Chemical variability of common skullcap (Scutellaria galericulata L.) wild growing in the area of eastern Poland

• Autorzy: Kosakowska O. , Baczek K. , Przybyl J.L. , Pioro-Jabrucka E. , Weglarz Z.

Warianty tytułu

PL

Zróżnicowanie chemiczne tarczycy pospolitej (Scutellaria galericulata l.) dzikorosnącej na terenie wschodniej Polski

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Introduction. In the group of plants revealing adaptogenic activity, species belonging to Scutellaria genus are considered to be the most important ones. Common skullcap (Scutellaria galericulata L.) is less known species from this genus, growing wild in Poland in wet habitats. Its herb has been used in the past as a sedative and diuretic agent. Objective. The aim of the study was to determine the variability of common skullcap in terms of the accumulation of flavonoids in the herb. Methods. The objects of the study were 17 common skullcap populations growing wild in eastern Poland. At each natural site, the list of main flowering plant species was carried out, according to Braun-Blanquet scale of plant abundance. The total content of flavonoids was determined according to EP 8th. The analysis of flavonoids was carried out using HPLC, Shimadzu chromatograph. Results. The total content of flavonoids ranged from 0.21 to 0.50% dry matter (DM). Using HPLC, eight compounds were identified within the group, with chrysin-7-O-glucuronide (30.91–589.27 mg × 100 g-1 DM), baicalin (61.90–482.93 mg × 100 g-1 DM) and scutellarin (43.77–213.54 mg × 100 g-1 DM) as dominants. Chrysin was the compound which in the highest degree differentiated investigated populations (CV=0.77). Conclusion. Obtained results indicate that investigated common skullcap populations differed in terms of the total content of flavonoids as well as the content of indentified flavonoids in the herb. However, there was no clear relationship between geographical localization of populations and the content of identified flavonoids in raw material.

PL

Wstęp. Wśród roślin wykazujących właściwości adaptogenne, gatunki należące do rodzaju Scutellaria uważane są za jedne z najważniejszych. Tarczyca pospolita (Scutellaria galericulata L.) jest mniej znanym gatunkiem z tego rodzaju, występującym w Polsce na siedliskach podmokłych. Ziele tej rośliny stosowano w medycynie ludowej jako środek uspokajający i moczopędny. Cel. Celem pracy było określenie zakresu zróżnicowania wewnątrzgatunkowego tarczycy pospolitej (Scutellaria galericulata L.) pod kątem gromadzenia się związków flawonoidowych w zielu. Metody. Obiekt badań stanowiło 17 dziko rosnących populacji występujących na terenie wschodniej Polski. Na każdym stanowisku wykonano spis florystyczny głównych roślin kwiatowych, z uwzględnieniem ich ilościowości według skali Braun-Blanqueta. Ogólną zawartość flawonoidów oznaczono według Farmakopei Europejskiej 8. Analizę HPLC flawonoidów przeprowadzono przy użyciu chromatografu firmy Shimadzu. Wyniki. Ogólna zawartość flawonoidów wahała się od 0,21 do 0,50% suchej masy (s.m.) w przeliczeniu na kwercetynę. Wśród 8 związków czynnych zidentyfikowanych przy użyciu HPLC w największej ilości występowały: 7-O glukuronid chryzyny (30,91–589,27 mg × 100 g-1 s.m.), bajkalina (61,90–482,93 mg × 100 g-1 s.m.) i skutelaryna (43,77–213,54 mg × 100 g-1 s.m.). Związkiem różnicującym badane populacje w najwyższym stopniu była chryzyna (CV=0,77). Wnioski. Otrzymane wyniki wskazują, że badane populacje tarczycy pospolitej różniły się zarówno pod względem ogólnej zawartości flawonoidów, jak i poziomu oznaczonych związków z tej grupy. Nie stwierdzono jednak wyraźnej zależności pomiędzy położeniem geograficznym badanych populacji a zawartością zidentyfikowanych związków w surowcu.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Herba Polonica
• Rocznik: 2016
• Tom: 62
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.7-19,fig.,ref.

Twórcy

autor

Kosakowska O.

• Laboratory of New Herbal Products, Department of Vegetable and Medicinal Plants, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

autor

Baczek K.

