Химический состав и перспективы применения в медицинской практике побегов курильского чая (Pentaphylloides fruticosa (L.) O. Schwarz): обзор

ВВЕДЕНИЕ

Алтайский край известен разнообразием флоры. На природное разнообразие растительности здесь оказывали влияние как геологическая специфика развития территории, в том числе особый минеральный состав почвы, что привело к формированию до двенадцати геохимических провинций [1], своеобразный рельеф местности, так и климат с высоким уровнем инсоляции и умеренным для Западной Сибири температурным режимом. На Алтае произрастает более 2000 видов растений, 215 из которых применяются в медицине, например рапонтикум сафлоровидный (маралий корень), родиола розовая (золотой корень), копеечник забытый (красный корень) и др. В официнальной медицине из них используют только 45 видов [2]. Тем не менее многие из этих растений имеют длительную историю применения в традиционной медицине, поэтому изучение неофицинальных лекарственных растений представляется актуальным.

Одним из таких растений является лапчатка кустарниковая — Pentaphylloides fruticosa (L.) O. Schwarz (син. Dasiphora fruticosa (L.) Rydb.), известная в народной медицине как курильский чай [3]. P. fruticosa — кустарниковое растение, научная и практическая заинтересованность в котором обусловлена его широким применением в медицине народов Сибири и Дальнего Востока, а также достаточным запасом растительного сырья и возможностями для его переработки в фармацевтической и пищевой промышленности региона [4][5].

Лапчатка кустарниковая принадлежит к роду пятилистник (Pentaphylloides) семейства розоцветные (Rosaceae), представители которого широко распространены в азиатской части России и встречаются практически во всех поясах растительности на территории Алтайского края и Республики Алтай [3–5]. Компоненты растительного сырья лапчатки кустарниковой были всесторонне изучены [6]. Однако, на наш взгляд, информации о химическом составе экстрактов из растительного сырья P. fruticosa недостаточно. Отсутствуют данные о содержании биологически активных веществ в различных органах растения, о способности к кумуляции веществ в различные периоды онтогенеза растения, в том числе и во взаимосвязи с условиями региона его произрастания. Также в литературе мы не обнаружили работ, где были бы представлены результаты системного изучения основных механизмов действия на организм биологически активных веществ, содержащихся в экстрактах из сырья из P. fruticosa. Следует отметить, что на настоящий момент отсутствует фармакопейная статья на лекарственное растительное сырье P. fruticosa, вследствие чего остается открытым вопрос его стандартизации.

Вместе с тем ряд фармацевтических предприятий России выпускает чаи из побегов лапчатки кустарниковой в качестве биологически активной добавки (БАД) к пище, которая используется, например, при некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта¹. Заготавливаемое для таких чаев сырье различается у разных производителей, что связано с отсутствием единого стандарта качества сырья из P. fruticosa. Отсутствие единства сроков и процедуры заготовки сырья, а также используемых морфологических частей растения приводит не только к органолептическим различиям продукта, но и к различиям в его биологической активности. Вследствие этого БАДы на основе побегов P. fruticosa имеют ограниченное применение в качестве лечебно-профилактических средств.

Цель работы — систематизация данных о составе и фармакологических свойствах биологически активных веществ лапчатки кустарниковой (курильского чая) — Pentaphylloides fruticosa (L.) O. Schwarz.

При подготовке данного обзора использованы источники литературы, включенные в базы РИНЦ, MEDLINE (PubMed), Embase, а также Scopus и Web of Science за период 1991–2023 гг.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Ботаническая характеристика

Лапчатка кустарниковая — сильно ветвящийся кустарник высотой 20–150 см, растущий на хорошо освещенных местах по берегам рек, на каменистых склонах, а также лугах и в кустарниковых зарослях. Растение имеет шаровидную форму с перистыми желтовато-зелеными листьями, состоящими из 5 (реже 3–7) ланцетных листочков, волосистых с обеих сторон. Цветки золотисто-желтого цвета, собраны в щитках или небольших верхушечных кистях. Растение образует цветки трех типов: мужские, женские и обоеполые. Плоды — отдельные сухие волосистые семянки, имеющие серповидно-изогнутую форму. Длительность онтогенетических состояний растения значительно варьирует по времени: период «p» длится до 12 мес.; «j» — 24–48 мес., «im» и «v» — от 3 до 5 и от 20 до 30 лет соответственно [7]. В природе P. fruticosa зацветает достаточно поздно — по разным источникам, в возрасте от 12 до 20 лет. Размножение P. fruticosa может осуществляться как семенами, так и черенкованием и зависит от условий произрастания [7][8].

