Анализ этанольных извлечений корней Ferula akitschkensis B. Fedtsch. ex Koso-Pol. методом ГХ/МС

Введение. Инновационные технологии, новые подходы к созданию лекарственных препаратов, сочетание классических технологических приемов с новейшими тенденциями делает фармацевтическое производство направлением с позитивной динамикой развития. Но наряду с появлением новых синтетических препаратов, а также биотехнологической продукции остается актуальным использование растительного сырья для получения лекарственных средств. Фитопрепараты имеют ряд преимуществ перед синтетическими средствами, такие как относительно низкая токсичность (за исключением групп БАВ с выраженной фармакологической активностью – алкалоиды и сердечные гликозиды), отсутствие ксенобиотического действия сбалансированного комплекса растительных биологически активных веществ (БАВ) на организм, возможность рационального сочетания растительных и синтетических БАВ и другие, и, как следствие, являются препаратами выбора в педиатрической и гериатрической практиках, в том числе и для целей профилактической медицины. Флора Казахстана отличается присутствием эндемичных растений с достаточной сырьевой базой, что создает предпосылки для их фитохимического профилирования и последующей разработки фитопрепаратов. В этой связи привлекает внимание Ферула акичкенская (Ferula akitschkensis B. Fedtsch. ex Koso-Pol.), которая имеет широкое распространение на территории Казахстана, отличается накоплением различных классов биологически-активных веществ (флавоноидов, кумаринов, эфирных масел) и имеет опыт применения в народной медицине.

Цель. Изучить компонентный состав этанольных извлечений корней ферулы акичкенской методом ГХ/МС с использованием библиотеки Wiley 7th edition, NIST’02 и провести прогнозирование фармакологической активности идентифицированных соединений с использованием веб-ресурса PASS Оnline.

Материалы и методы. Этанольное извлечение корней получали путем экстракции сырья этанолом 80%-го в соотношении сырье : экстрагент (1 : 10) и при ультразвуковом воздействии с частотой 15–25 кГц в течение 10–20 мин с последующим отделением вытяжки от шрота. Анализ полученного извлечения проводили методом газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ/МС) в режиме сканирования полного тока. Для расшифровки полученных масс-спектров использовали библиотеки Wiley 7th edition и NIST’02. Для прогнозирования биологической активности идентифицируемых соединений использовали веб-ресурс PASS Оnline.

Результаты и обсуждение. Состав этанольного извлечения корней Ferula akitschkensis B. Fedtsch. ex Koso-Pol. характеризуется метаболомным профилем соединений, отличающимся от других представителей рода Ферула. Так, в корнях накапливается о-цимен, кислородное производное п-цимена тимол и 2,2'-метиленбис[6-(1,1-диметилэтил)-4-метилфенол. Данные соединения могут составлять маркерный профиль корней Ferula akitschkensis и использоваться при идентификации вида в рамках рода Ферула. Прогностическая оценка фармакологической активности идентифицированных соединений ферулы акичкенской показала наличие влияния на метаболические и биохимические процессы, в частности создание протонного потенциала на мембране митохондрий, катализ, окислительно-восстановительные процессы, стабилизацию клеточных мембран. Кроме того, можно прогнозировать спазмолитическую, фибринолитическую, антиоксидантную активности для корней ферулы акичкенской. И в фокусе создания потенциальных лекарственных средств на основе сырья данного вида ферулы целесообразно рассмотреть разработку дерматологических и ветрогонных препаратов.

Заключение. Изучение фитохимического профиля этанольных извлечений корней Ferula akitschkensis B. Fedtsch. ex Koso-Pol. методом ГХ-МС позволило установить наличие о-цимена и производных п-цимена – тимола и 2,2'-метиленбис[6-(1,1-диметилэтил)-4-метилфенола. Данные соединения составляют маркерный профиль корней Ferula akitschkensis и могут использоваться при идентификации вида в рамках рода Ферула, так как тимол не является основным компонентом эфирного масла других представителей этого рода. Прогнозирование фармакологической активности идентифицируемых соединений in silico показало возможность использования сырья Ferula akitschkensis в комплексной терапии в качестве средства, улучшающего тканевое дыхание, при состояниях, сопровождающихся нарушением окислительно-восстановительных процессов в организме. Показано, что для потенциальных лекарственных кандидатов на основе корней ферулы акичкенской будет характерно спазмолитическое, фибринолитическое и антиоксидантное действие. Разработка лекарственных средств дерматологического направления также может быть в фокусе научных групп ввиду противоэкзематозной активности большинства соединений этанольного извлечения корней Ferula akitschkensis.

