HYPERICUM PERFORATUM L. В КУЛЬТУРІ: ВІД АГРОЕКОЛОГІЧНИХ УМОВ ДО ФІТОФАРМАКОЛОГІЧНОГО ПРОФІЛЮ
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.7.2024.17Ключові слова:
лікарські рослини, Hypericum perforatum L., звіробій звичайний, Hyperici herba, фітохімія, гіперицинАнотація
Звіробій звичайний відомий не тільки своїми антимікробними властивостями, але й імунотропною, антиоксидантною та адаптогенною дією, що робить його цінною лікарської рослиною. В представленому огляді узагальнено сучасні дослідження фітохімічного складу Hypericum perforatum L., а також впливу агроекологічних чинників, агрономічних практик на якість сировини. Звіробій звичайний включений до Державної фармакопеї України; інші види, а саме: H. hirsutum L (звіробій волосистий), H. elegans Steph. ex Willd (звіробій витончений) і H. maculatum Crantz (звіробій плямистий), зустрічаються в Україні, але вивчені недостатньо. Встановлено, що звіробій має широку амплітуду екологічної адаптивності, здатний існувати на збіднених ґрунтах, переносити понижені температури та атмосферний тиск, що розширює потенціал його культивування. Плантаційне вирощування звіробою значно підвищує його врожайність, сировина має більш стабільний фітохімічний профіль та підвищений вміст біологічно активних поліфенолів. Досліджено вплив умов живлення рослин, ґрунтових відмін, освітленості, температури, зрошення, способів сівби та вирощування на накопичення метаболітів. В зв’язку з тим, що більшість з них утворюється в квітках, збирання сировини проводять в фазу повного цвітіння, зрізуючи тільки верхівки. При культивуванні додатковими важелями є сортовий потенціал, густота рослин, можливість отримати два укоси за сезон. Основною субстанцією для подальшої переробки є екстракти, які стандартизуються за вмістом основних компонентів. Незважаючи на детальні дослідження фітохімічних складових екстрактів, молекулярний механізм дії досліджений мало. Переважно компоненти трави звіробою обговорюються з огляду на їхні структурні особливості, концентрацію, біологічну активність та їхній можливий внесок у антидепресивну ефективність екстрактів. Сучасні фітохімічні та фармакологічні дослідження активно проводяться в Україні, Болгарії, Німеччині, Італії, країнах Близького Сходу. В траві звіробою визначено понад 80 хімічних сполук. Основні з них: гіперицини, псевдогіперицини, гіперфорин, адгіперфорин, дубильні речовини, тритерпенові сапоніни, флавоноїди (рутин, кверцетин, гіперозид, мірицетин, лейкоантоціани), смолисті речовини, алкалоїди, ефірні олії, аскорбінова кислота, каротин, вітаміни С, Е, холін, гіперин, похідні антрацену та мінерали. Робиться висновок, що вимоги фармацевтичного ринку вимагає більш широкого введення в культуру звіробою звичайного.
Посилання
Bagdonaitė, E., Mártonfi, P., Repčák, M., & Labokas, J. (2010). Variation in the contents of pseudohypericin and hypericin in Hypericum perforatum from Lithuania. Biochemical Systematics and Ecology, 38(4), 634 – 640. https://doi.org/10.1016/j.bse.2010.08.005.
Bagdonaitė, E., Mártonfi, P., Repčák, M., & Labokas, J. (2012). Variation in concentrations of major bioactive compounds in Hypericum perforatum L. from Lithuania. Industrial Crops and Products, 35 (1), 302 – 308. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2011.07.018.
Balea, A., Pojar-Fenesan, M., & Ciotlaus, I. (2020). Traceability of Volatile Organic Compounds from Hypericum perforatum in Fresh and Dried Form and in Essential Oil. Rev. Chim., 71 (6), 59 – 65. https://doi.org/10.37358/rc.20.6.8170.
