ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ШЛЕМНИКА БАЙКАЛЬСКОГО (SCUTELLARIA BAICALENSIS GEORGI) Д.Н. Оленников, Н.К. Чирикова, Л.М. Танхаева Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, ул. Сахьяновой, 6,Улан-Удэ (Россия)

В обзоре приводится информация о фенольных соединениях шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi, сем. Lamiaceae). Представлены структуры 125 соединений, а также дана информация об их распределении в надземной и подземной частях растения и культуре ткани корня. Обобщены сведения о применении методов ТСХ и ВЭЖХ для разделения основных компонентов Scutellaria baicalensis.

Химический состав растений рода Scutellaria L. разнообразен, и к настоящему времени из видов данного рода выделены производные фенилэтилового спирта, фенолокислоты, иридоиды, клероданы, стероиды и тритерпеновые соединения, карденолиды, кумарины, дубильные вещества, эфирные масла и флавоноиды [1]. Среди перечисленного разнообразия классов природных соединений особо следует выделить группу фенольных соединений, причинами чего являются их аномально высокое содержание и значительное структурное разнообразие.

Фенольные соединения Scutellaria представлены флавонами, флаванонами, флавонолами, фенилпропаноидами, халконами, изофлавонами, бифлавонами и лигнофлавоноидами. Биологическая активность фенольных соединений Scutellaria обусловила непрекращающийся интерес к этой теме и возрастающее число научных публикаций. В мировой литературе накоплен огромный фактический материал по выделению, идентификации, установлению строения и биологической активности фенольных соединений различных видов Scutellaria L.

Согласно сведениям В.М. Маликова и М.П. Юлдашева, к настоящему времени исследованы фенольные соединения 65 видов рода Scutellaria L., из которых выделено и идентифицировано более двухсот соединений [2].
Флавоны по своему распространению в Scutellaria L. занимают ведущее место среди фенолов, из которых наиболее часто встречаются байкалин, хризин, вогонин, скутелляреин, ороксилин, апигенин, лютеолин.
История изучения флавоноидов S. baicalensis начинается с 1923 г., когда Shibata с соавторами выделил и охарактеризовал байкалин из корней данного растения [3]. Как показывает анализ научной информации, к настоящему времени в данном виде обнаружено 125 соединений фенольной природы.
Из S. baicalensis выделено 81 производное флавона: 55 агликонов и 26 гликозидов, среди которых четыре С-гликозида (табл. 1). По характеру замещения основного скелета флавона все соединения можно разбить на 5 групп: ди-, три-, тетра-, пента- и гексазамещенные.
Дизамещенные флавоны представлены 5,7-замещенным хризином и его двумя гликозидами. Тризамещенные флавоны – вторая по объему группа, делится на четыре типа: байкалеина (5,6,7), норвогонина
(5,7,8), 2′-оксихризина (5,7,2′) и апигенина (5,7,4′). Группа тетразамещенных флавонов самая объемная (30 соединений).

Флавоны S. baicalensis, как и всего рода и семейства Lamiaceae, отличаются наличием 2′-метилированных и гликозидированных производных, которые относятся к группе редких дериватов флавона. По мнению Ø.M. Andersen и K.R. Markham [22], эти соединения являются характеристическими хемотаксономическими признаками на уровне как рода Scutellaria L., так и семейства Lamiaceae в целом. Следует особо отметить присутствие 2′,6′-гидроксилированных, метоксилированных и гликозидированных флавонов, а также редких соединений с 3′- и 5′-замещением в S. baicalensis.