1. Yaqoob U., Nawchoo I. A. Distribution and taxonomy of Ferula L.: a review. Research & Reviews: Journal of Botany. 2016;5(3):15–23.

2. Hosseinzadeh N., Shomali T., Hosseinzadeh S., Raouf Fard F., Jalaei J., Fazeli M. Cytotoxic activity of Ferula persica gum essential oil on murine colon carcinoma (CT26) and Vero cell lines. Journal of Essential Oil Research. 2020;32(2):169–177. DOI: 10.1080/10412905.2020.1729880.

3. Грудзинская Л. М., Гемеджиева Н. Г., Нелина Н. В, Каржаубекова Ж. Ж. Аннотированный список лекарственных растений Казахстана. Алматы. 2014. 200 с.

4. Куприянов А. Н., Хрусталева И. А., Эбель А. Л. Флористические находки в Центральном Казахстане. Систематические заметки по материалам Гербария им. П. Н. Крылова Томского государственного университета. 2015;112:14–21. DOI: 10.17223/20764103.112.2.

5. Сводный аналитический отчет о состоянии и использовании земель республики Казахстан за 2011 год. Комитет по управлению земельными ресурсами. Астана: Агентство РК по управлению земельными ресурсами. 2012. 191 с. Доступно по: https://www.gov.kz/uploads/2022/4/11/b09469de9be9cc54d2cc0e9cc7a77e84_original.7131188.pdf. Ссылка активна на 19.03.2023.

6. Sonigra P., Meena M. Metabolic Profile, Bioactivities, and Variations in the Chemical Constituents of Essential Oils of the Ferula Genus (Apiaceae). Frontiers in Pharmacology. 2021;11. DOI: 10.3389/fphar.2020.608649.

7. Niazmand R., Razavizadeh B. M. Ferula asafoetida: chemical composition, thermal behavior, antioxidant and antimicrobial activities of leaf and gum hydroalcoholic extracts. Journal of Food Science and Technology. 2021;58(6):2148–2159. DOI: 10.1007/s13197-020-04724-8.

8. Pavela R., Morshedloo M. R., Lupidi G., Carolla G., Barboni L., Quassinti L., Bramucci M., Vitali L. A., Petrelli D., Kavallieratos N. G., Boukouvala M. C., Ntalli N., Kontodimas D. C., Maggi F., Canale A., Benelli G. The volatile oils from the oleo-gum-resins of Ferula assa-foetida and Ferula gummosa: A comprehensive investigation of their insecticidal activity and eco-toxicological effects. Food and Chemical Toxicology. 2020;140:111312. DOI: 10.1016/j.fct.2020.111312.

9. Badar S. N., Iqbal Z., Sajid M. S., Rizwan H. M., Shareef M., Malik M. A., Khan M. N. Comparative anthelmintic efficacy of Arundo donax, Areca catechu, and Ferula assa-foetida against Haemonchus contortus. Revista Brasileira de Parasitologia Veterinária. 2021;30(2):e001221. DOI: 10.1590/S1984-29612021028.

10. Amin A., Tuenter E., Cos P., Maes L., Exarchou V., Apers S., Pieters L. Antiprotozoal and Antiglycation Activities of Sesquiterpene Coumarins from Ferula narthex Exudate. Molecules. 2016;21(10):1287. DOI: 10.3390/molecules21101287.

11. Lee C.-L., Chiang L.-C., Cheng L.-H., Liaw C.-C., Abd El-Razek M. H., Chang F.-R., Wu Y.-C. Influenza A (H₁N₁) Antiviral and Cytotoxic Agents from Ferula assa-foetida. Journal of Natural Products. 2009;72(9):1568–1572. DOI: 10.1021/np900158f.

12. Macrì R., Musolino V., Gliozzi M., Carresi C., Maiuolo J., Nucera S., Scicchitano M., Bosco F., Scarano F., Ruga S., Zito M. C., Guarnieri L., Bombardelli E., Mollace V. Ferula L. Plant Extracts and Dose-Dependent Activity of Natural Sesquiterpene Ferutinin: From Antioxidant Potential to Cytotoxic Effects. Molecules. 2020;25(23):5768. DOI: 10.3390/molecules25235768.

13. Li Y.-S., Yang B.-C., Zheng S.-M., Cheng Y.-X., Cui H.-H. Racemic Norlignans as Diastereoisomers from Ferula sinkiangensis Resins with Antitumor and Wound-Healing Promotion Activities. Molecules. 2022;27(12):3907. DOI: 10.3390/molecules27123907.

14. Iranshahi M., Rezaee R., Najaf Najafi M., Haghbin A., Kasaian J. Cytotoxic activity of the genus Ferul (Apiaceae) and its bioactive constituents. Avicenna J. Phytomed. 2018;8(4):296–312. DOI: 10.22038/AJP.2018.26953.1963.