Bardhi, N., Stefkov, G., Karapandzova, M., Cvetkovikj, I., & Kulevanova, S. (2015). Essential oil composition of indigenous populations of Hypericum perforatum L. from southern Albania. Macedonian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 34(2), 333 – 341. https://doi.org/10.20450/mjcce.2015.618.
Barnes, J., Anderson, L.A., & Phillipson, J.D. (2010). St John’s wort (Hypericum perforatum L.): a review of its chemistry, pharmacology and clinical properties. Journal of pharmacy and pharmacology, 53 (5), 583 – 600. https://doi.org/10.1211/0022357011775910.
Becker, L., Zaiter, A., Petit, J., Zimmer, D., Karam, M. C., Baudelaire, E., & Dicko, A. (2016). Improvement of antioxidant activity and polyphenol content of Hypericum perforatum and Achillea millefolium powders using successive grinding and sieving. Industrial Crops and Products, 87, 116 – 123. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.04.036.
Bertoli, A., Çirak, C., Leonardi, M., Seyis, F., & Pistelli, L. (2011). Morphogenetic changes in essential oil composition of Hypericum perforatum during the course of ontogenesis Pharmaceutical Biology, 49 (7), 741 – 751. https://doi.org/10.3109/13880209.2010.545826.
Booker, A., Agapouda, A., Frommenwiler, D.A., Scotti, F., Reich, E., & Heinrich, M. (2018). St John’s wort (Hypericum perforatum) products–an assessment of their authenticity and quality. Phytomedicine, 40, 158 – 164. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2017.12.012.
Bruni, R., & Sacchetti, G. (2009). Factors affecting polyphenol biosynthesis in wild and field grown St. John’s Wort (Hypericum perforatum L. Hypericaceae / Guttiferae). Molecules, 14 (2), 682 – 725. https://doi.org/10.3390/molecules14020682.
Carrubba, A., Lazzara, S., Giovino, A., Ruberto, G., & Napoli, E. (2021). Content variability of bioactive secondary metabolites in Hypericum perforatum L. Phytochemistry Letters, 46, 71 – 78. https://doi.org/10.1016/j.phytol.2021.09.011.
Chung, M.H., & Deng, T.S. (2020). Effects of circadian clock and light on melatonin concentration in Hypericum perforatum L. (St. John’s Wort). Botanical Studies, 61 (1), 1 – 9. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-29951/v2.
Сirak, C., Radušienė, J., Karabük, B.S., & Janulis, V. (2007). Variation of bioactive substances and morphological traits in Hypericum perforatum populations from Northern Turkey. Biochemical Systematics and Ecology, 35(7), 403 – 409. https://doi.org/10.1016/j.bse.2007.01.009.
Colak, S., Yazici, K., & Akca, S.B. (2020). Determination of heavy metal contents in St. John’s Wort (Hypericum Spp) in Zonguldak, Turkey. Feb Fresenius Environmental Bulletin, 29, 3571—3578.
Crockett, S.L., Poller, B., Tabanca, N., Pferschy‐Wenzig, E.M., Kunert, O., Wedge, D.E., & Bucar, F. (2011). Bioactive xanthones from the roots of Hypericum perforatum (common St John’s wort). Journal of the Science of Food and Agriculture, 91(3), 428 – 434. https://doi.org/10.1002/jsfa.4202.
Cui, X.H., Murthy, H.N., & Paek, K.Y. (2014). Production of adventitious root biomass and bioactive compounds from Hypericum perforatum L. through large scale bioreactor cultures. Production of biomass and bioactive compounds using bioreactor technology, 251 – 283. https://doi.org/10.1007/978-94-017-9223-3_11.
Desseilles, M., Witte, J., Chang, T. E., Iovieno, N., Dording, C. M., Ashih, H., & Mischoulon, D. (2011). Assessing the adequacy of past antidepressant trials: a clinician’s guide to the antidepressant treatment response questionnaire. The Journal of clinical psychiatry, 72(8), 1385.https://doi.org/10.4088/jcp.11ac07225.
