Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

THE MORPHOLOGICAL AND ANATOMICAL STUDY OF CURCUMA LONGA L. RHIZOMES

Borisov M.Y. 1 Kurkin V.A. 1 Avdeeva E.V. 1 Sazonova O.V. 1
1 Samara State Medical University
В настоящей работе рассматриваются результаты морфолого-анатомического исследования корневищ куркумы длинной (Curcuma longa L.) с помощью цифровой микроскопии. Установлено, что для цельного сырья характерно наличие в паренхиме (поперечный срез корневища) толстостенных извилистых клеток со структурированным, окрашенным содержимым в виде складчатости; в паренхиме разбросаны пучки, состоящие из проводящих элементов – ксилемы (сосудов), сопровождающиеся механической обкладкой, состоящей из узкопросветных волокон; встречаются сосуды лестнично-сетчатого типа (продольный разрез); проводящие пучки кроме сосудов содержат пигментные клетки, значительно более мелкие по сравнению с размерами сосудов, на больших увеличениях (не менее х100) в них обнаруживается ржаво-коричневое содержимое, разделённое поперечными трещинами; пигментные клетки также встречаются в паренхиме. В порошкованном сырье встречаются фрагменты всех указанных элементов, но группы клеток паренхимы равномерно окрашены в желтый цвет и имеют менее выраженную складчатую структуру. В результате проведенного микроскопического исследования выявлены диагностически значимые признаки и даны практические рекомендации по проведению заготовки сырья куркумы длинной.
In the present paper the results of morphological and anatomical study of rhizomes of Curcuma longa L. (turmeric) using digital microscopy are considered. Found that for solid materials are characterized in the parenchyma (cross-section of rhizome) of thick-walled cells with sinuous structured content in the form of colored folding; parenchyma scattered beams consisting of conductive elements – xylem (vessels, accompanied by a facing mechanical consisting of narrower fibers; vessels meet stair-mesh type (longitudinal section); vascular bundles receptacles contain pigment cells considerably smaller in comparison with the size of blood vessels, the large increase (at least x100) are observed in the rust-brown contents divided transverse cracks; pigment cells are also found in the parenchyma. In the fragments of powdered raw materials are found fragments of all these elements, but the group of parenchyma cells evenly were painted in yellow and have a less pronounced folded structure. As a result of microscopic examination revealed diagnostically – relevant features and practical recommendations for the procurement of raw materials of turmeric.
turmeric
Curcuma longa L.
rhizome
morphological and anatomical features
the histological structure
1. Degtyareva I.I., Skopichenko S.V., Skrypnik I.N. Obosnovanie primeneniya gepatoprotektorov-antioksidantov v kompleksnom lechenii khronicheskih gepatitov razlichnoy etiologii // Zbyrnik nauk. prac’ spyvrob. KMAPO. 2000. Vyp. 9, kn. 4. pp. 64–68.
2. Orlovskaya T.V. Morfologo-anatomicheskoe izuchenie kornevish kurkumy dlinnoy / Razrabotka, issledovanie i marketing novoy farmatsevticheskoy produkcii: sb. nauch. tr. / Pyatigorskaya GFA. Vyp. 63. Pyatigorsk, 2008. pp. 70–73.
3. Orlovskaya T.V. Farmakognosticheskoe issledovanie nekotorykh kul’tiviruemykh rasteniy s tsel’yu rasshireniya ikh ispol’zovaniya v farmatsii: dis. … dokt. farmats.nauk: 14.04.02 / Pyatigorsk, 2011. pp. 19–24.
4. Kharlamova O.A., Kafka B.V. Natural’nye pischevye krasiteli. Nauka, 2003. 398 p.
5. Shreter A.I., Valentinov B.G., Naumova Je.M. Prirodnoe syr’e kitayskoy meditsiny. M., 2002. 415 p.
6. Barclay L.R.C., Vinqvist M.R., Mukai K., Goto H., Hashimoto Y., Tokuanga A., Uno H. The antioxidant mechanism of curcumin: Classical methods are needed to determine antioxidant mechanism and activity // Organic Letters. 2000. pp. 2841–2843.
7. Gilani A.H., Shah A.J., Ghayur M.N., Majeed K. Pharmacological basis for the use of turmeric in gastrointestinal and respiratory disorders // Life Sci. 2005. pp. 3089–3105
8. Pharmacopeia of the people’s Republic of China. Vol. 1. 2005. pp. 260–261.
9. Sugiyama Y., Kawakishi S., Osawa T. Involvement of the diketone moiety in the antioxidative mechanism of tetrahydrocurcumin // Biochemical Pharmacology. 1996. pp. 519–525.

