Введение. (+)-(S)-ар-турмерон, компонент, найденный в некоторых представителях семейства Zingiberaceae и в первую очередь в корнях куркумы длинной – Curcumalonga L. По химической структуре настоящее соединение представляет собой ароматический сесквитерпеноид, имеющий структуру – 2-метилгептен-2-ен-4-она, замещённого 4-метилфенильной группой в положении 6 (Рис. 1).

Ар-турмерон обусловливает специфичность состава эфирного масла корней C. longa L., наряду с такими маркерными составляющими, как: α-куркумен, α-зингиберен и курлон (Рис. 2).

Однако, важным преимуществом настоящего соединения в отличие от других близких по структуре производных, является довольно специфический спектр фармакологической активности. В настоящее время накоплено обширное количество сведений о векторах фармакологической активности настоящего соединения.

В опытах invitro у ар-турмерона выявлена противомалярийная и цитотоксическая активность. Установлено, что данное соединение проявляло антиплазмодиальный эффект в отношении Plasmodiumfalciparum 3D7 (чувствительного к хлорохину) с помощью анализа лактатдегидрогеназы Plasmodium (pLDH) и цитотоксический эффект против клеток почек Vero млекопитающих. Эффекты ар-турмерона оказались сопоставимыми с эталонным противомалярийным препаратом хлорохина дифосфатом [1].

Ар-турмерон оказался эффективным нейропротектором, участвующим в угнетении дофаминергической нейродегенерации нейронов чёрной субстанции при болезни Паркинсона. Указанный эффект связан со способностью настоящего соединения оказывать противовоспалительное действие в клетках микроглии. Тем самым тормозится дофаминергическая нейродегенерация, вызванная активацией микроглии в культурах срезов среднего мозга. Кроме того, обнаружена способность ар-турмерона ингибировать дофаминергическую нейродегенерацию, вызванную нейротоксином – 1-метил-4-фенилпиридинием [2].

Продемонстрирована антиангиогенная активность ар-турмерона в опытах in vitro и in vivo, в том числе в клетках эндотелия микрососудов человека. Aр-турмерон ингибировал пролиферацию, трубкообразование и подвижность клеток HMEC-1 в нецитотоксических концентрациях. Поскольку ангиогенез необходим для роста опухоли, это позволяет свидетельствовать об этом соединении как о перспективном противоопухолевом агенте [3].

Обнаружена выраженная противоэпилептическая активность ар-турмерона на модели химически индуцированных судорог у лабораторных животных, вызванных пентилентетразолом [4].

Определено влияние ар-турмерона на воспалительный процесс. У данного компонента избирательно проявлялось мощное противовоспалительное действие за счёт подавления продукции воспалительных цитокинов IFN-γ и IL-2. При этом ар-турмерон не влиял на экспрессию интерлейкина 4 (IL-4). Настоящее соединение также снижало экспрессию IL-2 в CD4+, но не изменяло скорость их клеточного деления при стимуляции [5].

Ар-турмерон оказался эффективным в подавлении воспалительной реакции при псориазе, смоделированном у лабораторных животных. Ар-турмерон дозозависимо подавлял пролиферацию кератоцитов, облегчал апоптоз и снижал TNF-α-опосредованную продукцию интерлейкинов 6 и 8 [6].

Имеется ряд исследований, доказывающих активность ар-турмерона и куркуминоидов при диабете 2 типа. Данные компоненты подавляли повышение уровня глюкозы в крови у подопытных животных и стимулировали дифференцировку адипозоцитов человека [7].

Кроме того, выявлена превентивная активность ар-турмерона и бисакурона, выделенных из экстракта куркумы, в отношении повреждения гепатоцитов, вызванного этанолом [8].

Установлена высокая антиоксидантная и антибактериальная активность эфирного масла и спиртовых экстрактов из корневищ куркумы, причём наиболее выраженные антиоксиднтный и антибактериальный эффекты наблюдались в тех образцах, где содержание ар-турмерона было наибольшим [9].

Ар-турмерон вызывает уменьшение фотостарения кожи путём ингибирования экспрессии интерлейкина-1β и фактора некроза опухоли, что обусловливает его перспективность в качестве фотопротекторного соединения [10].

Установлены инсектицидные и репеллентные свойства ар-турмерона в отношении сельскохозяйственных насекомых-вредителей: рисовых долгоносиков – Sitophyluszeamais, осенней совки – Spodopterafruiperda и сдерживающую и ларвицидную активность для комаров [11, 12].

Поскольку ар-турмерон является компонентом летучей фракции корней куркумы, то есть входит в состав её эфирного масла, то для его извлечения из сырья используются самые разные варианты, характерные для эфирных масел: гидродистилляция, экстракция органическими растворителями, сжиженными газами, в том числе СО₂ [13, 14]. Однако, по нашему мнению, для извлечения ар-турмерона наиболее целесообразно использовать экстракцию фреонами. Это связано с тем, что при гидродистилляции может происходить изомеризация и термическая деградация ар-турмерона, а извлечение органическими растворителями требует использования токсичных агентов и довольно длительного времени экстракции [15].

Экстракция фторхлорпроизводными метана – фреонами имеет ряд достоинств перед традиционными методами извлечения эфирных масел. Во-первых, эфирные масла, в том числе ар-турмерон довольно избирательно и хорошо растворимы во фреонах, что предотвращает загрязнение извлечения целым рядом сопутствующих компонентов, находящихся в растительном материале. Во-вторых, низкая температура кипения фреонов и их малая вязкость определяют щадящий режим экстракции и с высокой скоростью, обусловленной большим диффузионным потенциалом. В-третьих, фреоны не токсичны для человека и животных, негорючие и невзрывоопасные.

