Применение растровой электронной микроскопии для изучения морфолого-анатомических признаков облепихи крушиновидной листьев

Введение. Растровая электронная микроскопия – современный метод, позволяющий изучить не только морфологические особенности объектов, но и провести микрорентгеноструктурный анализ. В настоящее время метод активно внедряется в изучение биологических объектов (включая растительные). Облепихи крушиновидной (Hippophaë rhamnoides L.) листья являются нефармакопейным видом лекарственного растительного сырья. Дальнейшее изучение особенностей морфологии, анатомии и фитохимического состава листьев может способствовать получению новых, в том числе и комбинированных, лекарственных средств, что потребует разработки фармакопейной статьи на данное лекарственное растительное сырье.

Цель. Целью исследования являлось изучение морфолого-анатомических признаков облепихи крушиновидной листьев методом растровой электронной микроскопии.

Материалы и методы. Объектом исследования служили высушенные цельные листья облепихи крушиновидной (Hippophaë rhamnoides L.), собранные в Воронежской области в 2021 году в период массовой зрелости плодов. Для проведения исследования методом растровой электронной микроскопии кусочки листьев предварительно напыляли золотом на автоматической напылительной установке Q150R ES (Quorum Technologies Ltd., Великобритания) для повышения проводимости. Микрофотографии получены на электронном микроскопе JSM-6510LV (JEOL Ltd., Япония).

Результаты и их обсуждение. Проведено изучение морфологии, некоторых особенностей анатомического строения облепихи крушиновидной листьев и уточнены основные микродиагностические признаки (характер поверхности, типы трихом, наличие устьиц). Установлено содержание элементов (кремния, калия, алюминия, углерода и кальция) при проведении микрорентгеноструктурного анализа. Получены микрофотографии пыльцевых зерен растения, установлено присутствие в них элемента железа.

Заключение. Впервые использован метод растровой электронной микроскопии для изучения морфолого-анатомических признаков облепихи крушиновидной листьев. Уточнены основные диагностические признаки листьев и их расположение. Установлено, что в составе элементов сырья преобладает углерод, а также накапливается кальций. Предположено накопление алюминия, кремния и калия в многочисленных волосках, густо покрывающих верхнюю, и особенно нижнюю, поверхности листовой пластинки. Установлена морфология поверхности пыльцевых зерен облепихи крушиновидной, имеющих шарообразную форму с шиповатой оболочкой. Для пыльцевых зерен, кроме углерода, характерно накопление железа и кремния.

1. Конников С. Г. Количественная растровая электронная микроскопия материалов и структур твердотельной электроники. Научное приборостроение. 2000;1:3–13.

2. Лунев А. А. Основы растровой электронной микроскопии и подготовка образцов. Молодой ученый. 2021;21(363):98–101.

3. Камышинский Р. А., Орехов А. С., Григорьев Т. Е., Куевда Е. В., Губарева Е. А., Токаев К. В., Чвалун С. Н., Васильев А. Л. Сравнительный анализ различных методов растровой электронной микроскопии и пробоподготовки в исследованиях биологических тканей. Кристаллография. 2019;64(3):438–441. DOI: 10.1134/S0023476119030135.

4. Гудкова А. А., Чистякова А. С., Синецкая Д. А., Сливкин А. И., Болгов А. С., Болгова М. А. Растровая электронная микроскопия в анализе видов рода Persicaria Mill. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(1):99–105. DOI: 10.33380/2305-2066-2022-11-1-99-105.

5. Мотылева С. М. Сравнительные исследования морфолого-анатомических признаков листьев представителей рода Prunus L. s. I. методом растровой электронной микроскопии. Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2017;16:135–138.

6. Северинова Н. А. Изучение особенностей поверхности альгинат-хитозановых микрокапсул с винпоцетином методом растровой электронной микроскопии. В сб.: Теоретические и практические аспекты современной медицины: Материалы 91-й международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых; 18 апреля 2019 года; Симферополь, Медицинская академия им. С. И. Георгиевского; 2019. 444 с. Доступно по: https://ma.cfuv.ru/page/show/docid/240454?locale=en. Ссылка активна на 05.09.2022.