Углеводная часть О-гликозидов S. baicalensis представлена глюкуроновой кислотой (13 соединений), глюкозой (9 соединений), рутинозой (1 соединение). Урониды – это тоже особенность флавоноидов
Scutellaria L. 4 выделенных С-гликозида являются производными хризина, представлены 6-С- и 8-С-глюкозидом, 6-С-глюкозид-8-С-арабинозидом и 6-С-арабинозидом-8-С-глюкозидом.
При сравнении состава флавонов надземной и подземной частей растения наблюдается большее структурное разнообразие соединений, выделенных из корней S. baicalensis, – 67 веществ; из надземной части
выделено 14 веществ.
В надземной части S. baicalensis обнаружены производные хризина, апигенина, скутелляреина, изоскутелляреина и лютеолина, относящиеся к 6 типам замещения флавоновой структуры. Лютеолин, апигенин и
их глюкурониды, а также гиполаетин обнаружены только в надземной части растения.
Следующий по многообразию класс флавоноидов, встречающихся в растениях рода Scutellaria, – это флаваноны. Из 19 видов этого рода выделено 48 соединений, причем в S. baicalensis обнаружен 21 представитель данного класса флавоноидов – производные ди-, три-, тетра- и пентазамещенного флаванона (табл. 2). Наиболее
крупными являются типы дигидробайкалеина (5,6,7), дигидроскутелляреина (5,6,7,4′) и эриодиктиола (5,7,3′,4′).
При сравнении структурного многообразия флавонов и флаванонов заметна тенденция к сохранению определенных типов замещения, представители которых составляют в количественном содержании доминирующие соединения: 5,7-, 5,6,7-, 5,7,8-, 5,7,4′-, 5,6,7,4′, 5,7,8,2′ и 5,7,3′,4′.

Необходимо заметить, что при переходе к дигидроструктуре в числе пентазамещенных соединений появляется единственная структура флавононолового типа с 3-гидроксилированным углеродом кольца С –(2R, 3R)-3,5,7,2′,6′-пентагидроксифлаванон, биосинтетически связанная с тетра-предшественником – (2S)-5,7,2′,6′-тетрагидроксифлаваноном.
Среди других соединений фенольной природы в корнях S. baicalensis обнаружены представители флавонолов – кверцетин, рутин, висцидулин I и его 2′-О-глюкозид [2], халконов – 2,6,2′,4′-тетрагидрокси-6′-метоксихалкон [13], изофлавонов – дайдзеин, дайдзин, пуэрарин и формононетин, лигнофлавоноидов – гедиотол С 4′′-О-глюкозид и гедиотол D 4′′-О-глюкозид [2], фенилпропаноидов – 2-(3-гидрокси-4-метокси-фенилэтил)-1-О-рамнозил-(4-О-ферулоил)-глюкозид [8], актеозид, лейкоцепозид А, эритро-гваяцил-глицерол-β-сирингарезинолового эфира 4′′-О-глюкозид [2] (табл. 3). В надземной части ни одно из упомянутых соединений пока не найдено.

G. Zgorka и A. Hajnos [21] исследован состав фенольных кислот S. baicalensis: в надземной части обнаружены протокатеховая, п-гидроксибензойная, ванилиновая, кофейная, п-кумаровая и феруловая кислоты, в корнях выявлено присутствие п-гидроксибензойной и феруловой кислот.
T. Tani с соавторами [23] в ходе изучения распределения флавонов S. baicalensis в разных частях растения установлено, что гликозиды (байкалин, вогонозид) концентрируются в основном во флоэме и ксилеме корня, а агликоны (байкалеин, вогонин) – в перидерме корня. Кроме того, следует отметить, что в листьях и цветках сырья, выращенного в Китае, Корее и Японии, отсутствуют байкалин и байкалеин. В более поздней
работе [21] по исследованию S. baicalensis из Польши оба соединения обнаружены в надземной части в концентрациях 0,12 и 0,02% соответственно для байкалина и байкалеина.
Общее содержание флавоноидов в корнях S. baicalensis составляет 21,33–22,82% (Украина) [1], 5,19–9,53% (Гонг-Конг), 8,11–23,14% (Япония) [14], 12,70–15,10% (Корея), 9,93–12,07% (Китай) [23], в надземной части –10,27–12,15% (Украина) [24]. Доминирующими соединениями подземных органов являются байкалин, содержание которого может достигать до 90% от общего содержания флавоноидов, вогонин, вогонозид, реже встречаются популяции с преобладанием байкалеина (Гонг-Конг, Япония) [14, 23]. Главные флавоноидные компоненты
надземной части – скутеллярин, дигидроскутеллярин, глюкурониды апигенина и лютеолина [24].
С 80-х гг. XX в. проводятся исследования культуры ткани корня S. baicalensis и изучается ее химический состав. В результате обнаружено присутствие 22 соединений, среди которых 17 флавонов (табл. 1) и 5 фенилпропаноидов (мартинозид, лейкоцепозид А, актеозид, 4-гидрокси-β-фенилэтил-глюкозид и 2-(3-гидрокси-4-метоксифенилэтил)-1-О-рамнозил-(4-О-ферулоил)-глюкозид [17–20]); наличие флаванонов до сих пор не выявлено. Четыре вещества – 5,7,6'-тригидроксифлавон 2'-О-гликозид, висцидулин II 2'-О-гликозид, 5-гидрокси-7,8,6'-триметоксифлавон 2'-О-глюкуронид и 5,2'-дигидрокси-6,7,8,3'-тетраметоксифлавон – в исходном растении не найдены. Основными среди фенольных соединений культуры ткани корня являются байкалин [18, 19, 48] и актеозид [20].
Основными аналитическими методами, используемыми для качественного и количественного анализа сырья и препаратов S. baicalensis, являются ТСХ и ВЭЖХ. В таблицах 4 и 5 представлены условия разделения наиболее часто используемых вариантов анализа. Кроме упомянутых методов, в исследованиях S. baicalensis находят применение электромиграционные (капиллярный электрофорез, мицелярная электрокинетическая капиллярная хроматография) и комбинированные методы (ВЭЖХ-МС и ГЖХ-МС) [49].

