БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ВИДОВ РОДА PARMELIA

BIOLOGICAL ACTIVITY OF SPECIES OF THE GENUS PARMELIA

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ВИДОВ РОДА PARMELIA

JOURNAL: «SCIENTIFIC NOTES OF V.I. VERNADSKY CRIMEAN FEDERAL UNIVERSITY. Biology. Chemistry» Volume 10 (76), №1, 2024

Publication text (PDF): Download

UDK: 543.42.062:543.544.5:615.073:615.322

AUTHOR AND PUBLICATION INFORMATION

AUTHORS:

Sergalieva M. U., Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russian Federation

Murtalieva V. Kh., Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russian Federation

Kashtanova O. A., Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russian Federation

Gosteva O. V., Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russian Federation

TYPE:Article

DOI:https://doi.org/10.29039/2413-1725-2024-10-1-235-243

PAGES:from 235 to 243

STATUS:Published

LANGUAGE:Russian

KEYWORDS: lichens, genus Parmelia, biologically active substances, phytomedicines, biological activity, pharmacological effect.

ABSTRACT (ENGLISH):

Today, there are about 12,000 medicinal plants with therapeutic properties that are used in both traditional and folk medicine. Often medicinal plants are perfectly combined with other types of treatment and are used not only for therapeutic but also for preventive purposes. The use of phytomedicines, as it is known, is based primarily on the fact that they have a high pharmacological activity. Chemical compounds contained in plants, as a rule, exhibit a «milder» effect on the living organism, compared to their synthetic analogues, which in turn makes it possible to use them for preventive and therapeutic purposes for various diseases. In addition, phytomedicines differ from synthetic drugs rarely develop negative side effects even with prolonged use. Long-term use of phytomedicines makes it possible to create models of natural physiological processes in the body, changing the ratio of biologically active compounds. Maintenance and mobilisation of various functional systems of the organism (nervous, endocrine, immune, etc.) is the main property of preparations based on plant raw materials.

This review describes some representatives of this genus, presents qualitative and quantitative composition of its species and peculiarities of their distribution. Scientific literature data on the biological activity of plants of the genus Parmelia are given. It is noted that the plants of the genus Parmelia contain amino acids, flavonoids, carbohydrates, saponins, tannins, organic acids, polysaccharides, macro- and microelements and others. It is shown that extracts based on plants of the studied genus exhibit a wide range of actions: anti-ulcer, antimicrobial, anti-inflammatory, antiseptic, bactericidal, wound-healing, styptic, immunostimulant, etc. The extracts of the plants of the studied genus have a wide range of actions.

The rich chemical composition of representatives of the genus Parmelia and as a consequence – a wide range of effects on the functional systems of the body, allows us to expect new types of pharmacological action of drugs based on it, and also determines the relevance of the study of this raw material source in the framework of both biomedical and pharmaceutical sciences, which is the rationale for the use of the plant as a basis for medical, pharmaceutical and biotechnological developments.

ВВЕДЕНИЕ

За последние десятилетия спрос потребителей на лекарственные средства, полученных из природных растительных источников, стал очень высоким [1–3]. Это объясняется комплексным воздействием биологически активных веществ (БАВ) растительного происхождения на организм человека, широким спектром физиологической активности и практическим отсутствием у них побочных действий [4, 5].

Сегодня в мире насчитывается около 12000 лекарственных растений, обладающих лечебными свойствами и используемых как в традиционной, так и в народной медицине [6]. При этом зачастую лекарственные растения отлично сочетаются с иными видами лечения и используются не только в терапевтических, но и в профилактических целях. Применение фитосредств, как известно, основано, прежде всего на том, что они обладают высокой фармакологической активностью. Химические соединения, содержащиеся в растениях, как правило, проявляют более «мягкое» действие на живой организм, по сравнению с их синтетическими аналогами, что в свою очередь, дает возможность использовать их в профилактических и терапевтических целях при разных заболеваниях [1, 3]. Кроме того, фитосредства отличаются от синтетических препаратов редким развитием отрицательных побочных эффектов даже при длительном применении. Длительное использование фитосредств дает возможность создавать модели естественных физиологических процессов в организме, изменяя соотношение биологически активных соединений. Поддержание и мобилизация различных функциональных систем организма (нервной, эндокринной, иммунной и др.) – главное свойство препаратов на основе растительного сырья [7, 8].