7. Ярмамедов Д. М., Липатов В. А., Медведева М. В., Захарова К. В. Исследование динамики изменений площади клеток роговицы после инфицированного травматического поражения методом растровой электронной микроскопии. Вестник Башкирского государственного медицинского университета. 2019;3:157–163.

8. Алексеев Р. З., Гольдерова А. С., Маркова О. Г., Мамаева С. Н., Николаева Н. А., Крылова Т. А., Дьяконов А. А. Характеристика микрокристаллов синовиальной жидкости при патологии суставов методом растровой электронной микроскопии. В сб.: III Международный конгресс ассоциации ревмоортопедов; 20–21 сентября 2019 года; Москва; 2019. 136 с. Доступно по: https://elibrary.ru/download/elibrary_41504349_23188760.pdf. Ссылка активна на 05.09.2022.

9. Мамаева С. Н., Мунхалова Я. А., Конова И. В., Дьяконов А. А., Корякина В. Н., Шутова В. В., Максимов Г. В. Исследование эритроцитов крови методом растровой электронной микроскопии. Вестник Мордовского университета. 2016;26(3):381–390. DOI: 10.15507/0236-2910.026.201603.381-390.

10. Мамаева С. Н., Максимов Г. В., Антонов С. Р., Мунхалова Я. А., Дьяконов А. А., Винокуров П. В. Исследование эритроцитов крови детей с заболеваниями почек с синдромом гематурии с использованием растровой электронной и атомно-силовой микроскопии. Медицинская физика. 2017;1(73):58–63.

11. Гольдерова А. С., Платонова В. А., Алексеев Р. З., Гоголева Т. Е., Трифонова Л. Ю., Григорьева Л. В., Мамаева С. Н. Оценка изменений эритроцитов с помощью атомно-силовой и растровой электронной микроскопии (смерть от переохлаждения). Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. Серия: Медицинские науки. 2019;2(15):8–17. DOI: 10.25587/SVFU.2019.2(15).31306.

12. Алексеев Р. З., Гольдерова А. С., Мамаева С. Н., Николаева Н. А., Бузинаева М. Т. Оценка изменения эритроцитов методом растровой электронной микроскопии у лиц, умерших от переохлаждения. Якутский медицинский журнал. 2018;4(64):18–21. DOI: 10.25789/YMJ.2018.64.05.

13. Бессуднова Н. О., Биленко Д. И., Вениг С. Б., Аткин В. С., Галушка В. В., Захаревич А. М. Экспериментальное исследование кристаллических образований, обнаруженных на поверхности дентина, методами растровой электронной микроскопии. Молекулярная медицина. 2012;5:55–61.

14. Бессуднова Н. О., Вениг С. Б., Ревзина Е. М., Шляпникова О. А., Грибов А. Н. Применение методов атомно-силовой и растровой электронной микроскопии с целью визуальной диагностики состояния адгезивных соединений твердых тканей зуба и композиционных полимерных материалов при ударных циклических термонагрузках. Вестник новых медицинских технологий. 2017;4:244–251. DOI: 10.12737/article_5a0589ffd7f1c7.76704976.

15. Arimboor R., Kumar K. S., Arumughan C. Simultaneous estimation of phenolic acids in Sea Buckthorn (Hippophaë rhamnoides) using RP-HPLC with DAD. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2008;47(1):31–38. DOI: 10.1016/j.jpba.2007.11.045.

16. Begaa S., Messaoudi M. Toxicological aspect of some selected medicinal plant samples collected from Djelfa, Algeria Region. Biological trace element research. 2019;187(1):301–306. DOI: 10.1007/s12011-018-1365-3.

17. Dharam P. A., Amrit K. S., Jyoti K., Tanveer N. Pharmacognostical Characterization & Preliminary Phytochemical Investigation of Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) Leaves. Indo Global Journal of Pharmaceutical Sciences. 2012;2(2):108–113.

18. Pop R. M., Weesepoel Y., Socaciu C., Pintea A., Vincken J. P., Gruppen H. Carotenoid composition of berries and leaves from six Romanian Sea Buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) varieties. Food Chem. 2014;147:1–9. DOI: 10.1016/j.foodchem.2013.09.083.