Список литературы
1. Гольдберг Е.Д., Дыгай А.М., Литвиненко В.И., Попова Т.П., Суслов Н.И. Шлемник байкальский. Фитохимия и фармакологические свойства. Томск, 1994. 222 с.
2. Маликов В.М., Юлдашев М.П. Фенольные соединения растений рода Scutellaria L. Распространение, строение и свойства // Химия природных соединений. 2002. №4. С. 299–324; №5. С. 385–409.
3. Shibata K., Hattoris S. Uber den ort der glucuronsaureverbindung in baikalin // Acta Phytochimica (Tokyo). 1930. V.5. P. 117–118.
4. Попова Т.П., Литвиненко В.И., Ковалев И.П. Флавоны корней Scutellaria baicalensis // Химия природных соединений. 1973. №6. С. 729–733.
5. Takido M., Aimi M., Takahashi S. et al. Studies on the constituents in the water extracts of crude drugs. I. On the roots of Scutellaria baicalensis Georgi (Wogon) // Yakugaku Zasshi. 1975. V. 95. P. 108–113.
6. Takido M., Aimi M., Yamanouchi S. et al. Studies on the constituents in the water extracts of crude drugs. II. On the leaves of Scutellaria baicalensis Georgi (Wogon) // Yakugaku Zasshi. 1976. V. 96. P. 381–383.
7. Takagi S., Yamaki M., Inoue K. Studies on the water-soluble constituents of the roots of Scutellaria baicalensis Georgi (Wogon) // Yakugaku Zasshi. 1980. V. 100. P. 1220–1224.
8. Takagi S., Yamaki M., Inoue K. Studies on the minor constituents of the roots of Scutellaria baicalensis Georgi (Wogon) // Yakugaku Zasshi. 1981. V. 101. P. 899–903.
9. Takagi S., Yamaki M., Inoue K. Flavone di-C-glycosides from Scutellaria baicalensis // Phytochemistry. 1981. V. 20.P. 2443–2444.
10. Tomimori T., Miyaichi Y., Kizu H. On the flavonoid constituents from the roots of Scutellaria baicalensis Georgi (1) // Yakugaku Zasshi. 1982. V. 102. P. 388–391.
11. Tomimori T., Miyaichi Y., Imoto Y. et al. Studies on the constituents of Scutellaria species. II. On the flavonoid constituents from the roots of Scutellaria baicalensis Georgi (2) // Yakugaku Zasshi. 1983. V. 103. P. 607–611.
12. Tomimori T., Miyaichi Y., Imoto Y. et al. Studies on the constituents of Scutellaria species. III. On the flavonoid constituents from the roots of Scutellaria baicalensis Georgi (3) // Yakugaku Zasshi. 1984. V. 104. P. 524–528.
13. Tomimori T., Miyaichi Y., Imoto Y. et al. Studies on the constituents of Scutellaria species. IV. On the flavonoid constituents from the roots of Scutellaria baicalensis Georgi (4) // Yakugaku Zasshi. 1984. V. 104. P. 529–534.
14. Tomimori T., Jin H., Miyaichi Y. et al. Studies on the constituents of Scutellaria species. VI. On the flavonoid constituents from the roots of Scutellaria baicalensis Georgi (5). Quantitative analysis of flavonoids in Scutellaria roots by HPLC // Yakugaku Zasshi. 1985. V. 105. P. 148–155.
15. Zhang Y.-Y., Guo Y.-Z., Onda M. et al. Four flavonoids from Scutellaria baicalensis // Phytochemistry. 1994. V. 35.P. 511–514.
16. Ishimaru K., Nishikawa K., Omoto T. et al. Two flavone 2'-glycosides from Scutellaria baicalensis // Phytochemistry.1995. V. 40. P. 279–281.
17. Yamamoto H., Chatani N., Kitayama A., Tomimori T. Flavonoid production in Scutellaria baicalensis callus culture // Plant Cell Tissue Organ Culture. 1986. V. 5. P. 219–222.
