pharmjournalРазработка и регистрация лекарственных средствDrug development & registration2305-20662658-5049LLC «CPHA»10.33380/2305-2066-2022-11-3-181-194pharmjournal-1300Research ArticleМЕТОДЫ АНАЛИЗА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВANALYTICAL METHODSСкрининг липофильных фракций ботанических форм Сельдерея пахучего методом ГХ/МСScreening of Lipophilic Fractions of Botanical Forms of Celery by GC/MS Methodhttps://orcid.org/0000-0002-7005-2477СурбееваЕ. С.SurbeevaE. S.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 14А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

https://orcid.org/0000-0001-7501-8254СипкинаН. Ю.SipkinaN. Y.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 14А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

https://orcid.org/0000-0002-4484-6265КомоваС. И.KomovaS. I.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 14А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

https://orcid.org/0000-0001-5144-3061ЕфремоваУ. А.EfremovaU. A.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 14А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

https://orcid.org/0000-0002-2942-1015ТернинкоИ. И.TerninkoI. I.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 14А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России)St. Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University202231082022113181194Copyright © Сурбеева Е.С., Сипкина Н.Ю., Комова С.И., Ефремова У.А., Тернинко И.И., 20222022Сурбеева Е.С., Сипкина Н.Ю., Комова С.И., Ефремова У.А., Тернинко И.И.Surbeeva E.S., Sipkina N.Y., Komova S.I., Efremova U.A., Terninko I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmjournal.ru/jour/article/view/1300Введение

Введение. Поиск новых средств для лечения и профилактики ожирения – социально-значимого заболевания, характеризующегося высокой распространенностью и наличием ряда осложнений – является актуальным направлением исследований. Данные литературы свидетельствуют о наличии фармакологической активности у разных групп БАВ растительного происхождения – флавоноидов, фенольных кислот, фитостеролов и т. д. в отношении ожирения и ассоциированных с ним заболеваний. Ввиду значительного накопления целевых групп соединений, а также наличия большой и возобновляемой сырьевой базы, сельдерей пахучий был выбран для исследования как потенциальный сырьевой источник БАВ, способствующих регуляции метаболических нарушений.

Цель

Цель. Изучение компонентного состава липофильных фракций ботанических форм сельдерея пахучего методом ГХ/МС и прогнозирование фармакологической активности идентифицированных соединений в рамках целевой группы патологий с использованием веб-ресурса PASS online.

Материалы и методы

Материалы и методы. Липофильные фракции получали путем экстрагирования сухого измельченного сырья корнеплодов, черешков и листьев сельдерея пахучего хлороформом в аппарате Сокслета. Полученные извлечения анализировали на хромато-масс-спектрометре газовом Clarus 600Т, (PerkinElmer, США) на базе парка оборудования ЦКП «Аналитический центр». Интерпретацию масс-спектров пиков на хроматограммах проводили с использованием библиотеки NIST-14, для дальнейшего прогнозирования биологической активности идентифицируемых соединений использовали веб-ресурс PASS Оnline.

Результаты и обсуждения

Результаты и обсуждения. Состав липофильных фракций ботанических форм сельдерея представлен терпенами, бензофуранами, кумаринами, жирными кислотами и их производными, фитостеролами. Всего в извлечениях из корнеплодов было обнаружено 50 соединений, из которых идентифицировано – 68 %, черешков – 36 и 61 %; листьев – 22 и 64 % соответственно. Прогнозирование фармакологической активности индивидуальных соединений сельдерея показало возможность их использования для регуляции метаболизма липидов и углеводов, кардиоваскулярных нарушений, заболеваний печени, что подтверждает перспективность исследования.

Заключение

Заключение. Результаты исследования показали, что корнеплоды и черешки сельдерея являются источником терпенов, кумаринов и производных бензофурана, кроме того, надземная часть растения демонстрирует высокое накопление фитостеролов, которые могут обладать активностью в отношении регуляции метаболизма и использоваться в комплексной терапии и профилактике ожирения.

Introduction

Introduction. The search for new tools for the treatment and prevention of obesity – a socially significant disease characterized by high prevalence and the presence of a number of complications – is an urgent area of research. Literature data indicate the presence of pharmacological activity in different groups of BAC of plant origin – flavonoids, phenolic acids, phytosterols, etc. in relation to obesity and its associated diseases. In view of the significant accumulation of target groups of compounds, as well as the availability of a large and renewable raw material base, celery was chosen for research as a potential raw source of BAC contributing to the regulation of metabolic disorders.

Aim

Aim. To investigate the component composition of lipophilic fractions of botanical forms of celery by GC/MS and to predict the pharmacological activity of identified compounds within the target group of pathologies using the web resource PASS Оnline.

