Выводы: проведенные исследования позволяют сделать выводы о пригодности существующих норм содержания элементных токсикантов в ЛРП. Обоснована необходимость пересмотра существующих требований по содержанию мышьяка в ЛРП.

1. Акамова АВ, Немятых ОД, Наркевич ИА. Многовекторный маркетинговый анализ российского рынка фитопрепаратов. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2017;(4):276—80.

2. Li FS, Weng JK. Demystifying traditional herbal medicine with modern approach. Nat Plants. 2017;(3):17109. https://doi.org/10.1038/nplants.2017.109

3. Suzuki H, Asakawa A, Amitani H, Nakamura N, Inui A. Cachexia and herbal medicine: perspective. CurrPharm Des. 2012;18(31):4865—88. https://doi.org/10.2174/138161212803216960

4. Гравель ИВ, Шойхет ЯН, Яковлев ГП, Самылина ИА. Фармакогнозия. Экотоксиканты в лекарственном растительном сырье и фитопрепаратах. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2012.

5. Locatelli C, Melucci D, Locatelli M. Toxic metals in herbal medicines. A review. Curr Bioact Compd. 2014;10(3):181-8. https://doi.org/10.2174/1573407210666140716164321

6. Кузьмина НЕ, Щукин ВМ, Северинова ЕЮ, Яшкир ВА, Меркулов ВА. Изменение подходов к нормированию содержания тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах (обзор). Химико-фармацевтический журнал. 2015;49(7):52-6. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2015-49-7-52-56

7. Терешкина ОИ, Самылина ИА, Рудакова ИП, Гравель ИВ. Гармонизация подходов к оценке безопасности состава лекарственных растительных препаратов. Биомедицина. 2011;(3):80-6.

8. Blake KB. Harmonization of the USP, EP, and JP heavy-metals testing procedures. Pharm Forum. 1995;21(6):1632-7.

9. Soylak M, Tuzen M, Narin I, Sari H. Comparison of microwave, dry and wet digestion procedures for the determination of trace metal contents in spice samples produced in Turkey. J Food Drug Anal. 2004;12(3):254-8.

10. Gasser U, Klier B, Kuhn AV, Steinhoff B. Current findings on the heavy metal content in herbal drugs. PharmeurSci Notes. 2009;(1):37-50.

11. Kalicanin B, Velimirovic D. The content of lead in herbal drugs and tea samples. Eur J Biol. 2013;8(2):178-85. https://doi.org/10.2478/s11535-013-0117-1

12. Kalny P, Fijalek Z, Daszczuk A, Ostapczuk P. Determination of selected microelements in polish herbs and their infusions. Sci Total Environ. 2007;381(1-3):99-104. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2007.03.026

13. Pereira JB Jr, Dantas KG. Evaluation of inorganic elements in cat's claw teas using ICP OES and GF AAS. Food Chem. 2016;196:331-7. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.09.057

14. Szakova J, Dziakova M, Kozakova A, Tlustos P. The risk element uptake by chamomile (Matricaria recutita (L.) Rauschert) growing in four different soils. Arch Environ Prot. 2018;44(4):12-21.

15. Tokalıoğlu Ş. Determination of trace elements in commonly consumed medicinal herbs by ICP-MS and multivariate analysis. Food Chem. 2012;134(4):2504-8. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.04.093

16. Тринеева ОВ, Сливкин АИ, Дортгулыев Б. Определение тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье и масляных препаратах на его основе (на примере листьев крапивы двудомной и плодов облепихи крушиновидной). Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2015;(1):152—5.

17. Дьякова НА, Самылина ИА, Сливкин АИ, Гапонов СП, Мындра АА. Анализ взаимосвязи между накоплением поллютантов и основных биологически активных групп веществ в лекарственном растительном сырье на примере травы горца птичьего (Polygonum aviculare L.) и листьев подорожника большого (Plantago major L.). Химико-фармацевтический журнал. 2015;49(6):25-8. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2015-49-6-25-28

18. Шихова НС. Некоторые закономерности в накоплении свинца растениями в условиях урбанизации (на примере г. Владивостока). Сибирский экологический журнал. 2012;(2):285—94.

