Научное название спорыша – Polygonum aviculare L. (Polygonaceae) 1). Во флоре Северной Америки наблюдается 6 подвидов:
Кроме Polygonum aviculare подвид boreale, перечисленные выше подвиды перекрываются в распределении и демонстрируют комплексную интерградацию, что приводит к популяциям с промежуточными характеристиками 2). Поскольку идентификация на подвидном уровне затруднена, а источники либо редко сообщают о подвиде, либо идентификация может быть подозрительной, в этом обзоре синтезируется информация о спорыше на уровне вида.
Общее распространение: горец птичий является одним из самых распространенных трав в мире. Его широкое распространение связано с несколькими характеристиками растений, включая высокий генетический полиморфизм, высокую фенотипическую пластичность, обширное производство семян, множественные средства рассеивания семян, образование стойкого банка семян и аллелопатию (вредное влияние одного растения на другое). Спорыш является аборигенным растением для Европы 3) или Евразии. Вероятно, он появился в Северной Америке с приходом первых колонистов и был впервые собран в Канаде в 1821 году. Согласно одному из источников, растение было введено в качестве загрязнителя в сельскохозяйственных семенах. По состоянию на 2010 год, спорыш встречается во всех 50 Соединенных Штатах, хотя, по состоянию на 2010 год, База данных растений не сообщает о спорыше в Калифорнии. Тем не менее, несколько других источников сообщают о том, что это растение там встречается 4). База данных растений предоставляет карту распределения популяций спорыша в Канаде и Соединенных Штатах.
В следующих описаниях сообществ растений представлены местоположения, где может расти горец птичий, на основе информации, доступной в литературе, по состоянию на 2010 год. Поскольку горец птичий настолько широко распространен, он, вероятно, встречается в растительных сообществах, отличных от тех, которые обсуждаются здесь. Водно-болотные угодья или прибрежные растительные сообщества: популяция растений-протопластов встречается в растительных сообществах, связанных с водой, включая водно-болотные угодья, влажные луга, прибрежные или пойменные леса.
Доминантные деревья с густой кроной включали болотный белый дуб (Quercus bicolor), булотный дуб (Q. palustris), ликвидамбар (Liquidambar styraciflua) и красный клен. В Западной Вирджинии, спорыш встречается в прибрежных лесах, в которых доминирует платан западный, береза чёрная (Betula nigra), зелёный ясень (Fraxinus pennsylvanica) и серебряный клен (A. saccharinum) 6). Средний Запад: спорыш был редким видом в поймах и заводях вдоль реки Иллинойс, штат Иллинойс. В пойменных лесах, преобладали серебряный клен и тополь дельтовидный (Populus deltoides). В пойменных лесах присутствовали полуводные растения, в том числе полевичка (Eragrostis spp.), сыть вееровидная, ежовник обыкновенный (Echinochloa spp.), горец (Polygonum spp.) и леерсия рисовидная (Leersia spp.). В юго-восточном Миссури, горец птичий произрастал на влажной песчаной почве вдоль ручьев. На прибрежных лесах росли речная береза, тополь разнолистный (Populus heterophylla), ивы (Salix spp.) и платан западный.
Спорыш обычно считается однолетним растением 7), хотя некоторые источники сообщают о том, что оно многолетнее [44,70,116]. Спорыш имеет сильно изменчивую архитектуру, в зависимости от генетических и экологических факторов. В общем, спорыш представляет собой поверхностное растение, при этом подстилки достигают диаметра 10-122 см. Горец птичий достигает длины от 6 до 200 см. Листья очередные и различаются по размеру и форме, но обычно яйцевидные. Соцветия – аксиллярные с 2-6 цветами. Цветы бисексуальны. Растительные плоды спорыша – односемянные орехи 8). Семена – это семянки длиной от 1,7 до 4,0 мм. Спорыш имеет стержневый корень. Стержневые корни зрелых спорышей в аллювиальной почве достигали глубины 70 см. Плотные горизонтальные вторичные корни были распределены в верхнем грунте на глубине 15-25 см. На песчаных дюнах в пустынях Национального парка Долина Смерти, стержневые корни спорыша проникают в почву примерно на 15 см, а корни очень мало распространяются по бокам (приблизительно 3 см). Десять растений имели средний коэффициент корня к побегу 0,09.