Поиск рациональных путей внедрения в медицинскую практику пищевых растений и получения на их основе лекарственных препаратов является одним из трендов развития современной медицинской и фармацевтической науки. Причинами возникновения данного направления являются, во-первых, открытие фармакологической активности для многих пищевых растений, во-вторых, их малая токсичность и изученность практически всех возможных побочных эффектов, связанные с тем, что пищевые растения применяются человеком уже многие тысячелетия [1]. Перспективным направлением также представляется разработка на их основе продуктов функционального питания.

Среди таких растений мы выделяем куркуму длинную (Curcuma longa L.). В таких странах, как Китай, Индия, Малайзия куркума с древних времен применяется в пищу в качестве специи, а также в народной медицине [5]. Извлечения из куркумы длинной проявляют обезболивающее, антиоксидантное, антисептическое, спазмолитическое, рассасывающее, бактерицидное, желчегонное действия [9]. В настоящее время интерес научного мира к этому растению возрастает с каждым годом, исследования в основном сосредоточены на доказательстве фармакологической активность куркумы в отношении онкопатологии, психических расстройств [7]. Ведутся работы и по химическому составу и решению вопросов стандартизации; в этой связи среди отечественных ученых необходимо отметить исследования пятигорских ученых, которые приблизились в своих работах к обозначению корневищ куркумы длинной в качестве официнального вида лекарственного растительного сырья (ЛРС) [2, 3].

Данные по химическому составу корневищ растения сильно варьируются, особенно в части количественного содержания [4, 6]. Так, например, фармакопея КНР приводит следующие данные: корневища содержат эфирное масло (содержание не менее 7 %), богатое сесквитерпенами и тритерпенами, кетоны, или куркуминоиды (куркумин, бисдеметоксикуркумин, деметоксикуркумин), а также кампестерин, холестерин, жирные кислоты, микроэлементы [5, 8].

Также нуждаются в дальнейших углубленных исследованиях морфолого-анатомические признаки изучаемого вида ЛРС, как неотъемлемая часть общего понимания растения, разработки его параметров подлинности и доброкачественности и соответствующего отражения указанных параметров в нормативной документации. Результаты данного направления исследований и являются предметом обсуждения в настоящей работе.

Целью работы является изучение анатомо-морфологических и гистологических признаков корневищ куркумы длинной.

Материал и методы исследования

Цельные корневища куркумы длинной (Curcuma longa L.), сем. Имбирные (Zingiberaceae), выращенные в Индии, Китае, Вьетнаме (коммерческие образцы), а также образцы, выращенные на территории Северного Кавказа, предоставленные кафедрой фармакогнозии Пятигорского медико-фармацевтического института – филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России; порошок корневищ куркумы, используемый в качестве приправы к пище, фирм: «Galeo», «SAI», «Alibaba», «CYKORIA S.A.».

Морфологическое изучение проведено невооруженным глазом и при увеличении ×5 и ×10 раз (под лупой), микроскопическое изучение проведено с использованием электронного микроскопа «Motic DM111» (увеличение: ×40, ×400, ×1000) и цифрового стереоскопического микроскопа «Motic DM-39С-N9GО-А» (увеличение: ×40, ×100).

Результаты исследования и их обсуждение

С использованием цифрового стереоскопического микроскопа, а также в результате осмотра невооруженным глазом и с помощью лупы было изучено морфологическое строение корневищ куркумы длинной, что позволило нам сформулировать раздел «Внешние признаки» для включения в проект ФС на изучаемый вид ЛРС.

Определено, что цельное сырье представляет собой корневище клубневидное, округлое в поперечнике до 4 см в диаметре, желтовато-серое, с кольцевыми рубцами от отмерших листьев. Из боковых почек развиваются подземные, относительно цилиндрические побеги. Вкус слабожгучий, пряный, слегка горьковатый, приятный. Запах специфический, пряный.

