Экстракт из борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.) как стимулятор роста микроорганизмов

Д. В. Грузнов; О. А. Грузнова; А. В. Лобанов; Г. Ш. Щербакова; Н. И. Попов; А. Ф. Степнова; Г. З. Казиев; М. И.  Дину

doi:10.25514/CHS.2023.2.25001

Д. В. Грузнов Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии – филиал Федерального государственного бюджетного научного института Федерального научного центра Всероссийского научного института экспериментальной ветеринарии Российской академии наук, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0001-6679-9466
О. А. Грузнова Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук https://orcid.org/0000-0002-0241-1482
А. В. Лобанов Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский педагогический государственный университет», Москва, Россия; https://orcid.org/0000-0003-4205-7630
Г. Ш. Щербакова Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии – филиал Федерального государственного бюджетного научного института Федерального научного центра Всероссийского научного института экспериментальной ветеринарии Российской академии наук, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0003-1324-5341
Н. И. Попов Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии – филиал Федерального государственного бюджетного научного института Федерального научного центра Всероссийского научного института экспериментальной ветеринарии Российской академии наук, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0001-6020-2534
А. Ф. Степнова Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский педагогический государственный университет», Москва, Россия https://orcid.org/0009-0006-0181-2061
Г. З. Казиев Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский педагогический государственный университет», Москва, Россия https://orcid.org/0009-0007-7952-1819
М. И. Дину Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский педагогический государственный университет», Москва, Россия https://orcid.org/0000-0001-5010-5300

DOI: https://doi.org/10.25514/CHS.2023.2.25001

Ключевые слова: экстракт борщевика Сосновского, псоралены, хромато-масс-спектрометрия, спектрофотометрия, стимулятор роста

Аннотация

Борщевик Сосновского (БС) (Heracleum sosnowskyi Manden.) на протяжении многих лет считается одной из самых распространенных фитоинвазий на территории России. БС не пригоден для скармливания сельскохозяйственным животным, а также вызывает контактный фитофотодерматит. Тем не менее, БС обладает и рядом положительных свойств: болеутоляющим, противовоспалительным и ранозаживляющим действиями. Кроме того, химический состав БС довольно сложен и интересен для исследования. В связи с вышеизложенным, а также с необходимостью решения проблемы сдерживание распространения и утилизации БС, актуальным представляется разработка способов получения из него биологически активного сырья для последующего применения в различных областях. В статье представлены данные о получении водного экстракта БС с помощью кавитации, анализ его состава, а также влияние на санитарно-показательные микроорганизмы: Escherichia coli (штамм 1257), Staphylococcus aureus (штамм 209-P) и Bacillus cereus (штамм 96). Было установлено, что водный экстракт БС стабилен в процессе хранения при температуре 4±2 °С в течение 9 мес. Анализ экстракта хромато-масс-спектрометрическим методом показал присутствие различных соединений, бóльшую часть из которых составили 2-гидрокси-пропионовая (55,32%) и янтарная (23,27%) кислоты. С помощью электронной абсорбционной спектроскопии в нем были детектированы 5- и 8-метоксипсоралены в концентрации 58,1±1,3 мкг/мл. Проведение микробиологического теста продемонстрировало отсутствие ингибирующего действия экстракта на E. coli, S. aureus и B. cereus, в том числе, и при изменении рН до значений 1,5 и 0,5. Однако, был отмечен его стимулирующий эффект на данные микроорганизмы, что может объясняться содержанием органических кислот. Результаты, полученные при исследовании влияния экстракта БС на E. coli и S. aureus, позволяют сделать предположение о возможной стимуляции роста других микроорганизмов аналогичных групп устойчивости, что представляет потенциальную опасность в случае контаминации ими поврежденного кожного эпителия и слизистых оболочек. Благотворное влияние экстракта на почвенную бактерию B. cereus, вероятно, может также обуславливать опосредованную стимуляцию роста сельскохозяйственных растений. Однако, данные предположения требуют проведения дальнейших исследований.

Литература

Madebeykin, I.N. (2021). Hogweed Sosnowski – a dangerous plant that is useful for bees. Pchelovodstvo = Beekeeping, 4, 25 (in Russ).

Tanirbergenov, Т.B., Babushkina, A.E., & Vasyukova, N.S. (2018). Some aspects of pre-clinical studies of Heracleum L. species: review of publications. Voprosy biologicheskoy, meditsinskoy i farmatsevticheskoy khimii = Problems of biological, medical and pharmaceutical chemistry, 21(10), 104–111 (in Russ). https://doi.org/10.29296/25877313-2018-10-20.

Ageev, V.P., Shlyapkina, V.I., Kulikov, O.A., Tararina, L.A., & Zaborovskiy A.V. (2022). Qualitative and quantitative analysis of the main psoralen derivatives in the juice of Sosnowsky's hogweed. Farmatsiya = Pharmacy, 71(3), 10–17 (in Russ). https://doi.org/10/29296/25419218-2022-03-02.

Tamrazova, O.B., Seleznev, S.P., & Tamrazova, A.V. Phytodermatitis in children caused by the Sosnowski hogweed. Pediatriya. Consilium Medicum = Pediatrics. Consilium Medicum, 2, 53–57 (in Russ). https://doi:10.26442/26586630.2019.2.1904182019.

Baker, B.G., Bedford, J. & Kanitkar, S. (2017). Keeping pace with the media; Giant Hogweed burns – A case series and comprehensive review. Journal Burns, 43(5), 933–938. https://doi.org/10.1016/j.burns.2016.10.018.