Materials and methods

Materials and methods. Lipophilic fractions were prepared by chloroform extraction of dry crushed raw material of celery root, stalks and leaves in a Soxhlet apparatus. Obtained extracts were analyzed on gas chromatography-mass spectrometer "Clarus 600T" (PerkinElmer, USA) on the basis of the Collaborative Centre "Analytical Center" equipment. Interpretation of the mass spectra of the peaks on the chromatograms was carried out using the NIST-14 library, for further prediction of biological activity of the identified compounds we used web-resource PASS online.

Results and discussion

Results and discussion. The composition of lipophilic fractions of celery botanical forms is represented by terpenes, benzofurans, coumarins, fatty acids and their derivatives, phytosterols. A total of 50 compounds were found in extracts from celery root, of which 68 % were identified, stalks – 36 and 61 %; leaves – 22 and 64 %, respectively. Prediction of the pharmacological activity of individual compounds of celery showed the possibility of their use for the regulation of lipid and carbohydrate metabolism, cardiovascular disorders and liver diseases, which confirms the prospects of this study.

Conclusion

Conclusion. The results have shown that celery roots and stalks are a source of terpenes, coumarins and benzofuran derivatives, in addition, the above-ground part of the plant shows high accumulation of phytosterols, which may have metabolic regulation activity and be used in the complex therapy and prevention of obesity.

