Влияние экстрактов соцветий бархатцев распростертых (Tagetes patula L.) на стрессоустойчивость инфузорий Paramecium caudatum

  • Kamila Sh. Kazimova Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ Казанский научный центр РАН https://orcid.org/0000-0002-5442-0620
  • Farida Yu. Akhmadullina Казанский национальный исследовательский технологический университет https://orcid.org/0000-0001-6538-5616
  • Yulia V. Shcherbakova Казанский национальный исследовательский технологический университет https://orcid.org/0000-0002-7534-7119
  • Georgiy G. Shumatbaev Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ Казанский научный центр РАН https://orcid.org/0000-0003-1199-3178
Ключевые слова: Tagetes patula L., экстракция, мацерация, антиоксидантная активность, биотестирование

Аннотация

Обоснование. Для сегодняшнего дня характерно снижение содержания нативных биологически активных нутриентов в рационе человека из-за специфики современных технологий обработки сельско-хозяйственного сырья и производства продуктов питания, в результате наблюдается резко возрастающий интерес к расширению ассортимента альтернативных биологически активных препаратов на основе нетрадиционного отечественного фитосырья, что диктует необходимость привлечения новых методов аналитического контроля для получения более достоверной информации об их антиоксидантном статусе. Для повышения валидированности экспериментальных данных требуется реализация комплексного подхода, подразумевающего использование методов аналитического контроля, дополняющих информацию друг друга. В этом случае наиболее перспективно использование биологического метода, основанного на тест-реакции биомодели, позволяющего получить более достоверную оценку об интегральной антиоксидантной активности исследуемого объекта, благодаря высокой чувствительности биотеста.

Цель – исследование интегральной антиоксидантной активности препаратов соцветий бархатцев распростертых Tagetes patula L. методом биотестирования с использованием в качестве биотеста равноресничных инфузорий Paramecium caudatum.

Материалы и методы. Объектами исследования  являются водные экстракты соцветий бархатцев распростертых сорта «Кармен», полученные при следующих условиях экстрагирования: экстрагент – дистиллированная вода, соотношение сырья и экстрагента - 1:50, интенсивность перемешивания - 500 об/мин, температурный режим - 70 ⁰С, продолжительность экстракции 90 мин. Бархатцы выращивали в экологическом чистом районе Республики Татарстан, сбор сырья проводили в фазе цветения (август-сентябрь). Для их консервирования использовали воздушно-теневой способ сушки с целью обеспечения максимально возможной сохранности антиоксидантов фитосырья. Для оценки показателя стрессоустойчивости использовали метод биотестирования на биомодели равноресничной инфузории Paramecium caudatum. В качестве стрессоров применяли пероксид водорода и этиловый спирт, характеризующих антиоксидантный потенциал и мембраностабилизирующие свойства изучаемых фитоэкстрактов соответственно.

Результаты. На основании серии экспериментальных исследований определено влияние концентраций изучаемого фитоэкстракта в диапазоне 0,0076-0,435 мг/мл на прирост биотеста. Показано, что все исследованные концентрации водного экстракта бархатцев распростертых не только не ингибируют, но и в ряде случаев стимулируют рост инфузорий, что особенно характерно для двух- и трехсуточных экспериментов. Установлены оптимальные концентрации стрессоров, соответственно равные 1,5% - для пероксида водорода и 7% - для этанола. Выявлено, что водный экстракт соцветий бархатцев распростертых повышают стрессоустойчивость тест-объекта, наиболее выраженное по отношению к пероксиду водорода.

Заключение. В результате серии проведенных экспериментальных исследований установлены оптимальные условия проведения биотестирования при использовании в качестве тест-объекта равноресничных инфузории Paramecium caudatum для оценки антиоксидантного потенциала водных экстрактов сушеных соцветий бархатцев распростертых сорта «Кармен». Предложено использование следующих концентраций стрессоров: 1,5% - для пероксида водорода; 7% - для этанола. Время обездвиживания инфузорий при обработке пероксидом водорода и этанолом составляет соответственно 1±0,01 и 1,2±0,01 минут. Установлены концентрации изучаемого фитоэкстракта, не ингибирующие тест-объект. Показано их ростстимулирующее влияние на биотест, обусловленное наличием белковой и углеводной составляющих в исследуемом объекте. Выявлено, что водные экстракты соцветий бархатцев распростертых проявляют антиоксидантный и мембраностабилизирующий эффекты в диапазоне концентраций 0,03-0,435 мг/мл по сухому веществу экстракта.