На сегодняшний день, особый интерес представляет род листоватых лишайников семейства Пармелиевые (Раrmeliaceae) – Пармелия (Parmelia).

Род Parmelia насчитывает около 700 видов, среди которых наиболее распространенными и важными для медицины являются: Пармелия козлиная (Flavoparmelia caperata (L.) Hale), Пармелия бороздчатая (P. sulcata Tayl.), Пармелия скальная (P. saxatilis (L.) Ach.), Пармелия блуждающая (P. vagans Nyl.), Пармелия грубоморщинистая (P. ryssolea Асh.), Пармелия блюдчатая (P. acetabulum Nесk.), Пармелия оливковая (P. olivacea (L.) Ach. em. Nyl.) и другие виды [9–12]. Следует отметить, что многие растения рода Пармелия издавна применяются в тибетской медицине [13]. Кроме того, рядом ученых выявлено, что лишайники рода Пармелия служат биоиндикаторами загрязнения атмосферного воздуха и могут быть использованы в качестве основы для мониторинга атмосферного воздуха [14, 15].

Представители данного рода встречаются в Северном и Южном полушариях Земли, но преимущественно сосредоточены в регионах с умеренным климатом. Это листоватые, иногда кустистые лишайники, растущие на деревьях, камнях, почвенном покрове [16–18].

Цель данного обзора – анализ компонентного состава и биологической активности растений рода Parmelia.

При подготовке настоящей статьи использовались публикации в изданиях, включенных в PubMed, Scopus, РИНЦ, глубина поиска которых составила 15 лет. Также в обзор был включен ряд более ранних работ, соответствующих теме исследования. Для отбора публикаций были выбраны статьи, отвечающие требованиям рандомизированных доклинических и клинических исследований.

1. КАЧЕСТВЕННЫЙ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ РОДА PARMELIA

Научными исследованиями доказано, что химический состав представителей семейства Раrmeliaceae представлен большим комплексом БАВ: аминокислотами, флавоноидами, углеводами, сапонинами, танинами, органическими кислотами, полисахаридами, витамином С, макро- и микроэлементами и др.) [19–21].

Следует отметить, что содержание полисахаридов в слоевищах некоторых видов лишайников может достигать 80 %. Так, исследователями Национального фармацевтического университета в результате количественного определения суммы водорастворимых полисахаридов гравиметрическим методом, было установлено, что их содержание в Пармелии жемчужной (P. perlata (Huds.) Ach.) слоевищах составляет 10,95 % [22].

Методом масс-спектрометрии был проведен качественный и количественный анализ на содержание макроэлементов в растениях семейства Parmeliaceae, в ходе которого были обнаружены: магний, калий, фосфор, кальций, натрий, сера и кремний [23].

Установлено, что лишайники вида P. sulcata, произрастающие на территории Республики Башкортостан, Смоленской области, концентрируют металлы и неметаллы [24, 25].

В водном экстракте P. vagans с помощью фотоколориметрического дитизонового метода были обнаружены микроэлементы – цинк, медь и свинец [26].

2. БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ РОДА PARMELIA

Представители рода Пармелия содержат в своем составе различные классы органических и неорганических соединений, которые обеспечивают широкий спектр фармакологических эффектов: антимикробный, противоспалительный, антисептический, бактерицидный, ранозаживляющий, кровоостанавливающий, иммуностимулирующий, антиоксидантный и др. [27, 28].

2.1 Иммуностимулирующая активность

В настоящее время установлено, что лишайники семейства Parmeliaceae являются источниками лектинов (фитогемагглютининов). Известно, что лектины имитируют действие инсулина, снижая активность аденилатциклазы в лимфоцитах, стимулируют тканевой иммунитет, повышая фагоцитарную активность лейкоцитов, являются индукторами образования интерферона лимфоцитами. Доказано противовирусное, противоопухолевое, противомикробное действие. Значительная часть лектинов проявляет выраженное антисептическое действие в отношении бактерий, вирусов и грибов [29, 30].