Особенностью P. fruticosa является выраженная зимостойкость, что создает условия для успешного промышленного культивирования растения в различных географических широтах [8][9].

Химический состав

Химический состав тканей P. fruticosa, произрастающей в разных регионах России, достаточно хорошо изучен и описан многими авторами [10–30]. Элементный состав стеблей и листьев растения вариабелен и значительно зависит от сезона года, периода вегетации растения, возраста, особенностей минерального состава почв, на которых произрастает растение, и других факторов [10–12]. P. fruticosa содержит в своем составе не менее 20 биологически значимых микро- и макроэлементов, что позволяет рассматривать курильский чай как потенциально важный источник биологически значимых минеральных веществ. Вместе с тем данные литературы указывают на неоднородность распределения микроэлементов в листьях и стеблях растений [10–12]. Установлено, что варьирование элементного состава в тканях и органах растения зависит от фазы жизненного цикла и возраста P. fruticosa [12]. Фактор вариабельности элементного состава в ряде случаев может иметь принципиальное значение при заготовке лекарственного сырья.

Для растений рода Pentaphylloides также была выявлена неоднородность накопления микро- и макроэлементов в разных органах растения. В частности, указывалось, что преимущественное накопление макроэлементов (прежде всего Ca и К) происходит в надземных органах растения (листья и стебли) у Pentaphylloides davurica, в то время как микроэлементов — в подземных органах (например, у P. gorovoii, P. mandshurica, P. fruticosa). По наибольшему содержанию Ti, Ni, Nb, V в стеблях выделяются растения P. fruticosa [13]. Значительны различия в суммарном содержании микроэлементов в листьях растения. У вида D. gorovoii этот показатель в 1,9–2,6 раза выше, чем в листьях образцов видов D. fruticosa, D. mandshurica и D. parvifolia, и в 3–6 раз больше, чем в листьях видов D. davurica и D. davurica var. flava [13]. Подобные закономерности отмечались и для макроэлементов, прежде всего К и Са. Анализ взаимосвязи накопления минеральных веществ и состава почв, на которых произрастает растение, у представителей этого рода свидетельствует о прямой зависимости этих величин. Так, образцы почв из местообитаний D. davurica и D. davurica var. flava также выделяются по высокому содержанию Ca, в то же время почвы из местообитаний D. fruticosa отличались повышенным содержанием Ti, Fe, Cr, Ni, Co; D. gorovoii — Mn, Pb, Zn, Rb, Br, Nb; D. parvifolia — Zr; D. mandshurica — Mo. Учитывая закономерности, выявленные у представителей этого рода в близлежащих к Алтаю регионах, можно ожидать и подобное распределение микро- и макроэлементов у растений рода Pentaphylloides, в том числе P. fruticosa, произрастающих на территории Алтая.

Важно отметить, что макро- и микроэлементный состав почв Алтая значительно варьирует от предгорий до равнин [1][10][11]. В работе Е.А. Ельчининовой [11] отмечена связь неоднородного распределения ряда микроэлементов в растениях Северного Алтая с составом почвенного покрова физико-географических провинций Алтайской геохимической области. Учитывая особенности распределения микро- и макроэлементов в почвах Алтая (а именно наличие геохимических провинций) с одной стороны и биохимические особенности характера распределения и кумуляции минеральных элементов в тканях и органах P. fruticosa с другой стороны, вопрос их количественного содержания в условиях конкретной геохимической провинции Алтая, на наш взгляд, требует отдельного исследования. Данное обстоятельство следует принимать во внимание при сборе и стандартизации сырья курильского чая и прежде всего в плане оценки его как источника макро- и микроэлементов, большинство из которых (К, Са, Fe и др.) относятся к физиологически важным и необходимым организму [14].

Многие производители БАД на основе побегов лапчатки кустарниковой ссылаются на применимость своих продуктов как источников дубильных веществ и полифенольных соединений [15]. Действительно, согласно данным литературы P. fruticosa содержит до 28% дубильных веществ — эллаготанинов [12][15–23], наибольшее количество которых накапливается в период конца бутонизации — начала цветения, проантоцианидины (0,5%) и фенольные кислоты (1,6%) [18]. Состав фенольных соединений надземных органов P. fruticosa в течение суток не изменяется. Наибольшее суммарное содержание фенольных соединений в листьях P. fruticosa фиксируется в вечернее и ночное время, в то время как в цветках, напротив, максимальное содержание фенольных соединений наблюдается в середине дня [18].