19. Glavac NK, Djogo S, Razic S, Kreft S, Veber M. Accumulation of heavy metals from soil in medicinal plants. Arh Hig Rada Toksikol. 2017;68(3):236-44. https://doi.org/10.1515/aiht-2017-68-299

20. Трубина МР, Мухачева СВ, Безель ВС, Воробейчик ЕЛ. Содержание тяжелых металлов в плодах дикорастущих растений в зоне аэротехногенного воздействия Среднеуральского медеплавильного завода (Свердловская область). Растительные ресурсы. 2014;50(1):67—83.

21. Vasudevan DT, Dinesh KR, Gopalakrishnan S. Occurrence of high levels of cadmium, mercury and lead in medicinal plants of India. Pharmacognosy Magazine. 2009;5(19):15—8.

22. Ezeabara CA, Okanume OE, Emeka AN, Okeke CU, Mbaekwe EI. Heavy metal contamination of herbal drugs: implication for human health-a review. Int J Trop Dis Health. 2014;4(10):1044-58. https://doi.org/10.9734/IJTDH/2014/11481

23. MirosPawski J, Paukszto A. Determination of the cadmium, chromium, nickel, and lead ions relays in selected polish medicinal plants and their infusion. Biol Trace Elem Res. 2018;182(1):147-51. https://doi.org/10.1007/s12011-017-1072-5

24. Ozden H, Ozden S. Levels of heavy metals and Ochratoxin A in medicinal plants commercialized in Turkey. Turk J Pharm Sci. 2018;15(3):376-81. https://doi.org/10.4274/tjps.74936

25. Егорова НО, Неверова ОА, Егорова ИН. Оценка содержания тяжелых металлов в Sanguisorba officinalis L., произрастающей на нарушенных угледобычей землях Кузбасса. Современные проблемы науки и образования. 2014;(6). http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=15707

26. Попп ЯИ, Бокова ТИ. Содержание цинка, меди и кадмия в различных видах лекарственных растений, произрастающих в поймах рек Иртыша и Оби. Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2017;(1):84-92.

27. Grejtovsky A, Pirc R. Effect of high cadmium concentrations in soil on growth, uptake of nutrients and some heavy metals of Chamomilla recutita (L.) Rauschert. J Appl Bot. 2000;74(5/6):169-74.

28. Pavlovic A, Masarovicova E, Kral'ova K, Kubova J. Response of chamomile plants (Matricaria recutita L.) to cadmium treatment. Bull Environ Contam Toxicol. 2006;77(5):763-71. https://doi.org/10.1007/s00128-006-1129-1

29. Stritsis C, Claassen N. Cadmium uptake kinetics and plants factors of shoot Cd concentration. Plant Soil. 2013;367(1-2):591-603. https://doi.org/10.1007/s11104-012-1498-7

30. Cataldo DA, Garland TR, Wildung RE. Cadmium uptake kinetics in intact soybean plants. Plant Physiol. 1983;73(3):844-8.

31. Kohzadi S, Shahmoradi B, Ghaderi E, Loqmani H, Maleki A. Concentration, source, and potential human health risk of heavy metals in the commonly consumed medicinal plants. Biol Trace Elem Res. 2019;187(1):41-50. https://doi.org/10.1007/s12011-018-1357-3

32. Ababneh FA. The hazard content of cadmium, lead, and other trace elements in some medicinal herbs and their water infusions. Int J Anal Chem. 2017;(1):1-8. https://doi.org/10.1 155/2017/6971916

33. Dghaim R, Al Khatib S, Rasool H, Ali Khan M. Determination of heavy metals concentration in traditional herbs commonly consumed in the United Arab Emirates. J Environ Public Health. 2015;(4):1-6. https://doi.org/10.1155/2015/973878

34. Salamon I, Labun P, Skoula M, Fabian M. Cadmium, lead and nickel accumulation in chamomile plants grown on heavy metal-enriched soil. Acta Horticulturae. 2007;749:231-7. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2007.749.28