18. Seo W.T., Park Y.H., Choe T.B. Identification and production of flavonoids in a cell suspension culture of Scutellaria baicalensis // Plant Cell Reports. 1993. V. 12. P. 414–417.
19. Zhou Y., Hirotani M., Yoshikawa T., Furuya T. Flavonoids and phenylethanoids from hairy root culture of Scutellaria baicalensis // Phytochemistry. 1997. V. 44. P. 83–87.
20. Nishikawa K., Furukawa H., Fujioka T. et al. Flavone production in transformed root culture of Scutellaria baicalensis Georgi // Phytochemistry. 1999. V. 52. P. 885–890.
21. Zgorka G., Hajnos A. The application of solid-phase extraction and reversed phase HPLC for simultaneous isolation and determination of plant flavonoids and phenolic acids // Chromatographia. 2003. V. 57. S. 77–80.
22. Andersen Ø.M., Markham K.R. Flavonoids. Chemistry, biochemistry and application. Boca Raton – London – New York, 2006. 1197 p.
23. Tani T., Katsuki T., Kubo M., Arichi S. Histochemistry. VII. Flavones in Scutellariae radix // Chemical & Pharmaceutical
Bulletin. 1985. V. 33. P. 4894–4900.
24. Куцык А.В., Середа А.В., Попова Т.П., Рыбаченко А.И., Литвиненко В.И. Спектрофотометрическое определение флавоноидов в траве шлемника байкальского // Фармаком. 1998. №2. С.18–20.
25. Wang R., Chen D., Huang J. Study of the dosage form of Sijisanhuang capsules, radix et rhizoma Rhei, radix Scutellariae, etc. by thing-layer chromatography // Journal of China Traditional Patent Medicine. 1995. V. 17. №4. P. 1–3.
26. Zhou J., Mo C., Zhou X. Quality control of Libi soft capsules, radix Scutellariae, fructus Xantii, by thing-layer chromatography
// Journal of China Traditional Patent Medicine. 1995. V. 17. №5. P. 1–2.
27. Tang M., Shao L., Xie Y., Qi Zh. Study of Chinese medicine «901» anti influenza complex granule // China Journal of
Herbal Medicine. 1994. V. 25. P. 182–183.
28. Yan Y., Li D., Wu G. Determination of baicalin in Nuihiang Qingxin Wan by thing-layer chromatography // Journal of
China Traditional Patent Medicine. 1995. V. 20. №1. P. 33–34.
29. Chen H., Wang J., Wang L., Zhao X. Determination of baicalin in Shihuang antibiotic tablets by thing-layer chromatography
// China Journal of Hospital Pharmacy. 1993. V. 13. P. 262–264.
30. Chang Y., Lin Sh., Liu B. Determination of baicalin in Xiaoerqingfeizhike syrup by spectrophotometry // China Journal of Herbal Medicine. 1993. V. 24. P. 522–523.
31. Su Q., Ni Y., Mao R., Li X. Identification and determination of baicalin in Qubanjieyan capsules by thing-layer chromatography // Journal of China Traditional Patent Medicine. 2003. V. 25. P. 30–35.
32. Piao H., Lin J., Sun L. Study of quality standards for Lingyuangqingfei capsules // Journal of China Traditional Patent
Medicine. 2001. V. 23. №8. P. 566–569.
33. Lu J., Yu N., Ju K., Lin X., Zhao H. Study of quality standards for Juqin capsules // Journal of China Traditional Patent
Medicine. 2001. V. 23. №6. P. 404–407.
34. Zheng C., Ji L. Study of the quality standards of Taure Kesou granules // Journal of China Herb Medicine. 1996. V. 21.P. 348–350.