Исследователями отмечено влияние условий произрастания на содержание флавоноидов у P. fruticosa [19]. В настоящее время изучены и идентифицированы агликоны из надземной части курильского чая: кверцетин, кемпферол и 7,3,4-3-О-метилкверцетин [20]; описано не менее 10 флавонолгликозидов: гиперозид, изокверцитрин, рутин, кверцитрин, авикулярин, кемпферол-3-β-рутинозид, рамнетин-3-P-глюкoпиpaнoзид, рамнетин-3-β-галактопиранозид, рамнетин-3-α-арабинофуранозид, астрагалин и четыре ацилированных флавонолгликозида — 6-О-галлат-3-β-D-галактопиранозид кверцетина, кемпферол-3-O-β-(6-0-(Е)-p-кумарил)-глюкопиранозид, тернифлорин и трибулозид. Из ветвей и листьев P. fruticosa выделен метиленбисфлаван-3-ол [21].

Оценка содержания фенольных соединений в листьях рода Pentaphylloides (=Dasiphora) показала, что для каждого исследованного вида характерен свой фенольный профиль: наибольшее число компонентов фенольной структуры отмечено у D. davurica и D. mandshurica, а наименьшее — у D. parvifolia и D. davurica var. flava [20–22]. Комплексное исследование, проведенное Е.П. Храмовой², показало, что в водно-этанольных экстрактах из листьев и цветков растений рода Pentaphylloides содержится от 16 до 25 фенольных соединений в зависимости от вида. Установлено присутствие 6 флавонолгликозидов: гиперозид, изокверцитрин, рутин, авикулярин, кверцитрин и астрагалин, двух агликонов: кверцетина и кемпферола, а также эллаговой кислоты и ее гликозида. Флавоноидный комплекс идентичного состава был выделен из листьев, цветков и стеблей растения. Важно отметить, что у надземных органов растения в популяции минимальная концентрация флавоноидов обнаруживалась в стеблях, а максимальная — в цветках [16].

Количественный и качественный состав флавоноидов P. fruticosa характеризуется высокой эндогенной изменчивостью, значительно возрастающей в условиях искусственной интродукции [19]. Однако механизм изменчивости остается не до конца ясным. В то же время общая сумма флавоноидов является практически неизменной, также стабильно общее содержание флавонолов, а также изокверцитрина и кверцитрина [22–25]. Кроме полифенольных соединений в составе P. fruticosa выявлены аскорбиновая кислота, каротиноиды, пектины и тритерпеновые сапонины [26][27].

Содержание липидной фракции в P. fruticosa в среднем составляет 0,48% от массы воздушно-сухого сырья. Фракция ненасыщенных жирных кислот в P. fruticosa составляет около 34% от общей липидной фракции. В составе растительных стеринов растения были идентифицированы стигмастан-3,5-диен и β-ситостерин, содержание которых в липидной фракции P. fruticosa составило 5,95%. Для P. fruticosa характерно значительное количество моно- и полиненасыщенных жирных кислот: пальмитиновой (18,90%), линолевой (21,59%) и линоленовой (31,91%) кислот. Высокое содержание данных кислот³ подтверждает биологическую ценность сырья P. fruticosa [28][29].

Обобщенные данные о фракциях биологически активных веществ побегов P. fruticosa представлены в таблице 1.

Следует иметь в виду, что химический состав сырья P. fruticosa может изменяться в условиях техногенного воздействия человека на окружающую среду. В том числе наблюдается изменение содержания фенольных компонентов в тканях растений и выраженное изменение сезонной динамики их накопления [19][30]. Оценка и прогнозирование подобных антропогенных влияний требует учета и отдельной разработки вопросов сохранения и перспектив интродукции P. fruticosa как потенциального источника лекарственного сырья.

