КЛЕТОЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ PULMONARIA OFFICINALIS, FILIPENDULA ULMARIA И GINKGO BILOBA КАК ИСТОЧНИК БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ С ГЕРОПРОТЕКТОРНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ
Ключевые слова:
клеточные культуры растений, Pulmonaria officinalis, Filipendula ulmaria, Ginkgo biloba, биологически активные вещества, фенольные соединения, полифенолы, антиоксидантная активность, геропротекторы, ВЭЖХ, функциональные ингредиенты, нутрицевтикиАннотация
В работе представлены результаты сравнительного исследования клеточных культур Pulmonaria officinalis, Filipendula ulmaria и Ginkgo biloba как перспективных источников биологически активных веществ с потенциальными геропротекторными свойствами. Актуальность исследования обусловлена возрастающим интересом к растительным полифенолам и клеточным культурам растений in vitro как устойчивому источнику природных соединений, обладающих антиоксидантной активностью. Цель исследования заключалась в сравнительной оценке компонентного состава, содержания биологически активных веществ и антиоксидантной активности экстрактов клеточных культур исследуемых растений. В качестве объектов исследования использовали каллусные, суспензионные и корневые культуры P. officinalis, F. ulmaria и G. biloba. Качественный и количественный состав биологически активных соединений определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, антиоксидантную активность оценивали титриметрическим методом с использованием раствора перманганата калия. Установлено, что каллусные культуры P. officinalis характеризуются наиболее высоким содержанием фенольных кислот, каллусные культуры F. ulmaria отличаются повышенным накоплением флавоноидов и гликозидов, тогда как суспензионные культуры G. biloba являются перспективным источником специфических терпеноидов и флавоноидов. В составе экстрактов идентифицирован широкий спектр фенольных соединений, включая п-кумаровую, феруловую, хлорогеновую и галловую кислоты, кверцетин, кемпферол, изорамнетин, авикулярин и спиреозид. Наибольшая антиоксидантная активность выявлена у экстрактов каллусных культур P. officinalis и F. ulmaria, что со-гласуется с высоким содержанием в них фенольных соединений. Полученные результаты подтверждают перспективность использования клеточных культур исследуемых растений как био-технологического источника биологически активных веществ геропротекторной направленности и могут служить основой для разработки функциональных пищевых ингредиентов, нутрицевтиков и препаратов профилактического назначения.Библиографические ссылки
1. Асякина Л.К., Лосева А.И., Милентьева И.С. и др. Перспективы применения растений Сибирского федерального округа в производстве продуктов питания функционального назна-чения // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». 2022. Т. 10, № 4. С. 5–17. DOI: 10.14529/food220401.
2. Буркова Е.А., Канарский А.В., Канарская З.А. Перспектива применения фитобиотехно-логии для получения биологически активных веществ // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 14. С. 352–356.
3. Веснина А.Д., Долганюк В.Ф., Дмитриева А.И. и др. Оценка геропротекторного потен-циала сквалена на модели Caenorhabditis elegans // Siberian Journal of Life Sciences and Agricul-ture. 2022. Т. 14, № 6. С. 51–69. DOI: 10.12731/2658-6649-2022-14-6-51-69.
4. Дышлюк Л.С., Дроздова М.Ю., Лосева А.И. Исследование показателей безопасности экстрактов каллусных культур Pulmonaria officinalis и их фитохимического состава на наличие биологически активных веществ с потенциальными геропротекторными свойствами // Извес-тия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2021. Т. 11, № 2(37). С. 260–271. DOI: 10.21285/2227-2925-2021-11-2-260-271.
5. Ле В.М. и др. Изучение воздействия растительных метаболитов на Aliivibrio fischeri и тест-штаммы представителей микробиоты ЖКТ // Техника и технология пищевых производств. 2025. Т. 55, № 4. С. 874–884. DOI: 10.21603/2074-9414-2025-4-2614.
6. Любителев А.В., Сивкина А.Л., Власова О.А. и др. Механизмы действия растительных полифенолов на инициацию канцерогенеза // Успехи молекулярной онкологии. 2023. Т. 10, № 2. С. 30–41. DOI: 10.17650/2313-805X-2023-10-2-30-41.