15. Verma S., Khambhala P., Joshi S., Kothari V., Patel T., Seshadri S. Evaluating the role of dithiolane rich fraction of Ferula asafoetida (apiaceae) for its antiproliferative and apoptotic properties: in vitro studies. Experimental Oncology. 2019;41(2):90–94. DOI: 10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-41-no-2.12989.

16. Zhong C., Zhan P., Tian H., Wang P., Lei F. Anti-ulcer activity of the three different extracts of Ferula lehmannii Boiss leaf in rats. Pak J Pharm Sci. 2019;32(6):2625–2632.

17. Fatehi M., Farifteh F., Fatehi-Hassanabad Z. Antispasmodic and hypotensive effects of Ferula asafoetida gum extract. Journal of Ethnopharmacology. 2004;91(2–3):321–324. DOI: 10.1016/j.jep.2004.01.002.

18. Kiasalari Z., Khalili M., Roghani M., Heidari H., Azizi Y. Antiepileptic and Antioxidant Effect of Hydroalcoholic Extract of Ferula Assa Foetida Gum on Pentylentetrazole-induced Kindling in Male Mice. Basic Clin Neurosci. 2013;4(4):299–306.

19. Latifi E., Mohammadpour A. A., Fathi H B., Nourani H. Antidiabetic and antihyperlipidemic effects of ethanolic Ferula assafoetida oleo-gum-resin extract in streptozotocin-induced diabetic wistar rats. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2019;110:197–202. DOI: 10.1016/j.biopha.2018.10.152.

20. Bagheri S. M., Dashti-R M. H., Morshedi A. Antinociceptive effect of Ferula assa-foetida oleo-gum-resin in mice. Res Pharm Sci. 2014;9(3):207–212.

21. Кабланова Д. А., Мирзадинов Р. А., Акымбекова Л. Д. Ферулы (Ferula) Казахстана и их народнохозяйственное значение. Вестник науки и образования.2020;20(98):18–21.

22. Salehi M., Naghavi M. R., Bahmankar M. A review of Ferula species: biochemical characteristics, pharmaceutical and industrial applications, and suggestions for biotechnologists. Industrial Crops and Products. 2019;139:111511. DOI: 10.1016/j.indcrop.2019.111511.

23. Znati M., Jabrane A., Hajlaoui H., Harzallah-Skhiri F., Bouajila J. Casanova J., Ben Jannet H. Chemical composition and in vitro evaluation of antimicrobial and anti-acetylcholinesterase properties of the flower oil of Ferula lutea. Natural Product Communications. 2012;7(7):1934578X1200700. DOI: 10.1177/1934578X1200700738.

24. Koulaei S. A., Hadjiakhoondi A., Delnavazi M. R., Tofighi Z., Ajani Y., Kiashi F., Yasa N. Chemical composition and biological activity of Ferula aucheri essential oil. Res. J. Pharmacogn. 2020;7(2):21–31. DOI: 10.22127/RJP.2020.210354.1537.

25. Utegenova G. A., Pallister K. B., Kushnarenko S. V., Özek G., Özek T., Abidkulova K. T., Kirpotina L. N., Schepetkin I. A., Quinn M. T., Voyich J. M. Chemical Composition and Antibacterial Activity of Essential Oils from Ferula L. Species against Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus. Molecules. 2018;23(7):1679. DOI: 10.3390/molecules23071679.

26. Zellagui A., Gherraf N., Rhouati S. Chemical composition and antibacterial activity of the essential oils of Ferula vesceritensis Coss et Dur. leaves, endemic in Algeria. Organic and Medicinal Chemistry Letters. 2012;2(1). DOI: 10.1186/2191-2858-2-31.

27. Mohammadhosseini M., Venditti A., Akbarzadeh A. The genus Perovskia Kar.: ethnobotany, chemotaxonomy and phytochemistry: a review. Toxin Reviews. 2021;40(4):484–505. DOI: 10.1080/15569543.2019.1691013.

28. Hassanabadi M., Ebrahimi M., Farajpour M., Dejahang A. Variation in essential oil components among Iranian Ferula assa-foetida L. accessions. Industrial Crops and Products. 2019;140:111598. DOI: 10.1016/j.indcrop.2019.111598.

29. Сурбеева Е. С., Сипкина Н. Ю., Комова С. И., Ефремова У. А., Тернинко И. И. Скрининг липофильных фракций ботанических форм Сельдерея пахучего методом ГХ/МС. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(3):181–194. DOI: 10.33380/2305-2066-2022-11-3-181-194.