Токсические свойства

С.М. Николаев и соавт. провели доклиническое исследование безопасности сухого экстракта из побегов P. fruticosa. При однократном введении лабораторным крысам и мышам обоего пола экстракт не проявил токсичности. Введение экстракта P. fruticosa крысам в дозах 276, 346 и 553 мг/кг и собакам в дозах 300 и 500 мг/кг в течение 6 мес. не вызвало каких-либо функциональных или морфологических изменений в печени, почках, сердце, пищеварительной и центральной нервной системах, системе кроветворения и лимфатической системе. Установлено, что экстракт P. fruticosa не влияет на выраженность аллергической реакции и не проявляет иммунотоксические свойства [31].

Фармакологические свойства

Экстракты P. fruticosa находят применение при различных заболеваниях и состояниях [32][33]. На наш взгляд, важную роль в реализации фармакологических эффектов изучаемого растения играют фенольные соединения, в частности флавоноиды, за счет антиоксидантной [34–38], иммуностимулирующей и противовирусной [39–41] активностей. Значимость содержания флавоноидов для реализации терапевтических эффектов лапчатки кустарниковой была продемонстрирована в 2000 г. в работе А.Н. Евстропова [39]. Было продемонстрировано противовирусное, интерферонотропное и иммуностимулирующее действие водорастворимого полифенольного комплекса растения: водный экстракт P. fruticosa повышал антителообразующую активность клеток селезенки мышей, оказывал стимулирующее влияние на клеточный иммунный ответ в тестах с иммунизированными эритроцитами барана [40]. В литературе имеются данные о влиянии экстрактов P. fruticosa на клеточные иммунные реакции, а также о стимулирующем влиянии на антителообразование при иммунизации тимус зависимым антигеном [41]. Было обнаружено, что сухой экстракт P. fruticosa является эффективным иммуномодулятором и может применяться для профилактики вторичных иммунодефицитных состояний [39–41]. Такое действие связывают с входящими в состав растения фенольными соединениями, в основном с флавоноидами [42–45]. Кроме того, в опытах на мышах установлена иммунокорригирующая активность сухого экстракта P. fruticosa в условиях вторичной иммунодепрессии, вызванной противотуберкулезными препаратами [46]. Показано, что применение экстрактов P. fruticosa приводило к восстановлению показателей клеточного, гуморального иммунитета, а также макрофагального звена иммунного ответа до уровня таковых у интактных животных [47].

Экстракты лапчатки кустарниковой предлагается использовать как иммуномодулирующее, противовоспалительное и антимикробное средство в комплексной терапии вагинита и цервицита⁴, средства для лечения дисбактериозов кишечника [47], а также в качестве иммунотропного средства [44][45].

В ходе ряда экспериментов отечественных и зарубежных ученых показано, что извлечения из листьев P. fruticosa проявляли мощную антиоксидантную активность⁵ [38][47][48], превышающую аналогичную активность извлечений из других органов растения и существенно не отличающуюся от действия положительного контроля (рутина). Отмечается, что гиперозид, катехин, эллаговая кислота и рутин в основном содержатся в листьях и цветках растения; содержание фенольных соединений в стеблях значительно ниже. В работе Г.Д. Мироновой и соавт. показано, что экстракт курильского чая в концентрациях 0,005–10 мкг/мл дозозависимо усиливал образование Н₂О₂ в митохондриях сердца крысы в присутствии субстратов дыхания; снижал АТФ-индуцированное накопление Н₂О₂, связанное с ингибированием митохондриального АТФ-зависимого калиевого канала [36].

Флавоноиды курильского чая кустарникового проявляют антибактериальную активность в отношении Escherichia сoli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus [49][50].

Гепатопротекторные свойства водного экстракта P. fruticosa изучали на модели экспериментального хронического токсического гепатита. Было показано, что препарат нормализовал активность аланинаминотрансферазы и уровень билирубина в плазме крови, оказывал протекторное действие на микросомальный метаболизм ксенобиотиков, а также активность перекисного окисления липидов в плазме крови и микросомальной фракции печени [51].

Фармакологическая эффективность лапчатки кустарниковой в комплексной терапии и профилактике сахарного диабета за счет нормализации обменных нарушений, снижения уровня глюкозы, противовоспалительного, мембраностабилизирующего, корригирующего процессы иммунитета действия, торможения развития процессов перекисного окисления липидов и нормализации функции поджелудочной железы продемонстрирована в работе Н.А. Чекина и соавт. [52]. Кроме того, при использовании пациентами с сахарным диабетом II типа БАД, содержащей экстракт курильского чая, наблюдались повышение гиполипидемической и антиоксидантной эффективности диетотерапии [53]. Гиполипидемические свойства курильского чая кустарникового также показаны в работе Е.Н. Воробьевой с соавт. [54]. В работе В.Е. Хитрихеева и соавт. [55] продемонстрирована эффективность применения линимента на основе P. fruticosa при раневых повреждениях кожи на экспериментальной модели сахарного диабета.