2.2 Антимикробная активность

Проведена оценка различных экстрактов, полученных из Flavoparmelia caperata, P. perlata, P. sulcata, P. saxatilis в отношении широкого спектра грамположительных и грамотрицательных бактерий, вирусов и грибов, используемых в качестве мишеней, по результатам которой было установлено, что данные извлечения проявляют антимикробные свойства [21].

Н. Н. Гавриловой с соавторами диффузионным методом и методом серийных разведений в питательной среде выявлено, что водный и спиртовой экстракты растения P. vagans подавляют рост микроорганизмов Escherichia coli и Mycobacterium B-5, проявляя антимикробную активность [31, 32].

2.3 Антибактериальная активность

Доказано, что эфирные, этанольные и ацетоновые экстракты Flavoparmelia caperata и P. perlata в отношении Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Bacillus megaterium, Proteus vulgaris, Escherichia coli и Serratia marcescens, обладают антибактериальной активностью [21].

2.4 Противовирусная активность

Следует отметить, что выделенная из P. perlata неочищенная полисахаридная фракция является потенциальным противовирусным средством, воздействующим на оболочку вируса желтой лихорадки [21].

2.5 Противоязвенная активность

В экспериментах на животных на моделях язвообразования как «стрессорная модель» и «модель перевязки пилоруса», были изучены противоязвенные эффекты лишайника P. vagans. Получены в ходе экспериментального исследования данные, свидетельствуют о том, что водный раствор экстракта P. vagans оказывает выраженное протекторное противоязвенное действие в отношении стрессорных механизмов ульцерогенеза, задействованных на модели язвообразования. Показано, что предварительное введение животным водной вытяжки из данного лишайника в значительной степени предотвращает развитие язв на этаноловой модели язвообразования [33, 34].

2.6 Гастропротекторная активность

Установлено, что настой P. vagans обладает выраженным гастропротекторным действием [35]. Так, применение лекарственного средства при лечении эрозивного эзофагита, приводит к сокращению времени терапии и повышает частоту полной эпителизации эрозий.

3. ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ И БАДЫ НА ОСНОВЕ ВИДОВ РОДА PARMELIA

Следует отметить, что на основе извлечений представителей рода Parmelia созданы различные лекарственные препараты и биологические активные добавки, которые применяются в клинической медицине. Так, например, препараты «Легочные травы» [36] и «Фитокашель» [37] в виде таблеток, в состав которого входит Пармелия, проявляют выраженный отхаркивающий эффект при хронических и острых воспалительных заболеваний органов дыхания.

Учитывая существенное значение химического состава представителей рода Parmelia и их природную уникальность, на их основе могут быть разработаны специальные технологии получения препаратов: в виде сухого порошка, водной и спиртовой настойки и т.д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, богатый химический состав представителей рода Parmelia и как следствие – широкий спектр воздействия на функциональные системы организма, позволяет ожидать новые виды фармакологического действия лекарственных средств на его основе, а также определяет актуальность исследования данного сырьевого источника в рамках как медико-биологических, так и фармацевтических наук, что является обоснованием применения растения как основы для медицинских, фармацевтических и биотехнологических разработок.