Dias, A.C. (2003). The potential of in vitro cultures of Hypericum perforatum and of Hypericum androsaemum to produce interesting pharmaceutical compounds. Hypericum: the genus Hypericum, 137. https://doi.org/10.1201/9781420023305-12.
Dimitrov, D., Parjanova, A., Ivanova, S., & Haygarov, V. (2020). Determination of the Volatile Composition Of Distillates with Added Extracts of Hypericum perforatum L. Journal of microbiology, biotechnology and food sciences, 9 (6), 1068 – 1072. https://doi.org/10.15414/jmbfs.2020.9.6.1068-1072.
Dordević, A.S. (2015). Chemical composition of Hypericum perforatum L. essential oil. Advanced technologies, 4 (1), 64 – 68. https://doi.org/10.5937/savteh1501064d.
Erland, L.A., & Saxena, P. (2019). Auxin driven indoleamine biosynthesis and the role of tryptophan as an inductive signal in Hypericum perforatum (L.). PLoS One, 14 (10), e0223878. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0223878.
Florea, A.M., Iordache, T.V., Zaharia, A., Georgescu, B., Voicu, A.E., Tsyntsarski, B., & Sarbu, A. (2017). Evaluation of Molecularly Imprinted Polymer Pearls for Selective Isolation of Hypericins. Materiale Plastice, 54 (3), 495. https://doi.org/10.37358/mp.17.3.4879.
Gioti, E.M., Fiamegos, Y.C., Skalkos, D.C., & Stalikas, C.D. (2009). Antioxidant activity and bioactive components of the aerial parts of Hypericum perforatum L. from Epirus, Greece. Food Chemistry, 117 (3), 398 – 404. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.04.016.
Greeson, J.M., Sanford, B., & Monti, D.A. (2001). St. John’s wort (Hypericum perforatum): a review of the current pharmacological, toxicological, and clinical literature. Psychopharmacology, 153, 402 – 414. https://doi.org/10.1007/s002130000625.
Hosni, K., Msaâda, K., Taârit, M.B., & Marzouk, B. (2017). Fatty acid composition and tocopherol content in four Tunisian Hypericum species: Hypericum perforatum, Hypericum tomentosum, Hypericum perfoliatum and Hypericum ericoides Ssp. Roberti. Arabian Journal of Chemistry, 10, S.2736 – 2741. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2013.10.019.
Ibrahimi, H., Gadzovska‐Simic, S., Tusevski, O., & Haziri, A. (2020). Generation of flavor compounds by biotransformation of genetically modified hairy roots of Hypericum perforatum (L.) with basidiomycetes. Food Science & Nutrition, 8(6), 2809 – 2816. https://doi.org/10.1002/fsn3.1573.
Jamwal, K., Bhattacharya, S., & Puri, S. (2018). Plant growth regulator mediated consequences of secondary metabolites in medicinal plants. Journal of applied research on medicinal and aromatic plants, 9, 26 – 38. https://doi.org/10.1016/j.jarmap.2017.12.003.
Khare, C.P. (2007). Hypericum perforatum Linn. Indian Medicinal Plants, 1 – 1. https://doi.org/10.1007/978-0-387-70638-2_771.
Kováčik, J., Dresler, S., Strzemski, M., Sowa, I., Babula, P., & Wójciak-Kosior, M. (2022). Nitrogen modulates strontium uptake and toxicity in Hypericum perforatum plants. Journal of Hazardous Materials, 425, 127894. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127894.
Makarova, K., Sajkowska-Kozielewicz, J. J., Zawada, K., Olchowik-Grabarek, E., Ciach, M. A., Gogolewski, K., & Gambin, A. (2021). Harvest time affects antioxidant capacity, total polyphenol and flavonoid content of Polish St John’s wort’s (Hypericum perforatum L.) flowers. Scientific reports, 11 (1), 1 – 12. https://doi.org/10.1038/s41598-021-83409-4.