Ранозаживляющее действие сухого экстракта из побегов P. fruticosa изучалось в работе Б.Н. Гармаева [56]. Показано ускорение заживления кожно-мышечных ран за счет активации ангиогенеза, синтетической функции клеток на фоне торможения свободно-радикальных процессов и активации эндогенной антиоксидантной защиты. Перспективно использование мягкой лекарственной формы экстракта P. fruticosa, которая обладает выраженным ранозаживляющим действием за счет сочетания антибактериального, противовоспалительного и регенерирующего эффектов [57].

В работе К.С. Лоншаковой и соавт. [58] подтверждено гастропротективное действие экстрактов P. fruticosa в условиях экспериментального гастрита, применение которых способствовало регенерации слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.

Нейротропное действие экстрактов P. fruticosa изучалось на лабораторных животных. Пероральное введение экстракта курильского чая (суточная доза 40 мг/кг) животным с моделируемым синдромом Паркинсона значительно улучшало их выживаемость и основные диагностические и нозологические показатели, характеризующие состояние двигательных функций. Препарат уменьшал смертность животных, ригидность мышц, нарушения динамической мышечной работы и координации движений, уменьшал олигокинезию. Психотропное действие экстрактов P. fruticosa исследовалось в работе Н.А. Крупиной и соавт. [59]. Полученные данные свидетельствуют о выраженном анксиолитическом и седативном действии экстрактов P. fruticosa.

Экспериментальные данные по изучению фармакологической активности побегов P. fruticosa с учетом видов экстракционных препаратов обобщены в таблице 2.

Экстракционным препаратом побегов P. fruticosa, фармакологическое действие которого наиболее изучено, является экстракт сухой (табл. 2). Водорастворимый экстракт содержит комплекс гидрофильных биологически активных веществ, спиртовый — комплекс амфифильных биологически активных веществ (табл. 1). Очевидно, что в реализации клинико-фармакологических эффектов экстрактов P. fruticosa (антиоксидантное, иммуногенное, противовоспалительное, бактерицидное и противовирусное действие, гиполипидемический эффект) основную роль играют фенольные соединения (агликоны и гликозиды флавоноидов, фенолокислоты, дубильные вещества). Широкий диапазон фармакологической активности свидетельствует о перспективности использования сырья P. fruticosa и его экстрактов в комплексной терапии различных заболеваний.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, следует заключить, что курильский чай кустарниковый (Pentaphylloides fruticosa) — лекарственное растение, имеющее высокий потенциал для включения его в фармакопейный перечень лекарственных растений. Лекарственное растительное сырье P. fruticosa может быть рекомендовано как преимущественно антиоксидантное и иммунотропное средство с ярко выраженной фармакологической активностью для профилактики и лечения многих заболеваний.

Стандартизация лекарственного растительного сырья P. fruticosa требует детального изучения химического состава тканей этого растения с учетом сезонных, климатических и антропогенных факторов.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям ICMJE. Наибольший вклад распределен следующим образом: А.В. Требухов — сбор, анализ материала, написание текста по биологическим особенностям и фармакологическому применению курильского чая кустарникового; Л.Г. Дворникова — сбор, анализ материала, написание текста по химическому составу и фармакологическому применению курильского чая кустарникового; М.В. Горячева — критический пересмотр содержания, утверждение окончательного варианта рукописи для публикации; Т.С. Малолеткина — согласие нести ответственность за все аспекты работы и решение вопросов, связанных с целостностью всех частей статьи.

Authors’ contributions. All the authors confirm that they meet the ICMJE criteria for authorship. The most significant contributions were as follows. Andrey V. Trebukhov collected and analysed the material and drafted the text on the biological characteristics and pharmacological use of shrubby cinquefoil. Liubov G. Dvornikova collected and analysed the material and drafted the text on the chemical composition and pharmacological use of shrubby cinquefoil. Marina V. Goryacheva critically reviewed the manuscript and approved the final version for publication. Tatiana S. Maloletkina agreed to be accountable for all aspects of the work and for ensuring that all questions related to data reliability and article integrity are appropriately investigated and resolved.