REFERENCES

  1. Konakova A. V., Kushakova K. A. Prospects for the use of phytopreparations. Science Alley, 1(9), 194, (2019).
  2. Valli L. A. Prospects for the use of medicinal plants in modern Russia. Bulletin of Science, 1(9), 22, (2021).
  3. Wagner H., Ulrich-Merzenich G. Synergy research: creating a new generation of phytopreparations. RMJ. Medical Review, 24(3), 183, (2016).
  4. Salnikova N. A., Tsibizova A. A., Shur V. V. Prospects for the use of plants of the genus Elaeagnus in pharmaceutical and food industries. Bulletin of science and practice, 4(12), 134, (2018). doi: 10.5281/zenodo.2255667.
  5. Samotrueva M. A., Mazhitova M. V., Sergalieva M. U. [et al.], Phytochemical characterization of the herb Astragalus vulpinus Willd. and psychomodulatory activity of an extract based on it. Chemico-Pharmaceutical Journal, 55(2), 40, (2021). doi: 10.30906/0023-1134-2021-55-2-40-45.
  6. Toktonaliev I. У. The place and role of phytopreparations in modern medical practice. Science, new technologies and innovations in Kyrgyzstan, 7, 108, (2017).
  7. Semenova E. F., Teplitskaya L. M., Goncharov M. A. [et al.], State and prospects of modern research in biotechnology of lichens as medicinal raw materials. Bulletin of the State Nikita Botanical Garden, 140, 120, (2021). doi: 10.36305/0513-1634-2021-140-120-129.
  8. Sergalieva M. U., Mazhitova M. V., Samotrueva M. A. Biological activity of extracts of plants of the genus Astragalus. Modern problems of science and education, 5, 648, (2015).
  9. Rodnikova I. M., Skirina I. F., Skirin F. V. Lichens of Askold Island (Peter the Great Bay, Sea of Japan). Biota and Environment of Protected Areas, 2, 27, (2019). doi: 10.25808/26186764.2019.93.47.002.
  10. Skorbach V. V., Larina A. Y., Matvienko M. M. Species diversity of epiphytic lichens of Belgorod. Modern trends in the development of science and technology, 11-1, 129, (2016).
  11. Alverdiyeva S. M. Species diversity of leafy lichens of Azerbaijan. Bulletin of Nizhnevartovsk State University, 2, 20, (2019). doi: 10.36906/2311-4444/19-2/03.
  12. Lomova V. V., Landyk V. M., Koltsova L. A. [et al.], Species composition of lichens of Ussuriysk (Primorsky Krai) and their use as biomonitoring objects. Natural and Technical Sciences, 12(163), 108, (2021).
  13. Budaeva S. E., Sangidorj B. Practical use of lichens of Buryatia. Bulletin of Buryat State University, 4, 123, (2010).
  14. Bozshataeva G. T., Kasymbekova A. I., Ospanova G. S. [et al], The use of bioindicators for assessing the state of atmospheric air. International Journal of Applied and Fundamental Research, 12-2, 302, (2017).
  15. Gracheva L. O., Goncharova E. E., Protasova M. V. Assessment of atmospheric air condition by epiphytic lichens. Scientific Review. Biological sciences, 1, 5, (2023). doi: 10.17513/srbs.1306.
  16. Saxonov S. V. On the species of plants, lichens and fungi of the Red Book of the Russian Federation. Samarskaya Luka: Bul., 17, 253, (2006).
  17. Lubtsova Yu. A. Criteria for the selection of ontogenetic states of the lichen Parmelia sulcata (Parmelia sulcata Taul.). Student Science and XXI century, 18(1-1(21)), 36, (2021).
  18. Zakutnova V. I., Rezk E. M. Biological peculiarities of lichens of the family Parmeliaceae: counting of bioresources with the isolation of specific substances of the central part of the Volga Delta (on the example of Privolzhsky district). Astrakhan Bulletin of Environmental Education, 3(33), 116, (2015).
  19. Podterob A. P. Chemical composition of lichens and their medical applications. Chemico-Pharmaceutical Journal, 42(10), 32, (2008).
  20. Ubushaeva E. E., Abushinova N. N., Badmaeva S. E. Study of the chemical composition of lichen. Innovative Kalmykia, 1, 7, (2016).