7. Сергеева В.А., Рунихина Н.К. Патогенетические и клинические взаимосвязи хрониче-ской обструктивной болезни легких, саркопении и старческой астении // Российский журнал гериатрической медицины. 2024. № 1(17). С. 40–48. DOI: 10.37586/2686-8636-1-2024-40-48.
8. Сиденкова А.П. и др. Механизмы влияния кишечной микробиоты на процессы старения ЦНС и формирование когнитивных расстройств при болезни Альцгеймера // Психиатрия. 2022. Т. 20, № 3. С. 98–111. DOI: 10.30629/2618-6667-2022-20-3-98-111.
1.
9. Сидорова Ю.С., Петров Н.А., Зорин С.Н., Мазо В.К. Инновационные методы экстракции биологически активных веществ из растительного сырья // Вопросы питания. 2023. Т. 92, № 6(550). С. 28–37. DOI: 10.33029/0042-8833-2023-92-6-28-37.
10. Фокина А.Д. и др. Биоактивные вещества геропротекторной направленности // Техника и технология пищевых производств. 2024. Т. 54, № 2. С. 423–435. DOI: 10.21603/2074-9414-2024-2-2517.
11. Хадарцев А.А., Наумова Э.М., Валентинов Б.Г., Грачев Р.В. Эритроциты и окислитель-ный стресс (обзор литературы) // Вестник новых медицинских технологий. 2022. Т. 29, № 1. С. 93–100. DOI: 10.24412/1609-2163-2022-1-93-100.
12. Хохлюк Т.Ю. и др. Мультифокальный атеросклероз как прокси болезнь старения // Со-временные проблемы здравоохранения и медицинской статистики. 2025. № 2. С. 361–381. DOI: 10.24412/2312-2935-2025-2-361-381.
13. Цейликман В.Э., Лукин А.А. Влияние окислительного стресса на организм человека // Международный научно-исследовательский журнал. 2022. № 3-1(117). С. 206–211. DOI: 10.23670/IRJ.2022.117.3.037.
14. Шилова И.В. Химический состав и ноотропная активность растений Сибири. Томск: Национальный исследовательский Томский государственный университет. 2010. 236 с.
15. Arsenijevic N. et al. The beneficial role of Filipendula ulmaria extract in prevention of prodepressant effect and cognitive impairment induced by nanoparticles of calcium phosphates in rats // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2021. Vol. 2021. P. 6670135. DOI: 10.1155/ 2021/6670135.
16. Babich O. et al. Modern trends in the in vitro production and use of callus, suspension cells and root cultures of medicinal plants // Molecules. 2020. Vol. 25, no. 24. DOI: 10.3390/mole-cules25245805.
17. Barbalho S.M. et al. Ginkgo biloba in the aging process: a narrative review // Antioxidants. 2022. Vol. 11, no. 3. P. 525. DOI: 10.3390/antiox11030525.
18. Cabañas-García E. et al. Biomass production and secondary metabolite identification in callus cultures of Coryphantha macromeris (Engelm.) Britton & Rose (Cactaceae), a traditional medicinal plant // South African Journal of Botany. 2021. Vol. 137, no. 1. P. 1–9. DOI: 10.1016/ j.sajb.2020.10.002.
19. Chauhan S., Jaiswal V., Cho Y-I, Lee H-J. Biological activities and phytochemicals of Lungworts (Genus Pulmonaria) focusing on Pulmonaria officinalis // Applied Sciences. 2022. Vol. 12, no. 13. P. 6678. DOI: 10.3390/app12136678.
20. Dyshlyuk L.S., Vesnina A.D., Dmitrieva A.I. et al. Optimization of parameters for obtaining callus, suspension, and root cultures of meadowsweet (Filipendula ulmaria) to isolate the largest number of biologically active substances with geroprotective properties // Brazilian journal of biology. 2022. Vol. 84. P. e257074. DOI: 10.1590/1519-6984.257074.
21. Ferid A. Plant cell culture technologies: A promising alternatives to produce high-value sec-ondary metabolites // Arabian Journal of Chemistry. 2022. Vol. 15, no. 11. P. 104161. DOI: 10.1016/j.arabjc.2022.104161.