35. Glavac NK, Djogo S, Razic S, Kreft S, Veber M. Accumulation of heavy metals from soil in medicinal plants. Arh Hig Rada Toksikol. 2017;68(3):236-44. https://doi.org/10.1515/aiht-2017-68-2990

36. Chuang IC, Chen KS, Huang YL, Lee PN, Lin TH. Determination of trace elements in some natural drugs by atomic absorption spectrometry. Biol Trace Elem Res. 2000;76(3):235-44. https://doi.org/10.1385/bter:76:3:235

37. Sudha K, Bhavani C, Vivek C. Heavy metal analysis from traditionally used herb Ceropegia juncea (Roxb.). IOSR J Pharm. 2014;4(12):7-11.

38. Kohzadi S, Shahmoradi B, Ghaderi E, Loqmani H, Maleki A. Concentration, source, and potential human health risk of heavy metals in the commonly consumed medicinal plants. Biol Trace Elem Res. 2019;187(1):41-50. https://doi.org/10.1007/s12011-018-1357-3

39. Горохова АГ, Иванов АИ, Язынина НА, Ермолаев СЕ, Фереза-нова МВ. Содержание ртути в почвах и биологических объектах природных и техногенных территорий. Теорeтическая и прикладная экология. 2017;(4):100-5.

40. Cairrao E, Pereira MJ, Pastorinho MR, Morgado F, Soares AMVM, Guilhermino L. Fucus spp. as a mercury contamination bioindicator in costal areas (Northwestern Portugal). B Environ Contam Tox. 2007;79(4):388-95. https://doi.org/10.1007/s00128-007-9257-9

41. Brodziak-DopieraPa B, Fischer A, Szczelina W, Stojko J. The content of mercury in herbal dietary supplements. Biol Trace Elem Res. 2018;185(1):236-43. https://doi.org/10.1007/s12011-018-1240-2

42. Budnik LT, Baur X, Harth V, Hahn A. Alternative drugs go global: possible lead and/or mercury intoxication from imported natural health products and a need for scientifically evaluated poisoning monitoring from environmental exposures. J Occup Med Toxicol. 2016;11:49. https://doi.org/10.1186/s12995-016-0139-0

43. Martena MJ, Van Der Wielen JC, Rietjens IM, Klerx WN, De Groot HN, Konings EJM. Monitoring of mercury, arsenic, and lead in traditional Asian herbal preparations on the Dutch market and estimation of associated risks. Food Addit Contam. Part A. 2010;27(2):190—205. https://doi.org/10.1080/02652030903207235

44. Giacomino A, Abollino O, Casanova C, La Gioia C, Magi E, Malan-drino M. Determination of the total and bioaccessible contents of essential and potentially toxic elements in ayurvedic formulations purchased from different commercial channels. Microchem J. 2015;120:6-17. https://doi.org/10.1016/j.microc.2014.12.005

45. Saper RB, Phillips RS, Sehgal A, Khouri N, Davis RB, Paquin J, Kales SN. Lead, mercury, and arsenic in US- and Indian-manufactured Ayurvedic medicines sold via the Internet. JAMA. 2008;300(8):915-23. https://doi.org/10.1001/jama.300.8.915

46. Dombaiova R. Mercury and methylmercury in plants from differently contaminated sites in Slovakia. PlantSoil Environ. 2005;51(10):456-63. https://doi.org/10.17221/3617-PSE

47. Kabata-Pendias A, Mukherjee AB. Trace Elements from Soil to Human. Berlin-Heidelberg; Springer: 2007.

48. Скугорева СГ, Ашихмина ТЯ. Содержание ртути в компонентах природной среды на территории вблизи Кирово-Чепецкого химического комбината. Известия Коми научного центра УрО РАН. 2012;3(11):39-45.

49. Коломиец НЭ, Калинкина ГИ, Марьин АА, Бондарчук РА. Экологические аспекты заготовки и использования лекарственного растительного сырья. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010;12(1-8):2051-4.