сельдерей пахучийботанические формылипофильная фракцияГХ/МСPASS Оnlineкоррекция метаболических нарушенийcelerybotanical formslipophilic fractionGC/MSPASS onlinecorrection of metabolic disordersРезультаты работы получены с использованием оборудования ЦКП «Аналитический центр ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России» в рамках соглашения № 075-15-2021-685 от 26 июля 2021 года при финансовой поддержке Минобрнауки России.The results were obtained using the equipment of CCU "Analytical Center of SPCFU of the Ministry of Health of Russia" under Agreement № 075-15-2021-685 of July 26, 2021 under the financial support of the Russian Ministry of Education and Science.ReferencesSandner G., König A., Wallner M., Weghuber J. Functional foods – dietary or herbal products on obesity: Application of selected bioactive compounds to target lipid metabolism. Current Opinion in Food Science. 2020;34:9–20. DOI: 10.1016/j.cofs.2020.09.011.Sandner G., König A., Wallner M., Weghuber J. Functional foods – dietary or herbal products on obesity: Application of selected bioactive compounds to target lipid metabolism. Current Opinion in Food Science. 2020;34:9–20. DOI: 10.1016/j.cofs.2020.09.011.Filimonov D. A., Lagunin A. A., Gloriozova T. A., Rudik A. V, Druzhilovskii D. S., Pogodin P. V., Poroikov V. V. Prediction of the Biological Activity Spectra of Organic Compounds Using the Pass Online Web Resource. Chem Heterocycl Comp. 2014;50:444–457. DOI: 10.1007/s10593-014-1496-1.Filimonov D. A., Lagunin A. A., Gloriozova T. A., Rudik A. V, Druzhilovskii D. S., Pogodin P. V., Poroikov V. V. Prediction of the Biological Activity Spectra of Organic Compounds Using the Pass Online Web Resource. Chem Heterocycl Comp. 2014;50:444–457. DOI: 10.1007/s10593-014-1496-1.Дедов И. И., Шестакова М. В., Мельниченко Г. А., Мазурина Н. В., Андреева Е. Н., Бондаренко И. З., Гусова З. Р., Дзгоева Ф. Х., Елисеев М. С., Ершова Е. В., Журавлева М. В., Захарчук Т. А., Исаков В. А., Клепикова М. В., Комшилова К. А., Крысанова В. С., Недогода С. В., Новикова А. М., Остроумова О. Д., Переверзев А. П., Роживанов Р. В., Романцова Т. И., Руяткина Л. А., Саласюк А. С., Сасунова А. Н., Сметанина С. А., Стародубова А. В., Суплотова Л. А., Ткачева О. Н., Трошина Е. А., Хамошина М. Б., Чечельницкая С. М., Шестакова Е. А., Шереметьева Е. В. Междисциплинарные клинические рекомендации «Лечение ожирения и коморбидных заболеваний». Ожирение и метаболизм. 2021;18(1):5–99. DOI: 10.14341/omet12714.Dedov I. I., Shestakova M. V., Mel’nichenko G. A., Mazurina N. V., Andreeva E. N., Bondarenko I. Z., Gusova Z. R., Dzgoeva F. H., Eliseev M. S., Ershova E. V., Zhuravleva M. V., Zaharchuk T. A., Isakov V. A., Klepikova M. V., Komshilova K. A., Krysanova V. S., Nedogoda S. V., Novikova A. M., Ostroumova O. D., Pereverzev A. P., Rozhivanov R. V., Romancova T. I., Rujatkina L. A., Salasjuk A. S., Sasunova A. N., Smetanina S. A., Starodubova A. V., Suplotova L. A., Tkacheva O. N., Troshina E. A., Hamoshina M. B., Chechel’nickaja S. M., Shestakova E. A., Sheremet’eva E. V. Interdisciplinary clinical guidelines "Treatment of obesity and comorbid diseases". Ozhirenie i metabolizm. 2021;18(1):5–99. (In Russ.) DOI: 10.14341/omet12714.Alkhalidy H., Moore W., Wang A., Luo J., McMillan R. P., Wang Y., Zhen W., Hulver M. W., Liu, D. Kaempferol ameliorates hyperglycemia through suppressing hepatic gluconeogenesis and enhancing hepatic insulin sensitivity in diet-induced obese mice. The Journal of nutritional biochemistry. 2018;58:90–101. DOI: 10.1016/j.jnutbio.2018.04.014Alkhalidy H., Moore W., Wang A., Luo J., McMillan R. P., Wang Y., Zhen W., Hulver M. W., Liu, D. Kaempferol ameliorates hyperglycemia through suppressing hepatic gluconeogenesis and enhancing hepatic insulin sensitivity in diet-induced obese mice. The Journal of nutritional biochemistry. 2018;58:90–101. DOI: 10.1016/j.jnutbio.2018.04.014Baek Y., Lee M. N., Wu D., Pae M. Luteolin reduces adipose tissue macrophage inflammation and insulin resistance in postmenopausal obese mice. The Journal of Nutritional Biochemistry. 2019;71:72-81, DOI: 10.1016/j.jnutbio.2019.06.002.Baek Y., Lee M. N., Wu D., Pae M. Luteolin reduces adipose tissue macrophage inflammation and insulin resistance in postmenopausal obese mice. The Journal of Nutritional Biochemistry. 2019;71:72-81, DOI: 10.1016/j.jnutbio.2019.06.002.Sudhakar M., Sasikumar S. J., Silambanan S., Natarajan D., Ramakrishnan R., Nair A. J., Kiran M. S. Chlorogenic acid promotes development of brown adipocyte-like phenotype in 3T3-L1 adipocytes. Journal of Functional Foods. 2020;74:104161, DOI: 10.1016/j.jff.2020.104161.Sudhakar M., Sasikumar S. J., Silambanan S., Natarajan D., Ramakrishnan R., Nair A. J., Kiran M. S. Chlorogenic acid promotes development of brown adipocyte-like phenotype in 3T3-L1 adipocytes. Journal of Functional Foods. 