Kucenko, V.P., Kovaleva, D.D., Mironova, N.R., Ledencova, S.S., Bezvulyak, E.I., & Seliverstov P.V. Sosnovsky's hogweed and photochemical dermatitis. Medicinskaya sestra = Nurse, 24(3), 19–22 (in Russ). https://doi.org/10.29296/25879979-2022-03-03.

Shemyakina, A.V. (2021). Hogweed - honey plant of the Far East. Pchelovodstvo = Beekeeping, 7, 27–28 (in Russ).

Bruni, R., Barreca, D., Protti, M., Brighenti, V., Righetti, L., Anceschi, L., Mercolini, L., Benvenuti, S., Gattuso, G. & Pellati, F. (2019). Botanical sources, chemistry, analysis, and biological activity of furanocoumarins of pharmaceutical interest. Molecules, 24, 2163. https://doi:10.3390/molecules24112163.

Ren, Y., Song, X., Tan, L., Guo, C., Wang, M., Liu, H., Cao, Z., Li, Y. & Peng, C. (2020). A Review of the pharmacological properties of psoralen. Front. Pharmacol., 11, 571535. https://doi.org/10.3389/fphar.2020.571535.

Anosov, A.K., Gonchukov, S.A., Markoliya, A.A., Moshnin, M.V., Parenago, O.O., & Pokrovskiy O.I. (2008). To a problem of PUVA therapy efficiency, Al'manakh klinicheskoy meditsiny = Clinical Medicine Almanac, 17(2), 26–29 (in Russ).

Caffieri, S., Lisa, F., Bolesani, F., Facco, M., Semenzato, G., Dall’Acqua, F. & Canton, M. (2007). The mitochondrial effects of novel apoptogenic molecules generated by psoralen photolysis as a crucial mechanism in PUVA-therapy. Blood, 109(9), 4988–4994. https://doi:10.1182/blood-2006-08-037192.

Rožman, K., Alexander, E.M., Ogorevc, E., Bozovičar, K., Sosič, I., Aldrich, C.C. & Gobec, S. (2020). Psoralen derivatives as inhibitors of mycobacterium tuberculosis proteasome. Molecules, 25(6), 1305. https://doi:10.3390/molecules25061305.

Pliashak, Ye.М., Palianskikh, A.I., Belysheva, L.L., & Baturevich, A.I. (2022).Validation of method for determination of organochlorine pesticides in grain and flour by GC-MS/MS using QuEChERS sample preparation. Khimicheskaya bezopasnost' = Chemical Safety Sciences, 6(2), 243–257 (in Russ). https://doi.org/10.25514/CHS.2022.2.23016.

Bondareva, L.G., Egorchenkova, O.E., & Fedorova, N.E. (2022). Determination of the content of nonionic surfactants in the air by spectrophotometry and gas-liquid chromatography. Khimicheskaya bezopasnost' = Chemical Safety Sciences, 6(1), 148–162 (in Russ). https://doi.org/10.25514/CHS.2022.1.21009.

Gruznova, O.A., Lobanov, A.V., Sokhlikov, A.B., & Gruznov, D.V. (2022). Determination of the correlation between the content of 5-hydroxymethylfurfural and hydrogen peroxide in honey. Khimicheskaya bezopasnost' = Chemical Safety Sciences, 6(2), 215–226 (in Russ). https://doi.org/10.25514/CHS.2022.2.23014.

Bannikova, D. А., Kononenko, А.B., & Lobanov, A.V. (2017). Influence of metallic and metall complex nanoparticles on bacterial populations. Khimicheskaya bezopasnost' = Chemical Safety Sciences, 1(2), 88–96 (in Russ). https://doi.10.25514/CHS.2017.2.10983.

Krupyanskii, Y.F., Generalova, A.A., Kovalenko, V.V. Loiko, N.G., Tereshkin, E.V., Moiseenko, A.V., Tereshkina, K.B., Sokolova, O.S., & Popov, A.N. (2023). DNA condensation in bacteria. Russian Journal of Physical Chemistry B, 42(6), 3-20 (in Russ). https://doi.org/10.31857/S0207401X23060067.

Tertyshnaya, Y.V., Khvatov, A.V., & Lobanov, A.V. (2020). Morphology and Antibacterial Properties of Composites Based on Polylactide and Manganese(III) Complex with Tetraphenylporphyrin. Russian Journal of Physical Chemistry B, 14(6), 1022. https://doi.org/10.1134/S1990793120060135.

Rahnama, H., Azari, R., Yousefi, M.H., Berizi, E., Mazloomi, S.M., Hosseinzadeh, S., Derakhshan, Z., Ferrante M., & Conti G.O. (2023). A systematic review and meta-analysis of the prevalence of Bacillus cereus in foods. Food Control, 143, 109250. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2022.109250.

Vereshchagin, A.L., Kropotkina, V.V., & Khmeleva, A.N. (2010). On the mechanism of growth-stimulating action of ultra-low doses of natural organic acids. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Bulletin of the Altai State Agrarian University, 1(63), 46–48 (in Russ).

Triandafilov, A.F., Chernov, B.A., & Sheshunova, E.V. (2019). Analysis of the composition of lipophilic substances in the juice of hogweed sosnovsky before and after electric discharge cavitation treatment. Vestnik APK Verkhnevolzh'ya = Bulletin of the Agro-Industrial Complex of the Upper Volga Region, 2(46), 66–70 (in Russ). https://doi.org/10.35694/YARCX.2019.46.2.013.