LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS

MEDICINOS AKADEMIJA

NEUROMOKSLŲ INSTITUTAS

NEUROTOKSIKOLOGIJOS LABORATORIJA

POVILAS FOKTAS

SUNKIŲJŲ METALŲ KONCENTRACIJŲ ĮVERTINIMAS SKIRTINGAIS

BŪDAIS PARUOŠTOJE PAPRASTOSIOS JONAŽOLĖS (HYPERICUM

PERFORATUM L.) VAISTINĖJE AUGALINĖJE ŽALIAVOJE

Magistro baigiamasis darbas

Darbo vadovė

dr. Dalė Baranauskienė

KAUNAS, 2014

2

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS

MEDICINOS AKADEMIJA

NEUROMOKSLŲ INSTITUTAS

NEUROTOKSIKOLOGIJOS LABORATORIJA

TVIRTINU:

Farmacijos fakulteto dekanas

prof. dr. Vitalis Briedis

Data

POVILAS FOKTAS

SUNKIŲJŲ METALŲ KONCENTRACIJŲ ĮVERTINIMAS SKIRTINGAIS

BŪDAIS PARUOŠTOJE PAPRASTOSIOS JONAŽOLĖS (HYPERICUM

PERFORATUM L.) VAISTINĖJE AUGALINĖJE ŽALIAVOJE

Magistro baigiamasis darbas

Darbo vadovas

dr. Dalė Baranauskienė

2014-05-29

Recenzentas Darbą atliko

Vardas, pavardė, parašas Magistrantas

Povilas Foktas

Data (metai, mėnuo, diena) 2014-05-29

KAUNAS, 2014

3

TURINYS

TURINYS ............................................................................................................................................. 3

SANTRAUKA ..................................................................................................................................... 5

SUMMARY ......................................................................................................................................... 6

SANTRUMPOS ................................................................................................................................... 7

ĮVADAS ............................................................................................................................................... 8

DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI ................................................................................................. 9

1. LITERATŪROS APŽVALGA ................................................................................................... 10

1.1 Paprastoji jonažolė (Hypericum perforatum L.) ....................................................................... 10

1.2 Paprastosios jonažolės cheminė sudėtis ................................................................................... 11

1.3 Paprastosios jonažolės panaudojimo būdai .............................................................................. 12

1.4 Užterštumas sunkiaisias metalais ............................................................................................. 13

1.5 Cinkas ....................................................................................................................................... 17

1.6 Varis.......................................................................................................................................... 18

1.7 Švinas........................................................................................................................................ 19

1.8 Kadmis ...................................................................................................................................... 20

1.9 Taninai ...................................................................................................................................... 22

2. TYRIMO OBJEKTAS IR METODIKA ........................................................................................ 24

2.1 Tyrimo objektas ir vieta ............................................................................................................ 24

2.2 Tyrimo metodika ...................................................................................................................... 24

2.3 Vaistinės augalinės žaliavos mineralizavimas .......................................................................... 24

2.4 Vaistinės augalinės žaliavos vandeninės ištraukos paruošimas ............................................... 25

2.5 Vaistinės augalinės žaliavos etanolinės ištraukos paruošimas ................................................. 25

2.6 Taninų išskyrimas iš vaistinės augalinės žaliavos .................................................................... 26

2.7 Sunkiųjų metalų koncentracijos nustatymas ............................................................................. 27

3. TYRIMŲ REZULTATAI .............................................................................................................. 28

4

3.1 Cinko koncentracijų mineralizate ir vandeninėje ištraukoje pasiskirstymas ............................ 28

3.2 Vario koncentracijų mineralizate ir vandeninėje ištraukoje pasiskirstymas ............................ 30

3.3 Kadmio koncentracijų mineralizate, vandeninėse ir etanolinėse ištraukose pasiskirstymas .... 32

3.4 Švino koncentracijos mineralizate bei vandeninėje ir etanolinėje ištraukose pasiskirstymas .. 36

3.6 Švino koncentracija paprastosios jonažolės mineralizate, jį paveikus taninų koncentratu ...... 39

4. REZULTATŲ APTARIMAS ........................................................................................................ 42

IŠVADOS ........................................................................................................................................... 44

LITERATŪROS SĄRAŠAS .............................................................................................................. 45

5

SANTRAUKA

P. Fokto magistro baigiamasis darbas. Sunkiųjų metalų koncentracijų įvertinimas

skirtingais būdais paruoštoje Paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum L.) vaistinėje

augalinėje žaliavoje. Mokslinė vadovė dr. D. Baranauskienė; Lietuvos sveikatos mokslų

universiteto, Medicinos akademijos, Neuromokslų instituto, Neurotoksikologijos laboratorija. –

Kaunas.

Tikslas: įvertinti sunkiųjų metalų koncentracijų pasiskirstymą paprastosios jonažolės

mineralizate, vandeninėse ir etanolinėse ištraukose bei jų sąveiką su taninais.