2020;74:104161, DOI: 10.1016/j.jff.2020.104161.Mu H. N., Zhou Q., Yang R. Y., Tang W. Q., Li H. X., Wang S. M., Li J., Chen W. X., Dong J. Caffeic acid prevents non-alcoholic fatty liver disease induced by a high-fat diet through gut microbiota modulation in mice. Food Res Int. 2021;143:110240. DOI: 10.1016/j.foodres.2021.110240.Mu H. N., Zhou Q., Yang R. Y., Tang W. Q., Li H. X., Wang S. M., Li J., Chen W. X., Dong J. Caffeic acid prevents non-alcoholic fatty liver disease induced by a high-fat diet through gut microbiota modulation in mice. Food Res Int. 2021;143:110240. DOI: 10.1016/j.foodres.2021.110240.Jang J. H., Park J. E., Han J. S. Scopoletin increases glucose uptake through activation of PI3K and AMPK signaling pathway and improves insulin sensitivity in 3T3-L1 cells. Nutrition Research; 2019:74:52–61 DOI: 10.1016/j.nutres.2019.12.003.Jang J. H., Park J. E., Han J. S. Scopoletin increases glucose uptake through activation of PI3K and AMPK signaling pathway and improves insulin sensitivity in 3T3-L1 cells. Nutrition Research; 2019:74:52–61 DOI: 10.1016/j.nutres.2019.12.003.Ganesan K., Xu B. Anti-Diabetic Effects and Mechanisms of Dietary Polysaccharides. Molecules. 2019;24(14):2556. DOI: 10.3390/molecules24142556.Ganesan K., Xu B. Anti-Diabetic Effects and Mechanisms of Dietary Polysaccharides. Molecules. 2019;24(14):2556. DOI: 10.3390/molecules24142556.Gumede N. M., Lembede B. W., Brooksbank R. L., Erlwanger K. H., Chivandi E. β-Sitosterol Shows Potential to Protect Against the Development of High-Fructose Diet-Induced Metabolic Dysfunction in Female Rats. J Med Food. 2020;23(4):367–374. DOI: 10.1089/jmf.2019.0120.Gumede N. M., Lembede B. W., Brooksbank R. L., Erlwanger K. H., Chivandi E. β-Sitosterol Shows Potential to Protect Against the Development of High-Fructose Diet-Induced Metabolic Dysfunction in Female Rats. J Med Food. 2020;23(4):367–374. DOI: 10.1089/jmf.2019.0120.Bacanlı M., Anlar H. G., Aydın S., Çal T., Arı N., Ündeğer B. Ü., Başaran A. A., Başaran N. d-limonene ameliorates diabetes and its complications in streptozotocin-induced diabetic rats. Food Chem Toxicol. 2017;110:434–442. DOI: 10.1016/j.fct.2017.09.020.Bacanlı M., Anlar H. G., Aydın S., Çal T., Arı N., Ündeğer B. Ü., Başaran A. A., Başaran N. d-limonene ameliorates diabetes and its complications in streptozotocin-induced diabetic rats. Food Chem Toxicol. 2017;110:434–442. DOI: 10.1016/j.fct.2017.09.020.Kumar V., Kumar V., Mahajan N., Kaur J., Devi K., Dharavath R. N., Singh R. P., Kondepudi K. K., Bishnoi M. Mucin secretory action of capsaicin prevents high fat diet-induced gut barrier dysfunction in C57BL/6 mice colon. Biomed Pharmacother. 2022;145:112452. DOI: 10.1016/j.biopha.2021.112452.Kumar V., Kumar V., Mahajan N., Kaur J., Devi K., Dharavath R. N., Singh R. P., Kondepudi K. K., Bishnoi M. Mucin secretory action of capsaicin prevents high fat diet-induced gut barrier dysfunction in C57BL/6 mice colon. Biomed Pharmacother. 2022;145:112452. DOI: 10.1016/j.biopha.2021.112452.Bhattacharjee K., Nath M., Choudhury Y. Berberine is as effective as the anti-obesity drug Orlistat in ameliorating betel-nut induced dyslipidemia and oxidative stress in mice. Phytomedicine plus 1. 2021;3:100098. DOI: 10.1016/j.phyplu.2021.100098.Bhattacharjee K., Nath M., Choudhury Y. Berberine is as effective as the anti-obesity drug Orlistat in ameliorating betel-nut induced dyslipidemia and oxidative stress in mice. Phytomedicine plus 1. 2021;3:100098. DOI: 10.1016/j.phyplu.2021.100098.Al-Asmari A. K., Athar M. T., Kadasah S. G. An Updated Phytopharmacological Review on Medicinal Plant of Arab Region: Apium graveolens Linn. Pharmacogn Rev. 2017;11(21):13–18. DOI:10.4103/phrev.phrev_35_16.Al-Asmari A. K., Athar M. T., Kadasah S. G. An Updated Phytopharmacological Review on Medicinal Plant of Arab Region: Apium graveolens Linn. Pharmacogn Rev. 2017;11(21):13–18. DOI:10.4103/phrev.phrev_35_16.Cho B. O., Choi J., Kang H. J., Che D. N., Shin J. Y., Kim J. S., Kim S. J., Jang S. I. Anti-obesity effects of a mixed extract containing Platycodon grandiflorum, Apium graveolens and green tea in high-fat-diet-induced obese mice. Exp Ther Med. 2020;19(4):2783–2791. DOI: 10.3892/etm.2020.8493.Cho B. O., Choi J., Kang H. J., Che D. N., Shin J. Y., Kim J. S., Kim S. J., Jang S. I. Anti-obesity effects of a mixed extract containing Platycodon grandiflorum, Apium graveolens and green tea in high-fat-diet-induced obese mice. Exp Ther Med. 2020;19(4):2783–2791. DOI: 10.3892/etm.2020.8493.Нгуен Т. Х. И. Разработка унифицированных критериев стандартизации травы котовника кошачьего (Nepeta сataria L.) в рамках требований надлежащей фармакопейной практики (GPhP) и фармакопей стран ЕАЭС. Дис. ... канд. фарм. наук. Санкт-Петербург; 2018. Доступно по: https://www.dissercat.com/content/razrabotka-unifitsirovannykh-kriteriev-standartizatsii-travy-kotovnika-koshachego-nepeta-sat/read. Ссылка активна на 28.06.2022.Nguen T. H. I. Development of unified criteria for standardization of the grass of the cat's cat (Nepeta cataria L.) in the framework of the requirements of good pharmacopoeia practice (GPhP) and pharmacopoeia of the EAEU countries. [dissertation.] Saint Petersburg; 2018. Available at: https://www.dissercat.com/content/razrabotka-unifitsirovannykh-kriteriev-standartizatsii-travy-kotovnika-koshachego-nepeta-sat/read. Accessed: 28.06.2022. (In Russ.)

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