Цель исследования. Обоснование целесообразности использования фторхлорпроизводных алканов в качестве перспективных экстрагентов для выделения важнейшего терапевтического агента корневищ C. longa L. ар-турмерона.

Материалы и методы исследования. В качестве объекта исследования использованы корни C. longa L., предварительно высушенные и измельчённые. В качестве экстрагентов выбраны метоксинонафторбутан (Novec 7100) и фторкетон (додекакафлуоро-2-метилпентан-3-он, Novec 1230), экстрагентом сравнения служил н-гексан. Для извлечения эфирного масла из корневищ C. longa L. 0,1 г (точная навеска) сырья заливали 10 мл соответствующего экстрагента, плотно укупоривали и экстрагировали методом мацерации при комнатной температуре в течение суток. Щадящие условия экстракции необходимы для предотвращения процессов химической деградации и изомеризации искомого компонента. По истечении указанного времени полученные извлечения фильтровали через бумажный фильтр «синяя лента» в мерные колбы вместимостью 10 мл, недостающие объёмы восполняли соответствующими экстрагентами, доводя содержимое колб до метки. Полученные извлечения непосредственно использовали для хроматографирования.

Хроматографирование проводили на газовом хроматографе – масс-спектрометре – GCMS-QP2010 Ultra, «Shimadzu», Япония. Ионизация осуществляется в режиме электронного удара, детекция по полному ионному току (SCAN).

Поскольку эфиромасличный состав корневищ C. longa L. представлен моно-, сесквитерпенами и ароматическими производными, обладающими различной упругостью паров, то хроматографирование проводили в режиме программируемых температур.

Условия хроматографирования:

Колонка капиллярная кварцевая размером 30 mL × 0,25 mmID × 0,25 μm (ZebronZB-5MS);

Скорость газа-носителя (гелий) - 3,0 мл/мин;

Температура колонки от +100 С° (изотерма 2 мин) до 230 С° (изотерма 5 мин), со скоростью подъёма температуры 5 град/мин;

Температура испарителя + 250 С°;

Температура ионного источника + 250 С°;

Температура интерфейса + 250 С°;

Напряжение на детекторе – 0,88кВ;

Поток эмиссии – 60 µА;

Объём пробы – 1µl;

Диапазон сканирования от m/z 30 – 500 Da, (скорость сканирования 1000/0,5 сек).

Идентификацию компонентов проводили путём сравнения масс-спектров с таковыми, имеющимися в распоряжении электронной библиотеки Nist 11.

Статистическую обработку результатов количественного определения ар-турмерона в анализируемых извлечениях из корневищ C. longa L. проводили согласно ГФ XIV, ОФС 1.1.0013.15.

Результаты и их обсуждение. Хроматограмма разделения метоксинонафторбутанового извлечения из корневищ C. longa L. представлена на рисунке 3.

Как видно на приведённой хроматограмме, доминирует пик со временем удерживания 15,346 мин. Настоящий компонент идентифицирован как ар-турмерон, путём сравнения зарегистрированного масс-спектра с образцом из библиотечной базы данных NIST 11 (Рис. 4).

На рисунке 4 видно, что масс-спектры анализируемого и библиотечного образцов совпадают по присутствию основных характеристических пиков молекулярных ионов с зарядом m/z = 122; 105; 83; 55 и 39.

В таблице 1 приведены характеристики пика ар-турмерона, полученные при хроматографировании метоксинонафторбутановго извлечения.

На приведённой хроматограмме также отмечается присутствие доминирующего компонента со временем удерживания 15,152 мин, соответствующего ар-турмерону.

В таблице 2 представлены характеристики пика ар-турмерона, полученные при хроматографировании фторкетонового извлечения.

В таблице 3 представлены характеристики пика ар-турмерона, полученные при хроматографировании гексанового извлечения.

Сравнительный анализ площадей пиков ар-турмерона, полученных при хроматографировании анализируемых извлечений из корней C. longa L.представлен на рисунке 7.

Согласно представленному рисунку, наилучшей экстрагирующей способностью по отношению к ар-турмерону обладает метоксинонафторбутан, при использовании которого площадь пика на хроматограмме оказывается наибольшей, по сравнению с другими взятыми экстрагентами. А содержание указанного компонента в сумме метоксинонафторбутанового извлечения составляет более 40%.

Заключение. В результате проведённых исследований показана перспективность использования фреонов для извлечения ар-турмерона из корневищ C. longa L. Установлено, что оптимальным экстрагентом для ар-турмерона является метоксинонафторбутан; фторкетон показал меньшую экстрагирующую активность. Экстрагирующая способность метоксинонафторбутана по отношению к ар-турмерону оказалась выше таковой экстрагента сравнения – н-гексана. При его использовании в извлечение переходило максимальное количество анализируемого соединения, причём содержание ар-турмерона в полученном суммарном извлечении превышало 40%. Кроме того, метоксинонафторбутан по сравнению с н-гексаном нетоксичен и негорюч, что позволяет использовать его в качестве безопасного экстрагента.

Информация о финансировании

Эта статья была поддержана Программой стратегического академического лидерства РУДН и исследовательским проектом № D.2-A/N-2023 департамента ветеринарной медицины Аграрно-технологического института РУДН (Москва, Россия) под руководством Ватникова Ю.А.