Moleriu, L., Jianu, C., Bujanca, G., Doros, G., Misca, C., Ilie, O.C., & Ilie, A.C. (2017). Essential Oil of Hypericum perforatum The chemical composition and antimicrobial activity. Revista de Chimie, 68 (4), 687 – 692. https://doi.org/10.37358/rc.17.4.5531.
Oniga, I., Toiu, A., Benedec, D., & Vlase, L. (2022). Comparative phytochemical profile of Hypericum perforatum and Hypericum hirsutum (Hypericaceae). Farmacia, 70 (6), 1046 – 1049. https://doi.org/10.31925/farmacia.2022.6.6.
Patocka, J. (2003). The chemistry, pharmacology, and toxicology of the biologically active constituents of the herb Hypericum perforatum L. Journal of Applied Biomedicine, 1 (2), 61 – 70. https://doi.org/10.32725/jab.2003.010.
Pogorzelska-Nowicka, E., Hanula, M.M., Brodowska-Trębacz, M., Górska-Horczyczak, E., Jankiewicz, U., Mazur, T., & Wierzbicka, A. (2021). The Effect of Cold Plasma Pretreatment on Water-Suspended Herbs Measured in the Content of Bioactive Compounds, Antioxidant Activity, Volatile Compounds and Microbial Count of Final Extracts. Antioxidants, 10 (11), 1740. https://doi.org/10.3390/antiox10111740.
Pradeep, M., Kachlicki, P., & Franklin, G. (2020). Simultaneous determination of naphtodianthrones, emodin, skyrin and new bisanthrones in Hypericum perforatum L. in vitro shoot cultures. Industrial Crops and Products, 144, 112003. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.112003.
Rychlewski, P., Kamgar, E., Mildner-Szkudlarz, S., Kowalczewski, P.Ł., & Zembrzuska, J. (2023). Determination of the contents of bioactive compounds in St. John’s wort (Hypericum perforatum): Comparison of commercial and wild samples. Open Chemistry, 21 (1), 20220347. https://doi.org/10.1515/chem-2022-0347.
Rusalepp, L., Raal, A., Puessa, T., & Maeeorg, U. (2017). Comparison of chemical composition of Hypericum perforatum and H. maculatum in Estonia. Biochemical Systematics and Ecology, 73, 41—46. https://doi.org/10.1016/j.bse.2017.06.004.
Rizzo, P., Altschmied, L., Ravindran, B. M., Rutten, T., & D’Auria, J.C. (2020). The biochemical and genetic basis for the biosynthesis of bioactive compounds in Hypericum perforatum L., one of the largest medicinal crops in Europe. Genes, 11 (10), 1210. https://doi.org/10.3390/genes11101210.
Saçıcı, E., & Yesilada, E. (2021). Development of new and validated HPTLC methods for the qualitative and quantitative analysis of hyperforin, hypericin and hyperoside contents in Hypericum species. Phytochemical Analysis. https://doi.org/10.1002/pca.3093.
Sarikurkcu, C., Locatelli, M., Tartaglia, A., Ferrone, V., Juszczak, A.M., Ozer, M.S., & Tomczyk, M. (2020). Enzyme and biological activities of the water extracts from the plants aesculus hippocastanum, olea europaea and hypericum perforatum that are used as folk remedies in Turkey. Molecules, 25 (5), 1202. https://doi.org/10.3390/molecules25051202.
Schempp, C.M., Wölfle, U., Meyer, U., & Schaette, R. (2011). Johanniskraut (Hypericum perforatum L.) – heilkräftige Lichtpflanze der Sommersonnwende. Merkurstab, 64, 596 – 606. https://doi.org/10.14271/dms-19882-de.
