Все виды рода Thymus содержат в своем составе различные биологически активные соединения: дубильные и горькие вещества, флавоноиды, эфирные масла, органические кислоты (кофейная кислота, хлорогеновая кислота), тритерпены (олеановая и урсоловая кислоты), минеральные соли, камеди, смолы, сапонины, гликозиды и пр. . Основным компонентом, обуславливающим высокую фармацевтическую ценность сырья тимьянов, является эфирное масло.
Эфирные масла (ЭМ) — это сложные летучие многокомпонентные системы, состоящие из различных групп органических веществ, в состав которых входят преимущественно терпены (производные изопрена) и их кислородсодержащие соединения терпеноиды (изопреноиды) монотерпеноиды, реже дитерпеноиды и сесквитерпеноиды . По своему химическому строению терпеноиды неоднородны и могут принадлежать к разным классам органических веществ органическим спиртам, сложным эфирам, кетонам, лактонам, фенолам, оксидам, при этом они играют весьма важную роль в составе ЭМ . Содержание ЭМ в траве разных видов тимьянов колеблется в диапазоне 0,1-7,0% от воздушно сухой массы. Этот диапазон предполагает, что есть виды с очень незначительным выходов ЭМ, и, наоборот, с весьма высоким . Выход получаемого в ходе дистилляции ЭМ может варьировать в зависимости от ряда факторов: а) генетически обусловленного биосинтеза веществ; стадии вегетации и онтогенеза; б) экологических факторов — экологии биотопа, особенностей, климата, сроков заготовки сырья, условий сушки и хранения; в) условий перегонки. В состав ЭМ тимьянов входят от 40 до 80 веществ; среди которых наибольшее значение играют тимол (до 65%), карвакрол (до 45%), п цимол, а терпинолен, борнеол и др.. По физическим показателям ЭМ тимьяна представляют собой легко подвижную маслянистую прозрачную светло желтую жидкость со жгучим вкусом и характерным для этих растений приятным запахом. У каждого вида запах может существенно отличаться в зависимости от доминирующего компонента и быть терпким (тимол, карвакрол), лимонным (гераниол, гераниаль), напоминать запах розы (нерол). Удельный вес ЭМ колеблется от 0,8 до 1,2. Терпены, образующие структурную основу ЭМ, содержатся в них в нескольких оптических формах. Обобщая современные исследования по химическому составу ЭМ губоцветных, тимьяны можно разделить на две большие группы.
В первую группу относят те виды, в составе ЭМ которых доминирующую роль играют ароматические спирты (тимол, карвакрол) и/или их биосинтетические предшественники (у терпинен, р цимен): Th.bornumeueri, Th.borystenicus, Th.broussonetii, Th.capitatus, Th.collinus, Th.daciens, Th.daghestanicus, Th.fedtschenko, Th.forminii, Th.herbabarona, Th.karamarianicus, Th.kotschyanus, Th.krylovii, Th.maroccanus, Th. marschallianus, Th.nigricus, Th.orospedanus, Th.pallidus, Th.pastoralis, Th.pectinatus, Th.piperella, Th.rariflorus, Th.schimperi, Th.serpylloides, Th.serpyllum, Th.spathulifolius, Th. tiflisensis, Th.transcaucasicus, Th.zygioides, Th.zygis. Во вторую группу тимьянов входят виды, ЭМ которых содержат монотерпеновые углеводороды: Th.glabrescens, Th.balcanus, Th.coriifolius — а пинен, Th.granatensis — мирцен, а филландрен; кислородсодержащие производные углеводородов: Th.eriphorus, Th.praecox, Th.tosevii, Th.leptophyllus линалоол, Th.trautvetteri — гераниол, Th.sipyleus гераниаль. Борнеол является одним из доминирующих компонент у Th.satureioides (26%), Th.quinquecostatus (31%), Th.carnosus (51%). Значительную часть ЭМ Th.cilicicus и Th.revolutus представляет а терпинеол (33 и 30% соответственно). И, наконец, эфир 1,8 цинеол представлен от 25% до 50% в ЭМ Th.membranaceus, Th.funkii, Th.antoninae, Th.longiflorus, Th.baeticus, Th.moroderi. Обзор литературных сведений показал, что зарубежными и отечественными исследователями накоплен весьма значительный опыт в изучении ЭМ тимьянов, особенно в последние десятилетия в силу совершенствования методов химического анализа, таких как газожидкостная хроматография, хромато масс спектрометрия и пр.. Для получения нативных эфирных масел тимьянов используются общепризнанные классические методы: паровая, водно паровая перегонка, метод Клевенджера . Способ получения ЭМ влияет на полноту и представленность тех или иных компонентов в его составе. Для определения компонентного состава ЭМ первоначально использовался метод тонкослойной хроматографии . Однако этим методом невозможно достоверно выявить все компоненты. В последние годы используются методы газожидкостной хроматографии и хромато масс спектрометрии, которые позволяет идентифицировать все компоненты, даже находящиеся, в следовых количествах . Химический состав сырья и ЭМ) тимьянов, произрастающих на территории России и стран, бывшего СССР, исследовались, в отдельных регионах: в. Литве — Thymus pulegioides ; на Кавказе Th.collinus, Th.transcaucasicus, Th.kotschyanus, Th.fedtschenko Th.nummularis, Th. pastoralis, Th. dagestanicus , в Крыму , в Сибири Th. Marchallianus , Th.serpyllum ; на Алтае Th. Serpyllum , в Забайкалье — Th.baikalensis . В этих работах внимание исследователей обращено на показатели выхода ЭМ и идентификацию отдельных компонентов. В противоположность этому в работах иностранных исследователей изучение ЭМ тимьянов направлено не только на содержание и качественный состав ЭМ, но и на причины этого явления; на изучение содержания тех или, иных, компонентов в зависимости от генетической структуры популяции, эдафических факторов и антропогенного воздействия. Явление полихимизма; в ЭМ тимьянов и его причины широко дискутируется среди биохимиков, генетиков и экологов.