50. Nookabkaew S, Rangkadilok N, Satayavivad J. Determination of trace elements in herbal tea products and their infusions consumed in Thailand. J Agric Food Chem. 2006;54(18):6939-44. https://doi.org/10.1021/jf060571w

51. Arpadjan S, Celik G, Ta§kesen S, Guger §. Arsenic, cadmium and lead in medicinal herbs and their fractionation. Food Chem Toxicol. 2008;46(8):2871-5. https://doi.org/10.1016/j.fct.2008.05.027

52. Lozak A, Sottyk K, Kiljan M, Fijatek Z, Ostapczuk P. Determination of selected trace elements in dietary supplements containing plant materials. Pol J Food Nutr Sci. 2012;62(2):97-102. https://doi.org/10.2478/v10222-011-0044-2

53. Brizio P, Benedetto A, Squadrone S, Tarasco R, Gavinelli S, Pellegrino M, Abete MC. Heavy metals occurrence in Italian food supplements. In: E3S Web of Conferences. Proceedings of the 16th International Conference on Heavy Metals in the Environment. 2013;1:15006. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20130115006

54. Senila M, Drolc A, Pintar A, Senila L, Levei E. Validation and measurement uncertainty evaluation of the ICP-OES method for the multielemental determination of essential and nonessential elements from medicinal plants and their aqueous extracts. J Anal Sci Technol. 2014;5(1):37. https://doi.org/10.1186/s40543-014-0037-y

55. Szakova J, Tlustos P, Goessler W, Pokorny T, Findenig S, Balik J. The effect of soil contamination level and plant origin on contents of arsenic, cadmium, zinc, and arsenic compounds in Mentha aquatica L. Arch Environ Prot. 2011;37(2):109-21.

56. Ur Rehman K, Hamayun M, Afzal Khan S, Iqbal A, Hussain A. Heavy metal analysis of locally available anticancer medicinal plants. Biosci Biotech Res Asia. 2019;16(1):105-11. https://doi.org/10.13005/bbra/2727

57. Weightman RM. Heavy metal and microbial contamination of valerian (Valeriana officinalis L.) roots grown in soil treated with sewage sludge. J Herbs Spices Med Plants. 2007;12(3):77-88. https://doi.org/10.1300/j044v12n03_06

58. Brooks RR, Holzbecher J, Ryan DE. Horsetails (Equisetum) as indirect indicators of gold mineralization. J Geochem Explor. 1981;16(1):21-6. https://doi.org/10.1016/0375-6742(81)90122-9

59. Щукин ВМ, Кузьмина НЕ, Ерина АА, Яшкир ВА, Меркулов ВА Сравнительный анализ содержания тяжелых металлов, алюминия и мышьяка в бурых водорослях различного происхождения. Химико-фармацевтический журнал. 2018;52(7):30-6. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2018-52-7-30-36 https://doi.org/10.1007/s11094-018-1872-8 ]

60. Mania M, Rebeniak M, Szynal T, Wojciechowska-Mazurek M, Starska K, Ledzon E, Postupolski J. Total and inorganic arsenic in fish, seafood and seaweeds—exposure assessment. Rocz Panstw Zakl Hig. 2015;66(3):203-10. PMID: 264001 15

61. Almela C, Clemente MJ, Velez D, Montoro R. Total arsenic, inorganic arsenic, lead and cadmium contents in edible seaweed sold in Spain. Food Chem Toxicol. 2006;44(11):1901-8. https://doi.org/10.1016/j.fct.2006.06.011

62. Maulvault AL, Anacleto P, Barbosa V, Sloth JJ, Rasmussen RR, Tediosi A, et al. Toxic elements and speciation in seafood samples from different contaminated sites in Europe. Environ Res. 2015;143:72-81. https://doi.org/10.1016/j.envres.2015.09.016

63. Briscoe ML, Ugrai TM, Carter AT, Creswell J. An interlaboratory comparison study for the determination of arsenic and arsenic species in rice, kelp, and apple juice. Spectroscopy. 2015;30(5):48-61.