  21. González-Burgos E., Fernández-Moriano C., Pilar Gómez-Serranillos М. Current knowledge on Parmelia genus: Ecological interest, phytochemistry, biological activities and therapeutic potential. Phytochemistry, 165, 112051, (2019). doi: 10.1016/j.phytochem.2019.112051.
  22. Pinkevich V. A., Kislichenko A. A., Novosel E. N. [et al], Investigation of polysaccharides of Parmelia pearlifera parsleyi puffs. Vestnik VSMU, 16(1), 111, (2017).
  23. Ibraeva L. S., Sapakova A. K., Nurekenova A. N. [et al], Determination of macronutrients in some medicinal plants by mass spectrometry. Young scientist, 6-1, 26, (2017).
  24. Krasnogorskaya N. N., Kletter E. A., Suleymanova R. R. [et al.], Analysis of the content of heavy metals and sulphur compounds in lichens Parmelia sulcata in urban environment. Modern problems of science and education, 2, (2012). URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=5358 (date of address: 05.01.2024).
  25. Zhurova V. G., Khaleeva O. A. Analysis of heavy metal content in lichens of Gagarinsky district of Smolensk region. Nature and society: in search of harmony, 7, 83, (2021).
  26. Evlampieva E. P., Panin M. S. Accumulation of zinc, copper and lead by lichen in the area of coal-mining deposit «Karazhyra». Bulletin of Tomsk State University, 314, 196, (2008).
  27. Arumugam G. D., Sivaji S., Gunasekaran S. [et al.], Lichens in Genus Parmelia: An Overview and their Application. Current Pharmaceutical Biotechnology, 21(13), 1289, (2020). doi: 10.2174/1389201021666200406105212.
  28. Kosanić M. M., Ranković B. R., Stanojković T. P. Antioxidant, antimicrobial and anticancer activities of three Parmelia species. J Sci Food Agric, 92(9), 1909, (2012). doi: 10.1002/jsfa.5559.
  29. Korsun V. F., Fedorenko S. V., Rubanik L. V. [et al], Overcoming microbial resistance to antibiotics by means of phytotherapy. Practical phytotherapy, 2, 33, (2017).
  30. Korsun V. F., Fedorenko S. V., Rubanik L. V. [et al], Microbial resistance and ways to overcome it by means of phytotherapy. Practical phytotherapy, 1, 38, (2017).
  31. Gavrilova N. N., Ratnikova I. A., Trenozhnikova L. P. [et al], Antimicrobial activity of medicinal plants against pathogenic and opportunistic microorganisms. Biotechnology. Theory and practice, 4, 44, (2010).
  32. Lapo A. Yu. Antimicrobial properties of extracts of some species of mosses and lichens. Biotechnology of new materials – environment – quality of life: Proceedings of the IV International Scientific Conference, electronic edition; Krasnoyarsk: Siberian Federal University, 216, (2021).
  33. Badmaeva S. E., Badmaeva K. E., Baljirova B. V. [et al.], Protective antiulcer effects of aqueous extract of lichen Parmelia vagans in rats at modelling of experimental ulcerogenesis. International Journal of Medicine and Psychology, 3(4), 115, (2020).
  34. Badmaeva S. E. Study of central mechanisms of anti-ulcer action of biologically active substances of lichen Parmelia vagans. A new word in science and practice: hypotheses and approbation of research results, 14, 14, (2014).
  35. Muratova K. D., Vermenichev S. M., Monakhov B. V. [et al], Patent No. 2033800 C1 Russian Federation, MPK A61K 36/882, A61K 31/43, A61K 31/4415. Method of treatment of erosive esophagitis : No. 4942958/14 : applied. 04.06.1991 : published on 30.04.1995; applicant Muratova Kulparshin Donenbaevna Muratova.
  36. Pilat T. L. Patent No. 2238102 C1 Russian Federation, MPK A61K 36/899, A61K 9/20, A61K 31/375. Preparation «Pulmonary herbs» for prophylaxis and supportive therapy in treatment of inflammatory diseases of respiratory organs : No. 2003111437/15 : avv. 22.04.2003 : published 20.10.2004; applicant Limited Liability Company «LEOVIT Nutrio».
  37. Pilat T. L. Patent No. 2246311 C2 Russian Federation, MPK A61K 36/9066, A23L 1/03, A23L 1/30. Biologically active additive «fitokashel» : No. 2002124881/15 : avv. 19.09.2002 : publ. 20.02.2005; applicant Limited Liability Company «LEOVIT Nutrio» (LLC «LEOVIT Nutrio»).