EDN: GECDRZ

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Kamila Sh. Kazimova, Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ Казанский научный центр РАН

младший научный сотрудник лаборатории переработки растительного сырья для экологически чистого агрохозяйства 

Farida Yu. Akhmadullina, Казанский национальный исследовательский технологический университет

старший преподаватель кафедры «Промышленной биотехнологии»

Yulia V. Shcherbakova, Казанский национальный исследовательский технологический университет

кандидат биологических наук, доцент кафедры «Промышленной биотехнологии»

Georgiy G. Shumatbaev, Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ Казанский научный центр РАН

инженер исследователь лаборатории переработки растительного сырья для экологически чистого агрохозяйства 

Литература

Вахитов, Т. Я. (2012). Регуляторные функции аминокислот и их сочетаний у прокариот и в тканях высших организмов. Успехи современной биологии, (6), 596–602. EDN: https://elibrary.ru/PHGCNV

Габышева, А. Н., & Сон, В. В. (2014). Инфузории как тест объекты для определения качества среды. В: Перспективы развития фундаментальных наук: материалы XI Международной конференции студентов и молодых учёных (с. 322–324). Томск. EDN: https://elibrary.ru/TUAOGZ

Казимова, К. Ш., Ахмадуллина, Ф. Ю., Акулов, А. Н., Щербакова, Ю. В., & Никитин, Е. Н. (2024). Скрининг параметров извлечения биологически активных веществ из цветов бархатцев распростёртых (Tagetes patula) и оценка антиоксидантной активности их водных экстрактов. Химия растительного сырья, (3), 250–258. https://doi.org/10.14258/jcprm.20240313383. EDN: https://elibrary.ru/GWNKRG

Карпухина, О. В. (2013). Действие антиоксидантов в модели оксидантного стресса, индуцированного солями тяжёлых металлов. Биологические науки, (11), 671–674.

Ляшенко, О. А. (2012). Биоиндикация и биотестирование в охране окружающей среды: учебно методическое пособие. СПб.: СПб ГТУРП, 64 с.

Мелехова, О. П. (2010). Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование. М.: Издательский центр «Академия», 288 с. ISBN: 978-5-7695-7033-9. EDN: https://elibrary.ru/QKSVCH

Огай, М. А., Степанова, Э. Ф., Холодов, Д. Б., & Николаевский, В. А. (2011). Антиоксидантный и мембраностабилизирующий эффект таурина. Вестник ВГУ. Серия: химия, биология, фармация, (1), 186–191. EDN: https://elibrary.ru/MQXLCS

Папаяни, О. И. и др. (2012). Изучение химического состава и антимикробной активности сухого экстракта из цветков бархатцев распространённых (Tagetes patula L.). Известия Самарского научного центра Российской академии наук, (14), 742–744. EDN: https://elibrary.ru/QAQVJR

Потапова, Д. А., & Рендюк, Т. Д. (2016). Изучение химического состава капусты брокколи (Brassica oleracea L. var. italica Plenck) как пищевого и лекарственного растения. В: Лекарственные растения Ботанического сада (с. 96). EDN: https://elibrary.ru/WNGXPZ

Савельева, А. Е. (2023). Фармакогностическое исследование бархатцев отклонённых (Tagetes patula L.): автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата фармацевтических наук: 3.4.2. Самара, 25 с. EDN: https://elibrary.ru/BZMUDC

Саякова, Г. М., Датхаев, У. М., & Кисличенко, В. С. (2019). Фармакогнозия. М., 225 с.

Шленёва, В. А. и др. (2019). Качественная и количественная оценка содержания углеводов во фруктовых соках. В: Актуальные вопросы современной медицины (с. 368–370). EDN: https://elibrary.ru/OGXJFV

Щербакова, Ю. В. и др. (2020). Метод биотестирования для контроля качества молочного сырья при промышленных режимах термообработки. Химическая безопасность, 4(2), 282–292. https://doi.org/10.25514/CHS.2020.2.18020. EDN: https://elibrary.ru/PCMCTH

Щербакова, Ю. В., Ахмадуллина, Ф. Ю., & Егорова, Е. А. (2019). Перспективы использования метода гальваностатической кулонометрии для оценки интегральной антиоксидантной активности молока и кисломолочной продукции. Казань: КНИТУ, 132 с.