Schepetkin, I.A., Özek, G., Özek, T., Kirpotina, L.N., Khlebnikov, A.I., & Quinn, M.T. (2020). Chemical composition and immunomodulatory activity of Hypericum perforatum essential oils. Biomolecules, 10 (6), 916. https://doi.org/10.3390/biom10060916.
Scotti, F., Löbel, K., Booker, A., & Heinrich, M. (2019). St. John’s Wort (Hypericum perforatum) products – How variable is the primary material? Frontiers in plant science, 9, 1973. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01973.
Sekeroglu, N., Urlu, E., Kulak, M., Gezici, S., & Dang, R. (2017). Variation in total polyphenolic contents, DNA protective potential and antioxidant capacity from aqueous and ethanol extracts in different plant parts of Hypericum perforatum L. Indian J Pharm Educ Res, 51 (2), 1 – 7. https://doi.org/10.5530/ijper.51.2s.43.
Tawaha, K., Gharaibeh, M., El-Elimat, T., & Alali, F.Q. (2010). Determination of hypericin and hyperforin content in selected Jordanian Hypericum species. Industrial Crops and Products, 32 (3), 241 – 245. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2010.04.017.
Tusevski, O., Krstikj, M., Petreska Stanoeva, J., Stefova, M., & Gadzovska Simic, S. (2019). Phenolic compounds composition of Hypericum perforatum L. wild-growing plants from the Republic of Macedonia. Agriculturae Conspectus Scientificus, 84 (1), 67 – 75. https://doi.org/10.33320/maced.pharm.bull.2022.68.04.021.
Velingkar, V.S., Gupta, G.L., & Hegde, N.B. (2017). A current update on phytochemistry, pharmacology and herb–drug interactions of Hypericum perforatum. Phytochemistry Reviews, 16, 725 – 744. https://doi.org/10.1007/s11101-017-9503-7.
Vuko, E., Dunkić, V., Ruščić, M., Nazlić, M., Mandić, N., Soldo, B., & Fredotović, Ž. (2021). Chemical Composition and New Biological Activities of Essential Oil and Hydrosol of Hypericum perforatum L. ssp. veronense (Schrank) H. Lindb. Plants, 10 (5), 1014. https://doi.org/10.3390/plants10051014.
Wang, L., Ibi, A., Chang, C., & Solnier, J. (2023). A New UHPLC Analytical Method for St. John’s Wort (Hypericum perforatum) Extracts. Separations, 10 (5), 280. https://doi.org/10.3390/separations10050280.
Yalçın, S., Yalçınkaya, S., & Ercan, F. (2021). Determination of potential drug candidate molecules of the Hypericum perforatum for COVID-19 treatment. Current Pharmacology Reports, 7, 42 – 48. https://doi.org/10.1007/s40495-021-00254-9.
Yao, Y., Kang, T., Jin, L., Liu, Z., Zhang, Z., Xing, H., & Li, M. (2019). Temperature-dependent growth and hypericin biosynthesis in Hypericum perforatum. Plant Physiology and biochemistry, 139, 613 – 619. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2019.04.012.
Yılmazoğlu, E., Metin Hasdemir, İ., Hasdemir, B., & Yaşa, H. (2023). Investigation of essential oil composition, hypericin content, and antioxidant capacity of different extracts from flowers and leaves of Hypericum perforatum L. growing wild in Turkey. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 1 – 21. https://doi.org/10.1080/0972060x.2023.2287596.
Yin, Z.Q., Wang, Y., Ye, W.C., & Zhao, S.X. (2004). Chemical constituents of Hypericum perforatum (St. John’s wort) growing in China. Biochemical systematics and ecology, 5 (32), 521 – 523. https://doi.org/10.1016/j.bse.2003.10.010.
Zvezdanović, J. (2021). UHPLC–DAD–ESI–MS/MS characterization of St. John’s wort infusions from Serbia origin. Chemical Papers, 1, 1 – 19. https://doi.org/10.1007/s11696-021-01940-0.