• Laboratory of New Herbal Products, Department of Vegetable and Medicinal Plants, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

autor

Przybyl J.L.

• Laboratory of New Herbal Products, Department of Vegetable and Medicinal Plants, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

autor

Pioro-Jabrucka E.

• Laboratory of New Herbal Products, Department of Vegetable and Medicinal Plants, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

autor

Weglarz Z.

• Laboratory of New Herbal Products, Department of Vegetable and Medicinal Plants, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Shang X, He X, Li M, Zhang R, Fan P. The genus Scutellaria an ethnopharmacological and phytochemical review. J Ethnopharm 2010; 128:279-313. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jep.2010.01.006
• 2. Awad R, Arnason JT, Trudeau V, Bergeron C, Budzinski JW, Foster BC et al. Phytochemical and biological analysis of skullcap (Scutellaria lateriflora L.): a medicinal plant with anxiolytic properties. Phytomed 2003; 10:640-649. doi: http://dx.doi.org/0944-7113/03/10/08-640
• 3. Chan BCL, Margaret I, Clara BS, Claude J, Carine G, Marc L et al. Synergistic effects of baicalein with ciprofloxacin against NorA over-expressed methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and inhibition of MRSA pyruvate kinase. J Ethnopharm 2011; 137:767-773. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jep.2011.06.039
• 4. Gao ZH, Huang KX, Yang XL, Xu HB. Free radical scavenging and antioxidant activities of flavonoids extracted from the radix of Scutellaria baicalensis Georgi. Biochim Biophys Acta 1999; 1472:643-650. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0304-4165(99)00152-X
• 5. Huang WH, Lee AR, Yang CH. Antioxidative and antiinflammatory activities of polyhydroxyflavonoids of Scutellaria baicalensis Georgi. Biosci Biotechnol Biochem 2006; 70:2371-2380. doi: http://dx.doi.org/0.1271/bbb.50698
• 6. Woo KJ, Lim JH, Suh SI, Kwon YK, Shin SW, Kim SC et al. Differential inhibitory effects of baicalein and baicalin on LPS-induced cyclooxygenase-2 expression through inhibition of C/EBP DNA binding activity.Immunobiol 2006; 211:359-368. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.imbio.2006.02.002
• 7. Wang M, Franz G. The role of the European Pharmacopoeia (Ph Eur) in quality control of traditional Chinese herbal medicine in European member states. WJTCM 2015; 1:5-15. doi: http://dx.doi.org/10.15806/j.issn.2311-8571.2014.0021
• 8. Yin XL, Zhou JB, Jie CF, Xing DM, Zhang Y. Anticancer activity and mechanism of Scutellaria barbata extract on human lung cancer cell line A549. Life Sci 2004; 75: 2233.
• 9. Goh D, Lee YH, Ong ES. Inhibitory effects of a chemically standardized extract from Scutellaria barbata in human colon cancer cell lines. J Agr Food Chem 2005; 53:8197-8204. doi: http://dx.doi.org/10.1021/jf051506
• 10. Lee TK, Lee YJ, Kim DI, Kim HM, Chang YC, Kim CH. Pharmacological activity in growth inhibition and apoptosis of cultured human leiomyomal cells of tropical plant Scutellaria barbata Don (Lamiaceae). Environm Toxicol Pharmacol 2006; 21:70-79.
• 11. Makino T, Hishida A, Goda Y, Mizukami H. Comparison of the major flavonoid content of S. baicalensis, S. lateriflora and their commercial products. J Nat Med 2008; 62:294-299. doi: http://dx.doi.org/10.1007/s11418-008-0230-7
• 12. Zhang ZZ, Lian XY, Li SY, Stringer JL. Characterization of chemical ingredients and anticonvulsant activity of American skullcap (Scutellaria lateriflora). Phytomed 2009; 16:485-493. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.phymed.2008.07.011