Kazimova, K., Rastegaev, E., Akhmadullina, F., Shcherbakova, Y., Shumatbaev, G., & Zakirov, R. (2024). Влияние способа консервирования на антиоксидантный потенциал экстрактов на основе плодов аронии черноплодной (Aronia melanocarpa). Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 16(5), 38–59. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2024-16-5-914. EDN: https://elibrary.ru/INFPBU

Sirotina, K., Kazimova, K., Shcherbakova, Y., Akhmadullina, F., & Nikitin, E. (2022). Study of the antioxidant activity of rowan extracts (Sorbus aucuparia) by biotesting method. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 949, 012032. https://doi.org/10.1088/1755-1315/949/1/012032. EDN: https://elibrary.ru/NTEVNN

References

Vakhitov, T. Ya. (2012). Regulatory functions of amino acids and their combinations in prokaryotes and in tissues of higher organisms. Advances in Modern Biology, (6), 596–602. EDN: https://elibrary.ru/PHGCNV

Gabysheva, A. N., & Son, V. V. (2014). Ciliates as test objects for environmental quality assessment. In: Prospects for the development of fundamental sciences: proceedings of the XI International Conference of students and young scientists (pp. 322–324). Tomsk. EDN: https://elibrary.ru/TUAOGZ

Kazimova, K. Sh., Akhmadullina, F. Yu., Akulov, A. N., Shcherbakova, Yu. V., & Nikitin, E. N. (2024). Screening of extraction parameters for biologically active substances from marigold flowers (Tagetes patula) and evaluation of antioxidant activity of their aqueous extracts. Chemistry of Plant Raw Material, (3), 250–258. https://doi.org/10.14258/jcprm.20240313383. EDN: https://elibrary.ru/GWNKRG

Karpukhina, O. V. (2013). The effect of antioxidants in a model of oxidative stress induced by heavy metal salts. Biological Sciences, (11), 671–674

Lyashenko, O. A. (2012). Bioindication and biotesting in environmental protection: educational and methodological guide. St. Petersburg: SPb GTURP, 64 p.

Melekhova, O. P. (2010). Biological monitoring of the environment: bioindication and biotesting. Moscow: Publishing Center “Academy”, 288 p. ISBN: 978-5-7695-7033-9. EDN: https://elibrary.ru/QKSVCH

Ogay, M. A., Stepanova, E. F., Kholodov, D. B., & Nikolaevsky, V. A. (2011). Antioxidant and membrane stabilizing effect of taurine. Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry, Biology, Pharmacy, (1), 186–191. EDN: https://elibrary.ru/MQXLCS

Papayani, O. I. et al. (2012). Study of the chemical composition and antimicrobial activity of dry extract from common marigold flowers (Tagetes patula L.). Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, (14), 742–744. EDN: https://elibrary.ru/QAQVJR

Potapova, D. A., & Rendyuk, T. D. (2016). Study of the chemical composition of broccoli (Brassica oleracea L. var. italica Plenck) as a food and medicinal plant. In: Medicinal plants of the Botanical Garden (p. 96). EDN: https://elibrary.ru/WNGXPZ

Savelyeva, A. E. (2023). Pharmacognostic study of French marigold (Tagetes patula L.): abstract of the dissertation for the degree of Candidate of Pharmaceutical Sciences: 3.4.2. Samara, 25 p. EDN: https://elibrary.ru/BZMUDC

Sayakova, G. M., Datkhaev, U. M., & Kislichenko, V. S. (2019). Pharmacognosy. Moscow, 225 p.

Shleneva, V. A. et al. (2019). Qualitative and quantitative assessment of carbohydrate content in fruit juices. In: Topical issues of modern medicine (pp. 368–370). EDN: https://elibrary.ru/OGXJFV

Shcherbakova, Yu. V. et al. (2020). Biotesting method for quality control of milk raw materials under industrial heat treatment conditions. Chemical Safety, 4(2), 282–292. https://doi.org/10.25514/CHS.2020.2.18020. EDN: https://elibrary.ru/PCMCTH

Shcherbakova, Yu. V., Akhmadullina, F. Yu., & Egorova, E. A. (2019). Prospects of using the galvanostatic coulometry method for assessing the integral antioxidant activity of milk and fermented dairy products. Kazan: KNITU, 132 p.

Kazimova, K., Rastegaev, E., Akhmadullina, F., Shcherbakova, Y., Shumatbaev, G., & Zakirov, R. (2024). Effect of preservation method on the antioxidant potential of extracts based on chokeberry fruits (Aronia melanocarpa). Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 16(5), 38–59. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2024-16-5-914. EDN: https://elibrary.ru/INFPBU

Sirotina, K., Kazimova, K., Shcherbakova, Y., Akhmadullina, F., & Nikitin, E. (2022). Study of the antioxidant activity of rowan extracts (Sorbus aucuparia) by biotesting method. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 949, 012032. https://doi.org/10.1088/1755-1315/949/1/012032. EDN: https://elibrary.ru/NTEVNN


Опубликован
2025-12-30
Как цитировать
Kazimova, K., Akhmadullina, F., Shcherbakova, Y., & Shumatbaev, G. (2025). Влияние экстрактов соцветий бархатцев распростертых (Tagetes patula L.) на стрессоустойчивость инфузорий Paramecium caudatum. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 17(6-1). https://doi.org/10.12731/2658-6649-2025-17-6-1-1366
Раздел
Физиология и биохимия растений