35. Chang Y., Luo G., Lu F., Luo W. Determination of emodin and baicalein in Fangfeng Tongsheng Wan by thing-layer
chromatography // Journal of China Pharmaceutical University. 1989. V. 20. P. 106–108.
36. Yu Sh., Liu X., Li S. Determination of baicalein content in Xiao Chaihu Tang oral liquid by thing-layer chromatography// Journal of China Herb Medicine. 1992. V. 23. P. 239–246.
37. Chen Y. The quality standard of Sauhuang capsules // Journal of China Traditional Patent Medicine. 2000. V. 22. №2.P. 125–128.
38. Ma H. Quality control of Sanhuang tablets // Journal of China Traditional Patent Medicine. 1998. V. 20. №12. P. 49.
39. Wu H., Jiang X., Chen X. Study of the extraction process of Huanglian Jiedu capsules by thing-layer chromatography //Journal of China Traditional Patent Medicine. 1998. V. 20. №11. P. 1–3.
40. Liu Zh., Zhang L., Zhang Q. et al. Comparison of the effect of ultrafiltration and precipitation of alcohol on the active
components of Aikecongji infusion // Journal of China Herb Medicine. 1998. V. 29. P. 451–453.
41. Zhang Zh., Li Q., Zhang L. Determination of scutellarin in Qingkailing injection by thing-layer chromatography //China Journal of Pharmaceutical Analysis. 1995. V. 15. P. 51–52.
42. Wang K., Tong Y., Song W. Identification of species of Scutellaria // China Journal of Pharmaceutical Analysis. 1993.
V. 13. P. 79–84.
43. Yan Y., Pei Y., Sui W. et al. Determination of baicalin in Niuhuang Qingfei powder by thing-layer chromatography //China. Journal of Shenyang University of Pharmacy. 1997. V. 14. P. 186–188.
44. Ni Y., Lin G., Lin X., Li X. Determination of scutellarin in Xingan pills by thing-layer chromatography // Journal of China Traditional Herbal Drugs. 2001. V. 32. P. 515–517.
45. Ge Z., Yu Q. Determination of scutellarin and chlorogenic acid in Yinhuang tablets by thing-layer chromatography //China Journal of Pharmaceutical Analysis. 1999. V. 19. P. 348–350.
46. Lin S.-J., Tseng H.-H., Wen K.-C., Suen T.-T. Determination of gentiopicroside, mangiferin, palmatin, berberine, baicalin,wogonin and glycyrrhizin in the traditional Chinese medicinal preparation Sann-Joong-Kuey-Jian-Tang by highperformance liquid chromatography // Journal of Chromatography A. 1996. V. 730. P. 17–23.
47. Kuzovkina I.N., Guseva A.V., Kovács D., Szöke É., Vdovichenko M.Yu. Flavones in genetically transformed Scutellaria baicalensis roots and introduction of ther synthesis by elicitation with methyl jasmonate // Russian Journal of Plant Physiology. 2005. V. 52. P. 77–82.
48. Kovács D., Kuzovkina I.N., Szöke É., Kursinszki L. HPLC determination of flavonoids in hairy-root culture of Scutellaria baicalensis Georgi // Cromatographia. 2004. V. 60. S. 81–85.
49. Li H.-B., Jiang Y., Chen F. Separation methods used for Scutellaria baicalensis active components // Journal of Chromatography B. 2004. V. 812. P. 277–290.
50. Комарова Е.Л., Эллер К.И., Власов А.М., Балусова А.С. Оценка подлинности растительных экстрактов как сырья для БАД. Scutellaria baicalensis Georgi – Шлемник байкальский // Рынок БАД. 2006. №1. С. 38–39.