Спорыш – гермафродит. На одном и том же растении могут встречаться хазмогамные (самоопыляемых) и клейстогамные цветы. Большинство источников указывают на то, что хазмогамные популяции самоопыляются, хотя наличие хазмогамных цветов предполагает, что возможно перекрестное опыление. Есть многочисленные сообщения о посещении цветов насекомыми. В Долине Сакраменто в Калифорнии наблюдались представители более 36 таксонов насекомых, питающихся нектаром спорыша. Поскольку цветы часто находятся на уровне земли или вблизи него, они привлекают как воздушных, так и наземных насекомых. Производство семян: единичный спорыш может производить от 125 до 6400 семянок, в зависимости от наличия ресурсов. В Пенсильвании, урожай семян в начале сезона был больше, чем посевы семян позднего сезона, хотя некоторые семена были произведены в течение вегетационного периода 9). В Северной Дакоте, 2 вида спорыша, собранные в разные годы, произвели 4600 семян и 6380 семян. Условия выращивания собранных растений не были описаны, хотя было отмечено, что растения имеют «средний» размер и свободны от «конкуренции» с другими растениями. В пустынях Национального памятника Долины Смерти, воспроизводство спорыша было ограничено отсутствием осадков или влаги в почве.
Семена спорыша рассеиваются птицами, млекопитающими и водой 10). Семена также могут рассеиваться при помощи транспортных средств или других механических средств. Семена спорыша могут заражать культуры и распространяться при посадке. Они могут попадать в организм и распространяться скотом или через коровий навоз. Семена спорыша были обнаружены в воде для орошения в Небраске и Вашингтоне.
Семена спорыша образуют постоянный семенной фонд. Некоторые семена спорыша (менее 1%) были жизнеспособны после 19,7 лет нахождения под землёй в субарктических условиях вблизи Фэрбенкса, Аляска. Семена, погребенные на более мелких глубинах, теряли жизнеспособность быстрее, чем семена, которые были захоронены на большей глубине; в ходе исследования, ежегодный темп снижения жизнеспособности составлял 40% для семян, зарытых на глубину 2 см и 29% для семян, зарытых на 15 см. На шахтных участках в Соединенном Королевстве, проросшие семена спорыша прорастали из образцов почвы, хранящихся в течение 4 лет, и прорастали из образцов, взятых из глубины до 2 м в почве. Плотность семян спорыша в почвенном семенном фонде является переменной и может быть высокой даже в тех районах, где горец птичий не встречается в сохранившейся растительности. На соленых участках в Огайо, среднее количество семян в почве на глубине 100 см2, составляло от 50 до 225. Семена спорыша были обнаружены с низкой плотностью (4,3 семени / м²) на почвенном берегу лесного угодья на юге Онтарио. В северо-восточной части штата Огайо, спорыш не присутствовал в сохранившейся растительности, но находится в почвенном семенном фонде (2631,6 сем. / м²) солончаков. В Аргентине, спорыш присутствовал в почвенном банке семян от 2 до 4 лет, но не присутствовал в сохранившейся растительности. Он был доминирующим видом в близлежащих пахотных землях.
Семена спорыша требуют влажно-холодного расслоения для прорастания. Согласно одному источнику, семена, произведенные в разные сезоны (лето и осень), принципиально отличаются по своим характеристикам покоя и прорастания, но в большинстве исследований не указывается, какой тип семян был испытан. Личные наблюдения авторов говорят о том, что небольшие летние семена имеют сильный первичный покой и могут составлять постоянный банк семян. Эти семена должны пройти влажно-холодную стратификацию при температуре от 1,6°C до 12°C) в течение от 12 до 110 дней для нарушения покоя. Напротив, осенние семянки больше, имеют слабый врожденный покой и способны сразу прорастать при воздействии температур от 20 до 25°C. Если температуры ниже, они прорастают весной при температуре 5°C). Большинство исследований прорастания, вероятно, относятся к летним семенам.
Низкие зимние температуры дают семенам оставаться в покое, а высокие летние температуры поддерживают покой. В лабораторных экспериментах, семена спорыша нуждались в 5°C и темноте для прорастания. Оптимальная всхожесть (100%) была получена после 90-дневной холодной стратификации при температуре 5°C 11).
Прорастанию семян спорыша благоприятствует влага. Лабораторные испытания на прорастание показали, что семена, подвергнутые воздействию низкой влажности, имели низкую прорастаемость (<5%) и не реагировали на свет. Колебательная влажность почвы улучшает скорость прорастания. Семена, подвергнутые постоянной влажности при температуре 1,6 ° C, имели низкую скорость прорастания (<5%), в то время как у семян, подверженных колебаниям влажности почвы, были более высокие скорости прорастания (приблизительно 40%). Колебания влаги в почве также улучшали скорость всхожести семян, содержащихся в темноте, что указывает на то, что такие колебания могут позволить семенам спорыша обходиться в некоторых ситуациях без света для прорастания. Авторы предположили, что глубоко зарытые семена не будут подвергаться таким колебаниям влажности.