• 13. Malikov VM, Yuledashev MP. Phenolic compounds of plants of the Scutellaria L. genus: distribution, structure, and properties. Chem Nat Comp 2002; 38:358-406. doi: http://dx.doi.org/0009-3130/02/3805-0473$27.00
• 14. Olennikov DN, Chirikova NK, Tankhaeva LM. Phenolic compounds of Scutellaria baicalensis Georgi. Russian J Bioorg Chem 2010; 36:816-824. doi: http://dx.doi.org/10.1134/S1068162010070046
• 15. Islam N, Downey S, Carl N. Comparative analysis of bioactive phytochemicals from Scutellaria baicalensis, Scutellaria lateriflora, Scutellaria racemosa, Scutellaria tomentosa and Scutellaria wrightii by LC-DAD-MS. Metabolomics 2010; 7:446-453. http://dx.doi.org/10.1007/s11306-010-0269-9
• 16. Li ZP, Wei HQ. Chemical compounds of the genus Scutellaria. Phytomed 1994; 9:47
• 17. Wysocki C, Sikorski P. Fitosocjologia stosowana. Wydawnictwo SGGW, Warszawa 2002.
• 18. Faliński JB, Ćwikliński E, Głowacki Z. Atlas Geobotaniczny Doliny Bugu. Supplementum Cartographiae Geobotanicae 12. Białowieska Stacja Geobotaniczna UW, Białowieża 2000.
• 19. Zając A, Zając M. Atlas rozmieszczenia roślin naczyniowych w Polsce. Pracownia Chorologii Komputerowej Instytutu Botaniki Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 2001.
• 20. Witkowska-Żuk L. Atlas roślinności lasów. Multico Oficyna Wydawnicza, Warszawa 2008.
• 21. Matuszkiewicz W. Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011.
• 22. Zgórka G. Retention behavior of silica-bonded and novel polymeric reversed-phase sorbents in studies on flavones as chemotaxonomic markers of Scutellaria L. genus. J Chromatogr A 2006; 1120:230-236. http://dx.doi.org/10.1016/j.chroma.2005.11.109
• 23. Popova T, Pakaln D, Litvinenko V. The flavonoids of Scutellaria galericulata L. Chem Nat Comp 1975; 11:106-107.
• 24. Wolfson P, Hoffmann DL. An investigation into the efficacy of Scutellaria lateriflora in healthy volunteers. Alter Ther Health Med 2003; 9:74-78.
• 25. European Pharmacopoeia 8th ed. European Directorate for the Quality of Medicines and Health Care (EDQM), Council of Europe, Strasbourg 2008.
• 26. Bacieczko W. Scutellaria altissima L. (Lamiaceae) holoagriofitem w fitocenozach leśnych na Pomorzu Zachodnim. In: Kącki Z., Stefańska-Krzaczek E (red.), Synantropizacja w dobie zmian różnorodności biologicznej. Acta Bot Siles 2011; 6:229-238
• 27. Mirek Z, Zarzycki K, Wojewoda W, Szeląg Z. Czerwona lista roślin i grzybów Polski. Instytut Botaniki im. W. Szafera PAN, Kraków 2006.
• 28. Rutkowski L. Klucz do oznaczania roślin naczyniowych Polski niżowej. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.
• 29. Jackowiak B, Celka Z, Chmiel J, Latowski K, Żukowski W. Red list of vascular flora of Wielkopolska (Poland). Biodiv Res Conserv 2007; 5-8:95-127.
• 30. Tang W, Eisenbrand G. Chinese drugs of plants origin. Springer Verlag, New York 1992.
• 31. Canter PH, Thomas H, Ernst E. Bringing medicinal plants into cultivation: opportunities and challenges for biotechnology. Trend Biotechnol 2005; 23:180-185. http://dx.doi.org/10.1016/j.tibtech.2005.02.002
• 32. Wolfman C, Haydeé V, Paladini A, Dajas F, Medina JF. Possible anxiolytic effects of chrysin, a central benzodiazepine receptor ligand isolated from Passiflora coerulea. Pharmacol Biochem Behav 1994; 47:1-4. http://dx.doi.org/10.1016/0091-3057(94)90103-1
• 33. Brown E, Hurd NS, McCall S, Ceremuga TE. Evaluation of the anxiolytic effects of chrysin, a Passiflora incarnata extract, in the laboratory rat. AANA J 2007; 75:333-337.