Установлено, что порошкованное сырье – это ярко-желтый слабо жгучий, горьковатый порошок с тонким своеобразным ароматом.

Для выявления диагностически значимых анатомо-гистологических признаков ЛРС были сделаны различные микропрепараты и получены их цветные микрофотографии, показавшие, в целом, как наличие общих для семейства имбирных признаков, так и индивидуальных признаков растения.

На поперечном срезе корневища паренхима представлена толстостенными извилистыми клетками (рис. 1) со структурированным, окрашенным содержимым в виде складчатости. В паренхиме разбросаны пучки, состоящие из проводящих элементов – ксилемы (сосудов), сопровождающиеся механической обкладкой, состоящей из узкопросветных волокон. На продольном разрезе (рис. 2) встречаются сосуды лестнично-сетчатого типа.

Проводящие пучки кроме сосудов содержат пигментные клетки, значительно более мелкие по сравнению с размерами сосудов. Их строение видно только на больших увеличениях (не менее х100); при этом обнаруживается ржаво-коричневое содержимое, разделенное поперечными трещинами. Пигментные клетки также встречаются в паренхиме (рис. 3).

Характерное строение клеток паренхимы со структурированным, окрашенным содержимым в виде складчатости, определено лишь для нативных воздушно-сухих образцов куркумы длинной (выращенной в различных климатических зонах Индии. Китая. Вьетнама, в том числе и на территории России – в условиях Северного Кавказа). В то же время микроскопическое исследование групп клеток паренхимы в порошке куркумы (фирм «Galeo», «SAI», «Alibaba», «CYKORIA S.A.») показало, что их содержимое равномерно окрашено и имеет менее выраженную складчатую структуру. Это объясняется тем, что выращиваемая в промышленных масштабах куркума в процессе сбора и заготовки обрабатывается горячей водой и сушится под прямыми солнечными лучами, что приводит к повреждению пигментных клеток и равномерному окрашиванию всего корневища. Таким образом, с помощью микроскопии можно косвенно определять способ заготовки сырья куркумы длинной.

pic_54.tifа

pic_55.tifб pic_56.tifв

Рис. 1. Паренхима корневища куркумы на поперечном срезе при различных увеличениях: а – увеличение х40; б – увеличение х400; в – увеличение х1000

pic_57.tif

Рис. 2. Продольный срез сосуда в паренхиме корневища куркумы (увеличение х400)

pic_58.tif

Рис. 3. Пигментная клетка в паренхиме корневища куркумы на поперечном срезе (увеличение х400)

Выводы

  1. В результате проведенного исследования выявлены анатомо-гистологические признаки корневищ куркумы длинной (Curcuma longa L.), имеющие диагностическое значение.
  2. Установлено, что для цельного сырья характерно наличие в паренхиме (поперечный срез корневища) толстостенных извилистых клеток со структурированным, окрашенным содержимым в виде складчатости; в паренхиме разбросаны пучки, состоящие из проводящих элементов – ксилемы (сосудов), сопровождающиеся механической обкладкой, состоящей из узкопросветных волокон; встречаются сосуды лестнично-сетчатого типа (продольный разрез); проводящие пучки кроме сосудов содержат пигментные клетки, значительно более мелкие по сравнению с размерами сосудов, на больших увеличениях (не менее х100) в них обнаруживается ржаво-коричневое содержимое, разделённое поперечными трещинами; пигментные клетки также встречаются в паренхиме.
  3. В порошкованном сырье встречаются фрагменты всех указанных элементов, но группы клеток паренхимы равномерно окрашены в желтый цвет и имеют менее выраженную складчатую структуру.
  4. Разработаны разделы «Внешние признаки» и «Микроскопия» и включены в проект ФС «Куркумы длинной корневища».

Рецензенты:

Первушкин С.В., д.фарм.н., профессор, заведующий кафедрой фармацевтической технологии, ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Самара;

Шаталаев И.Ф., д.б.н., профессор, зав. кафедрой химии фармацевтического факультета, ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Самара.

Работа поступила в редакцию 02.06.2014.