Хотя некоторые источники сообщают, что семена спорыша требуют света, чтобы нарушить покой, одно исследование предполагает, что свет не требуется, но улучшается скорость прорастания. В лабораторных испытаниях на прорастание в Кентукки, проростки семян спорыша, подвергнутые воздействию нескольких термопериодов, прорастали с января по июнь, со скоростью 70-90% для семян, подверженных воздействию света, и от 1% до 26% для семян, содержащихся в темноте.
Глубина посадки семян может влиять на скорость прорастания, хотя результаты экспериментов несовместимы. В обзоре говорится, что большая часть рассады всходит из верхних 3 см почвы, а всходы снижаются при глубине посадки. В экспериментах с камерой роста, мелкие захоронения (1,25 см) увеличивали прорастание, а глубокие захоронения (от 2,5 до 10 см) уменьшали его 12). Напротив, другие лабораторные эксперименты показали, что скорости прорастания были выше для семян спорыша, закопанных на глубине от 14 до 15 см, по сравнению с семенами, которые были закопаны на глубинах от 0 до 10 см. Поколение было вызвано раньше для семян, расположенных ближе к поверхности почвы, чем те, которые были захоронены в различные глубины под почвой.
Семена спорыша потребляются различными видами диких животных, а также некоторыми видами скота. Тем не менее, в Австралии смерть нескольких лошадей от токсичности нитритов была связана с потреблением спорыша 13). Семена спорыша потребляются птицами, в том числе, американской лысухой, кряквой, крикливым зуйком, сизым голубем, острохвостым тетеревом, калифорнийской куропаткой и воробьиной овсянкой. Листья могут потребляться птицами, такими как острохвостый тетерев. Маленькие млекопитающие могут также потреблять части спорыша. В животе у одной чернохвостой луговой собачки было обнаружено более 20000 семян спорыша. Флоридские кролики потребляют спорыш в Миссури. Олень-мул и вилорогая антилопа поедают спорыш 14). Насекомые питаются семенами и нектаром растения. В Австралии, спорыш используется в качестве кормового растения для свиней. Домашний крупный рогатый скот потребляет спорыш, в сосновых лесах в центральной части Колорадо. Домашние гуси не питались спорышем в испытаниях кормления, даже когда это была единственная доступная пища.
Сообщается, что у горца птичьего много лекарственных применений, включая лечение гингивита, сердечно-сосудистых заболеваний, инфекций и нарушений иммунитета. Горец птичий используется для лечения астмы и диареи 15). Согласно одному источнику, спорыш может вызывать дерматит. Согласно английскому средневековому суеверию, вливание нисходящих стеблей и листьев может замедлить рост мальчиков или животных. Такие свойства описал Шекспир в «Сон в летнюю ночь» [70,98]. В Китае, люди едят молодые побеги и листья растения, а также пьют чай из него. Горец птичий используется в фиторемедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами или нефтью 16). Он также может использоваться для борьбы с эрозией. В Китае, части спорыша используются в качестве инсектицидов для контроля грушевой тли (Rhynchites coreanus) и для лечения личинок и круглых червей у свиней. Спорыш – ценная медовая культура в Греции и Австралии. В Китае, цветущие стебли спорыша используются в качестве текстильного красителя.
Большинство сообщаемых воздействий спорыша связаны с тем, что он растёт на посевных полях 17). Спорыш проблематичен для более чем 60 видов культур во всем мире. Его плотность в сельскохозяйственных полях достигла 28,3 растений / м², что было зафиксировано на ячменном поле в Альберте. Распространение спорыша снижает урожайность некоторых культур. Его стебли могут препятствовать механическому сбору других культур (например, лука, моркови) и могут выступать в качестве альтернативного хозяина для патогенов культур. Спорыш также считается сорняком на газонах, тротуарах и вымощенных участках. Влияние спорыша на местные растительные сообщества плохо документировано. Информационный справочник по сорнякам свидетельствует о том, что плотные ряды спорыша могут «удушить» травянистые виды и небольшие кустарники 18). Спорыш также обладает аллелопатическими свойствами. В лабораторных испытаниях, почва, собранная из-под спорыша, тормозила рост нескольких видов растений, включая бермудскую траву, Мадагаскарское семя (Sporobolus pyramidatus), марь белую, сорго (Sorghum bicolor) и креольский хлопок (Gossypium barbadense). Почва, используемая в этом исследовании, была собрана через 4 месяца после того, как ослабевший спорыш умер осенью, что указывает на то, что его токсины могут сохраняться в почве. Надземные части, корни и корневые экссудаты спорыша также препятствовали прорастанию и росту нескольких видов растений.