• 34. Medina JH, Paladini AC, Wolfman C, de Stein ML, Calvo D, Diaz LE. Chrysin (5,7-di-OH-flavone), a naturally-occurring ligand for benzodiazepine receptors, with anticonvulsant properties. Biochem Pharmacol 1990; 40:2227-2231. doi: http://dx.doi.org/10.1016/0006-2952(90)90716-X
• 35. Villar IC, Jiménez Galisteo M, Garcia-Saura MF, Zarzuelo A, Duarte J. Effects of chronic chrysin treatment in spontaneously hypertensive rats. Planta Med 2002; 68:847-850. doi: http://dx.doi.org/ 10.1055/s-2002-34400
• 36. Lin LL, Liu AJ, Liu JG, Yu XH, Qin LP, Su DF. Protective effects of scutellarin and breviscapine on brain and heart ischemia in rats. J Cardiovasc Pharmacol 2007; 50:327-32. doi: http://dx.doi.org/10.1097/fjc.0b013e3180cbd0e7
• 37. Liu H, Yang X, Tang R, Liu J, Xu H. Effect of scutellarin on nitric oxide production in early stages of neuron damage induced by hydrogen peroxide. Pharmacol Res 2005; 51:205-210. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.phrs.2004.09.001
• 38. Kim DH, Kim HK, Park S, Kim JY, Zou Y, Cho KH et al. Short-term feeding of baicalin inhibits ageassociated NF-B activation. Mech Ageing Dev 2006; 127:719-725
• 39. Heo H, Shin YS, Cho WH, Choi YS, Kim H, Kwon YK. Memory improvement in ibotenic acid induced model rats by extracts of Scutellaria baicalensis. J Ethnopharmacol 2009; 122:20-27. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jep.2008.11.026
• 40. Zhang GH, Wang Q, Chen JJ, Zhang XM, Tam SC, Zheng YT. The anti-HIV-1 effect of scutellarin. Biochem Biophys Res Commun 2005; 334:812-816. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrc.2005.06.166
• 41. Shieh D, Liu L, Lin C. Antioxidant and free radical scavenging effects of baicalein, baicalin and wogonin. Anticancer Res 1999; 20:2861-2865
• 42. Liu I, Durham D. Baicalin synergy with β-lactam antibiotics against methicillin-resistant Staphylococcus aureus and other β-lactam-resistant strains of S. aureus. J Pharm Pharmacol 2000; 52:361-366.
• 43. Novy P, Urban J, Leuner O, Vadlejch J, Kokoska L. In vitro synergistic effects of baicalin with oxytetracycline and tetracycline against Staphylococcus aureus. J Antimicrob Chem 2011; 66:1298-1300. doi: http://dx.doi.org/10.1093/jac/dkr108
• 44. Khoo BY, Chua SL, Balaram P. Apoptotic effects of chrysin in human cancer cell lines. Int J Mol Sci 2010; 11:2188-2199. doi: http://dx.doi.org/10.3390/ijms11052188
• 45. Du Q, Gu X, Cai J, Huang M, Su M. Chrysin attenuates allergic airway inflammation by modulating the transcription factors T-bet and GATA-3 in mice. Mol Med Rep 2012; 6:100-104. doi: http://dx.doi.org/10.3892/mmr.2012.893
• 46. Cushnie T, Lamb A. Antimicrobial activity of flavonoids. Int J Antimicrob Agents 2005; 26:343-356. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2005.09.002
• 47. Gresa-Arribas N, Serratosa J, Saura J, Solã C. Inhibition of CCAAT/enhancer binding protein expression by chrysin in microglial cells results in anti-inflammatory and neuroprotective effects. J Neurochem 2010; 115:526-536. doi: http://dx.doi.org/10.1111/j.1471-4159.2010.06952.x
• 48. Lee SW, Song GS, Kwon CH, Kim YK. Beneficial effect of flavonoid baicalein in cisplatin-induced cell death of human glioma cells. Neurosci Let 2005; 382:71-75. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.neulet.2005.03.005
• 49. Chen YH, Yang ZS, Wen CC, Chang YS, Wang BC, Hsiao CA. Evaluation of the structure-activity relationship of flavonoids as antioxidants and toxicants of zebrafish larvae. Food Chem 2012; 134:717-724. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.02.166

Identyfikatory

DOI

10.1515/hepo-2016-0013