22. Gabr A.M., Sytar O., Ghareeb H., Brestic M. Accumulation of amino acids and flavonoids in hairy root cultures of common buckwheat (Fagopyrum esculentum) // Physiology and Molecular Bi-ology of Plants. 2019. Vol. 2019, no. 3. P. 1–10. DOI: 10.1007/s12298-019-00669-1.
23. Georgiev V., Slavov A., Vasileva I., Pavlov A. Plant cell culture as emerging technology for production of active cosmetic ingredients // Engineering in Life Sciences. 2018. Vol. 18, no. 11. P. 779–798. DOI: 10.1002/elsc.201800066.
24. Huang X. et al. Efficient rutin and quercetin biosynthesis through flavonoids-related gene ex-pression in Fagopyrum tataricum Gaertn. hairy root cultures with UV-B irradiation // Frontiers in Plant science. 2016. Vol. 7. P. 63. DOI: 10.3389/fpls.2016.00063.
25. Jomova K. et. al. Reactive oxygen species, toxicity, oxidative stress, and antioxidants: chronic diseases and aging // Archives of Toxicology. 2023. Vol. 97, no. 10. P. 2499–2574. DOI: 10.1007/s00204-023-03562-9.
1.
26. Khafagi I.K. Variation of callus induction and active metabolite accumulation in callus cul-tures of two varieties of Ricinus communis L. // Biotechnology (Faisalabad). 2007. Vol. 6, no. 2. P. 193–201. DOI: 10.3923/biotech.2007.193.201.
27. Kochan E., Szymanska G., Grzegorczyk-Karolak I. et al. Ginsenoside and phenolic com-pounds in hydromethanolic extracts of American ginseng cell cultures and their antioxidant properties // Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 2019. Vol. 88, no. 4. DOI: 10.5586/asbp.3638.
28. Le V.M. et al. Isolation of the main biologically active substances and phytochemical analysis of Ginkgo biloba callus culture extracts // Molecules. 2023. Vol. 28, no. 4. P. 1560. DOI: 10.3390/ molecules28041560.
29. Leri M. et al. Healthy effects of plant polyphenols: molecular mechanisms // International Journal of Molecular Sciences. 2020. Vol. 21, no. 4. P. 1250. DOI: 10.3390/ijms21041250.
30. Li Z. et al. Aging and age-related diseases: from mechanisms to therapeutic strategies // Biogerontology. 2021. № 22. P. 165–187. DOI: 10.1007/s10522-021-09910-5.
31. Liao Z., Chen M., Sun X., Tang K. Micropropagation of endangered plant species // Plant Cell Culture Protocols. 2006. P. 179–185.
32. Marchev A.S., Georgiev M.I. Plant in vitro systems as a sustainable source of active ingredi-ents for cosmeceutical application // Molecules. 2020. Vol. 25, no. 9. P. 2006. DOI: 10.3390/mole-cules25092006.
33. Neagu E., Radu G.L., Albu C., Paun G. Antioxidant activity, acetylcholinesterase and tyrosinase inhibitory potential of Pulmonaria officinalis and Centarium umbellatum extracts // Saudi journal of biological sciences. 2018. Vol. 25, no. 3. P. 578–585. DOI: 10.1016/j.sjbs.2016.02.016
34. Pereira Q.C., Wood dos Santos T., Fortunato I.M., L Ribeiro M. The molecular mechanism of polyphenols in the regulation of ageing hallmarks // International Journal of Molecular Sciences. 2023. № 26(6). P. 5508. DOI: 10.3390/ijms24065508.
35. Rao S.R., Ravishankar G.A. Plant cell cultures: chemical factories of secondary metabolites // Biotechnology advances. 2002. Vol. 20, no. 2. P. 101–153. DOI: 10.1016/S0734-9750(02)00007-1.
36. Song S., Lam E.W.F., Tchkonia T. et al. Senescent cells: emerging targets for human aging and age-related diseases // Trends in Biochemical Sciences. 2020. No. 45 (7). DOI: 10.1016/ j.tibs.2020.03.008.
37. Vesnina A.D. et al., Quercetin isolated from Hedysarum neglectum Ledeb. As a preventer of metabolic diseases // Foods and Raw Materials. 2025. Vol. 13, no. 1. P. 192–201. DOI: 10.21603/ 2308-4057-2025-1-633.