Во всех случаях, когда инвазивные виды контролируются, независимо от того, какой метод контроля используется, должен рассматриваться потенциал для распространения других инвазивных видов. Контроль над биотическими вторжениями наиболее эффективен, когда используется долгосрочная стратегия в масштабе всей экосистемы, а не тактический подход, ориентированный на борьбу с отдельными видами. Обычно утверждается, что наиболее экономичным и эффективным методом контроля над инвазивными видами является предотвращение их создания и распространения путем сохранения «здоровых» природных сообществ 19) (например, избегания строительства дорог на диких участках) и путем мониторинга несколько раз в год. Поддержание целостности местной флоры и смягчение факторов, повышающих нестабильность экосистемы, скорее всего, будет более эффективным, чем управление исключительно контролем над захватчиком. Профилактика и контроль сорняков могут быть включены во многие виды планов управления, в том числе, лесозаготовки и подготовки участка, пастбищных участков, проекты развлекательных участков, исследовательских проектов, дорожного строительства и обслуживания, а также управления пожарной охраной.
Polygonum aviculare L. является членом семейства растений Polygonaceae, который известен своими антиоксидантными и противотуберкулезными эффектами. Однако, функция заживления ран экстракта P. aviculare не была оценена. 1) В этом исследовании, мы идентифицировали новое свойство экстракта P. aviculare как активатора пути Wnt / β-катенина на основе скрининга 350 растительных экстрактов с использованием клеток HEK293-TOP, содержащих репортерный ген Wnt / β-катенина. Экстракт P. aviculare ускорил миграцию кератиноцитов HaCaT без существенной цитотоксичности. Кроме того, экстракт P. aviculare эффективно реэпителизированных ран, полученных на мышах. Кроме того, ингредиенты экстракта P. aviculare, такие как гидрат кверцирина, кофеиновая кислота и рутин, также ускорили подвижность кератиноцитов HaCaT с активацией передачи сигналов Wnt / β-катенина. Поэтому, основываясь на наших выводах, экстракт P. aviculare и его активные ингредиенты могут быть потенциальными терапевтическими агентами для заживления ран.
В этом исследовании, экстракт Polygonum aviculare L., который обладает превосходной защитной антиоксидантной и клеточной защитной активностью, загружают в конъюгированные с липосомами проникающие пептиды (CPP) для усиления трансдермальной доставки. 2) Были оценены физические характеристики типичных липосом и CPP-конъюгированных липосом, содержащих экстракт P. aviculare. Размер частиц обеих липосом составлял приблизительно 150 нм. В то время как зета-потенциал типичных липосом составлял -45 мВ, то у CPP-конъюгированных липосом он составлял +42 мВ. Производительность загрузки экстракта P. aviculare в обеих липосомах была рассчитана примерно на 83%. Флюоресцентные меченые липосомы были подготовлены для оценки эффективности поглощения клеток и проникновения в кожу. Используя проточную цитометрию, мы обнаружили, что CPP-конъюгированные липосомы улучшают клеточное поглощение флуоресцентного красителя по сравнению с типичными липосомами. Кроме того, проницаемость кожи CPP-конъюгированных липосом была выше, чем у типичных липосом методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии и экспериментов с диффузионной ячейкой Франца. Улучшенное поглощение клеток и проникновение в кожу CPP-конъюгированных липосом было связано с катионным богатым аргинином пептидом. Исследования in vivo также определили, что CPP-конъюгированные липосомы более эффективны при депигментации и исследований против морщин, чем типичные липосомы. Эти результаты показывают, что CPP-конъюгированные липосомы могут быть эффективными для трансдермальной доставки лекарств для антиоксидантной и антивозрастной терапией.