Первоначально у исследователей преобладала точка, зрения 1 таксон = 1 тип ЭМ. В дальнейшем с развитием методов, химического анализа, развитием хроматографии, усовершенствованием приборов, стало возможным исследовать множество образцов, сравнивать их, анализировать друг с другом. Было проверено большое количество материала и проб, оказалось, что ЭМ действительно может быть разным, его состав динамичен и даже в составе одной популяции можно выделить особи с разным биосинтезом терпеноидов. Все это привело к мысли о чрезвычайном полиморфизме этой группы, причины которой с трудом находили свое объяснение. Некоторые исследователи объясняли это индивидуальными особенностями биосинтеза. У фармакопейного вида Th.vulgaris обнаружены 7 хемотипов, где основными компонентами ЭМ были гераниол, линалоол, а терпенеол, туйон 4, терпенеол 4, тимол и карвакрол. Седьмой компонент 1,8 цинеол обнаружен у растений, растущих в Испании. Было отмечено, что в одних и тех же природных популяциях могут встречаться одновременно растения разных хемотипов. Какой либо корреляции между морфолого-анатомическими признаками и хемотипом не установлено.
Долгое время были непонятны причины, почему в одних и тех же экологических условиях существуют разные хемотипы. Впоследствии экологами была обнаружена закономерность преобладания определенных хемотипов от аридности экотопа: в направлении от сухих до увлажненных местообитаний хемотипы меняются от фенольных (тимол, карвакрол), через линалоол, туйон 4 и завершают а терпенеол. Была продемонстрирована связь между химическим полиморфизмом, гинодиэцией и окружающей средой. В популяциях, произрастающих в стабильных и ксерофитных условиях, преобладают обоеполые особи с тимольно карвакрольным хемотипом. В более экстремальных условиях среды селекция по генотипу может идти за счет женских особей и облигатного перекрестного опыления. В этом случае в потомстве появляются особи с целым спектром хемотипов. С развитием генетических исследований стало возможным понять глубинные механизмы биохимического разнообразия ЭМ в природных популяциях. Было установлено, что у тимьянов биосинтез компонентов детерминирован работой нескольких генных локусов. Помимо этого у тимьянов раскрыт механизм мужской стерильности. Контролируемый генетической программой химический полиморфизм ЭМ является частью адаптационных процессов, которые позволяют растению выжить под влиянием условий среды.
Влияние условий обитания на образование эфирных масел. Накопление и компонентный состав эфирного масла зависят от множества факторов: природно климатических условий мест произрастания или выращивания растений (высота над уровнем моря, широта, тип и химизм почв, характер увлажнения, условия агротехники; применяемые удобрения) , стадии вегетации на момент сбора растений , условий сушки и хранения сырья . Установлена зависимость содержания ЭМ тимьянов от принадлежности к различным экологическим группам на примере кавказских видов. Выяснилось, что содержание эфирного масла у мезоксерофитов в целом несколько ниже, чем у ксерофитов.
Содержание эфирного масла в связи с онтогенезом растений Выход и компонентный состав ЭМ в течение вегетации может сильно изменяться, что было замечено в работах многих исследователей . Динамика накопления у разных видов оказывается далеко не одинаковой. Обычно максимальное содержание наблюдается во время цветения, реже в период бутонизации, а иногда — до появления бутонов . Сезонные колебания могут быть весьма резкими или носить более плавный характер. Многими исследователями подмечено, что максимум в накоплении ЭМ связан с пиком ростовых процессов . Эфирное масло, полученное от молодых растений тимьяна, содержит в своем составе больше монотерпеновых фенолов (тимол, карвакрол); в то время как старые растения накапливают в составе ЭМ кислородсодержащие монотерпены (линалоол, борнеол), сесквитерпены (Р кариофиллен) и их производные. Различные изменения в содержании ЭМ у разных растений в онтогенезе Г.В. Пигулевский (1948) объяснял систематическим положением отдельных таксонов.
Биологическое значение ЭМ. До сих пор вопрос о роли эфирных масел в растениях является результатом широкой научной полемики . Существует ряд гипотез, что ЭМ служат для защиты растений от вредителей и поедания животными; для привлечения насекомых опылителей; для регуляции транспирации и др. . Некоторые авторы полагают, что ЭМ могут играть роль запасных веществ, способных передвигаться в пределах растения, а также что ЭМ простые экскреты, ненужные балластные вещества. Синтез компонентов ЭМ контролируется ферментами, направленность образования которых запрограммирована в молекулярной структуре ДЬЖ. Компоненты ЭМ являются либо исходными продуктами образования многих биологически активных веществ, либо промежуточными продуктами на пути их биосинтеза .
Поможем написать любую работу на аналогичную тему