19. Saggu S., Divekar H. M., Gupta V., Sawhney R. C., Banerjee P. K., Kumar R. Adaptogenic and safety evaluation of Sea Buckthorn (Hippophae rhamnoides) leaf extract: a dose dependent study. Food Chem Toxicol. 2007;45(4):609–617. DOI: 10.1016/j.fct.2006.10.008.

20. Szakova J., Tlustoš P., Goessler W., Pokorný 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. Archives of Environmental Protection. 2011;37(2):109–121.

21. Usha T., Middha S. K., Goyal A. K., Karthik M., Manoj D., Faizan S., Goyal P., Prashanth H., Pande V. Molecular docking studies of anticancerous candidates in Hippophae rhamnoides and Hippophae salicifolia. The Journal of Biomedical Research. 2014;28(5):406–415. DOI: 10.7555/JBR.28.20130110.

22. Vijayaraghavan R., Gautam A., Kumar O., Pant S. C., Sharma M., Singh S., Kumar H. T., Singh A. K., Nivsarkar M., Kaushik M. P., Sawhney R. C., Chaurasia O. P., Prasad G. B. Protective effect of ethanolic and water extracts of Sea Buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) against the toxic effects of mustard gas. Indian Journal of Experimental Biology. 2006;44(10):821–831.

23. Padwad Y., Ganju L., Jain M., Chanda S., Karan D., Banerjee P. K., Sawhney R. C. Effect of leaf extract of Seabuckthorn on lipopolysaccharide induced inflammatory response in murine macrophages. International immunopharmacology. 2006;6(1):46–52. DOI: 10.1016/j.intimp.2005.07.015.

24. Tanwar H., Shweta, Singh D., Singh S. B., Ganju L. Anti-inflammatory activity of the functional groups present in Hippophae rhamnoides (Seabuckthorn) leaf extract. Inflammopharmacology. 2018;26(1):291–301. DOI: 10.1007/s10787-017-0345-0.

25. Ren Z., Gong, H., Zhao A., Zhang J., Yang C., Wang P., Zhang Y. Effect of Sea Buckthorn on Plasma Glucose in Individuals with Impaired Glucose Regulation: A Two-Stage Randomized Crossover Intervention Study. Foods. 2021;10(4):804. DOI: 10.3390/foods10040804.

26. Mir M. A., Mir B. A., Singh D., Rao Z. Studies on the Anti-Inflammatory Properties of Various extracts of Hippophae rhamnoide. Journal of pharmacology & clinical research. 2017;2(2):555584. DOI: 10.19080/JPCR.2017.02.555584.

27. Verma H., Sharma M., Chahota R., Palial A. Assessment of antimycotic activity of seabuckthorn (Hippophae rhamnoides) leaf exacts against common fungi associated with skin dermatitis. Vet. World. 2013;6(4):205–208. DOI: 10.5455/vetworld.2013.205-208.

28. Крамарьов С. О., Євтушенко В. В., Шадрин В. О., Головач О. В., Камінська Т. М. Застосування екстракту з листя Hippophae rhamnoides у терапії вітряної віспи в дітей. Aktual’naâ Infektologiâ. 2018;6(2):77–82. DOI: 10.22141/2312-413x.6.2.2018.131093.

29. Ganju L., Padwad Y., Singh R., Karan D., Chanda S., Chopra M. K., Bhatnagar P., Kashyap R., Sawhney R. C. Anti-inflammatory activity of Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides) leaves. International immunopharmacology. 2005;5(12):1675–1684. DOI: 10.1016/j.intimp.2005.03.017.

30. Geetha S., Sai Ram M., Singh V., Ilavazhagan G., Sawhney R. C. Anti-oxidant and immunomodulatory properties of seabuckthorn (Hippophae rhamnoides) an in vitro study. J Ethnopharmacol. 2002;79(3):373–378. DOI: 10.1016/s0378-8741(01)00406-8.

31. Ковалёва Н. А., Тринеева О. В., Гудкова А. А., Сливкин А. И. Изучение морфологических признаков листьев облепихи крушиновидной методами люминесцентной и стереомикроскопии. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(1):123-131. DOI: 10.33380/2305-2066-2022-11-1-123-131.