Известно, что клеточное старение способствует старению тканей, различным возрастным заболеваниям, регенерации тканей и раку. 3) Таким образом, вмешательство в старение может быть полезно для профилактики старения, а также для возрастных заболеваний. В этом исследовании изучались соединения из Polygonum aviculare, для определения того, ингибируют ли они клеточное старение в эмбриональных клетках человека, человеческих дермальных фибробластах (HDF) и эндотелиальных клетках пупочной вены человека (HUVECs). Девять соединений из P. aviculare очищали и их ингибирующее действие на индуцированное адриамицином клеточное старение измеряли, наблюдая активность, связанную с сенсибилизацией β-галактозидазы (SA-β-gal) и активных форм кислорода. Среди них, соединение 9 (кверцетин-3-O-β-D-глюкуронид) проявляло ингибирующие эффекты против клеточного старения в HDF и HUVEC, обработанных адриамицином. Кроме того, соединение 9 спасло репликативное старение в HDF и HUVEC. Эти данные свидетельствуют о том, что соединение 9 подавляет клеточное старение в первичных клетках человека и может быть полезно для разработки пищевых добавок или косметических средств, улучшающих старение тканей или связанные со старением заболеваний.
ЭТНОФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЕ СООТВЕТСТВИЕ: Polygonum aviculare L. используется в традиционной корейской медицине для лечения ожирения и симптомов, связанных с гипертонией. Эффективность или механизм этанольного экстракта Polygonum aviculare L. (PAE) при атеросклерозе, экспериментально не исследовались. В этом исследовании, изучался защитный эффект PAE у атеросклеротических мышей. 4) МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Мышей ApoE KO кормили только западной диетой (WD) с PAE или статином в течение 12 недель с последующим анализом веса тела, уровня липидов в сыворотке и артериального давления. Также изучали окрашивание аорты и жировой ткани, уровни экспрессии молекул адгезии и путь MAPK. Жизнеспособность клеток, активность NF-κB и уровни протеинов молекул адгезии оценивали in vitro. РЕЗУЛЬТАТЫ: У мышей ApoE KO, получавших PAE (50 и 100 мг / кг) или статин (10 мг / кг), наблюдалась меньшая масса тела и меньше жировой ткани и более низкие уровни липидов в сыворотке крови и кровяное давление, чем в группе WD. Уровни Aorta ICAM-1, VCAM-1 и NF-κB были снижены PAE дозозависимым образом, что согласуется с наблюдениями in vitro. PAE и статин уменьшали размер атеросклеротической бляшки и адипоцитов по сравнению с группой WD. Кроме того, PAE уменьшало фосфорилирование компонентов пути MAPK в аорте обработанных PAE мышей, что указывает на то, что антиатеросклеротические эффекты PAE опосредуются через механизм, зависящий от пути MAPK. ВЫВОДЫ: PAE может защитить от развития атеросклероза. Благоприятные эффекты связаны с понижением массы тела, липидов сыворотки, артериального давления, уровней адгезии молекулярного белка, атеросклеротической бляшки и размера адипоцитов с использованием пути MAPK.
Растение Polygonum aviculare L. (Polygonaceae) – однолетнее травянистое растение, которое используется для лечения гастродуоденальной язвы, гипертонии, диареи, кровоизлияния и геморроя. 5) Десять фенольных соединений, в том числе, девять флавоноидов (мирицетин, кверцетин, кемпферол, мирицитин, десмантин-1, изокцерцитин, кверцитрин, авиквинин, ягуланин) и галловую кислоту, использовали для одновременной количественной оценки ВЭЖХ и анализа поглощения пероксинитрита. Одновременную количественную оценку этих веществ проводили на пяти экстрактах (EtOH-, MeOH-, 70% MeOH-, 30% MeOH- и H2O-экстрактах), а также на трех фракциях (фракции Et2O-, EtOAc- и BuOH), при условии колонки Capcell Pak C18 (5 мкм, 250 мм × 4,6 мм id) и градиентного элюирования 0,05% трифторуксусной кислоты (TFA) и MeO HCH3CN (60:40). Из трех фракций, доля EtOAc показала наивысшее содержание флавоноидов (сумма 208,9 мг / г) с самой сильной активностью по поглощению пероксинитрита (IC50, 2,68 мкг / мл). Активность восьми соединений (митрицитин, изоккерцитин, авиквинин, кверцитрин, мирицетин, десмантин-1, кверцетин и каемпферол) была сопоставима с активностью положительного контроля (1-пеницилламин, IC50: 1,03 мкг / мл). Эти результаты свидетельствуют о том, что эффективность растительных лекарственных средств P. Aviculare, в основном, относится к флавоноидам, таким как, в частности, высококонцентрированный мирицетин, митрицитин и десмантин-1.