Uždaviniai: nustatyti ir palyginti cinko ir vario koncentracijas paprastosios jonažolės

mineralizatuose bei vandeninėse ištraukose; nustatyti ir palyginti kadmio ir švino koncentraciją

paprastosios jonažolės mineralizatuose, vandeninėje bei etanolinėje ištraukose; palyginti sunkiųjų

metalų koncentracijų pasiskirstymą skirtingose Lietuvos Respublikos vietovėse, įvertinti

paprastosios jonažolės mineralizate esančio sunkiojo metalo (švino) sąveiką su taninais.

Buvo vykdoma drėgna mineralizacija Multiwave 3000 mineralizatoriumi (HNO3 + HCl +

H2O2). SM koncentracijos mineralizatuose, vandeniniuose ir etanoliniuose tirpaluose buvo

nustatytos Perkin Elmer Zeeman 3030 atominiu spektrofotometru.

Cinko koncentracijos vidurkis mineralizatuose – 21,49 µg/g, o vandeninėse ištraukose-

15,92 µg/g (p<0,05). Vario koncentracijos vidurkis mineralizatuose - 11,22 µg/g, o vandeninėse

ištraukose ji beveik 2 kartus mažesnė (p<0,05). Kadmio koncentracijos vidurkis mineralizatuose -

0,12 µg/g, vandeninėse ištraukoje jis daugiau nei 5 kartus mažesnis, o etanolinėse ištraukose - 0,003

µg/g, skirtumai yra statistiškai reikšmingi (p<0,05). Švino koncentracijos vidurkis mineralizatuose

yra 0,46 µg/g, vandeninėse ištraukose - beveik 7 kartus mažesnis, o etanolinėse ištraukose jis lygus

0,05 µg/g, skirtumai yra statistiškai reikšmingi (p<0,05). Didžiausias cinko ir vario koncentracijos

vidurkis mineralizatuose nustatytas Druskininkų rajone, kadmio - Panevėžio rajone, o švino –

Šiaulių rajone. Nustatyta, kad švino koncentracijos vidurkis paveikus koncentruotu taninų tirpalu

sumažėjo perpus, tačiau skirtumas nebuvo statistiškai reikšmingas (p>0,05).

6

SUMMARY

P. Foktas master's thesis. Determination of heavy metals concentrations in different ways

prepared herbal raw material of St. John's Wort (Hypericum perforatum L.). Supervised by Dr.

D.Baranauskienė; Lithuanian University of Health Sciences, Academy of Medicine, Neuroscience

Institute, Laboratory of Neurotoxicology - Kaunas.

Purpose: To assess concentrations of heavy metals in mineralizates, ethanolic and

aqueous extract of St. John's wort and their interactions with tannins.

Objectives: to determine and compare the concentrations of zinc and copper in

mineralizates and aqueous extracts of St. John's Wort; to determine and compare the concentrations

of cadmium and lead in mineralizates, aqueous and ethanolic extracts of St. John's Wort; to

compare concentrations of heavy metals in herbal raw material, collected in different areas of the

Republic of Lithuania; to evaluate heavy metal (lead), which is in the mineralizate of St. John's

wort, interactions with tannins.

The wet mineralization using Multiwave 3000 mineralizator (HNO3 + HCl + H2O2) was

applied. Heavy metals concentrations i mineralizates, aqueous and ethanolic solutions were

determined Perkin Elmer Zeeman 3030 atomic spectrophotometer.

The average zinc concentration was 21.49 µg/g in the mineralizates, 15.92 µg/g in the

aqueous extracts (p<0,05). The average copper concentration was 11.22 µg/g in the mineralizates

and it was almost 2 times lower in the aqueous extracts (p<0,05). Average cadmium concentration

was 0.12 µg/g in the mineralizates and more than 5 times lower in the aqueous extracts; 0.003 µg/g

average concentration of cadmium was found in the aqueous extracts, these differences are

statistically significant (p<0,05). Average lead concentration was 0.46 µg/g in the mineralizates and

it was almost 7 times lower in the aqueous extracts, 0.05 µg/g average concentration of lead was

found in the aqueous extracts, these differences are statistically significant (p<0,05). The highest

average concentrations of zinc and copper were found in the mineralizates of herbal raw material

collected in Druskininkai area; cadmium - in Panevezys area and lead – in Siauliai area. It was

found that the average concentration of lead decreased by half, when it was affected a concentrated

solution of tannin, but only in the mineralizates produced from herbal raw material, but this

defference was not statistically sinificant (p>0,05).

7

SANTRUMPOS

CaNa2EDTA - etilendiamintetraacto rūgšties kalcio natrio druska

ER – estrogenų receptoriai

PSO – Pasaulinė sveikatos organizacija

SM - sunkieji metalai

VAŽ - vaistinė augalinė žaliava

8

ĮVADAS

Per paskutinius 20 metų Europoje ir visame pasaulyje išaugo vaistažolių suvartojimas,

todėl vaistažolės tapo svarbia farmacijos dalimi. 1996-2001 metų duomenimis, Lietuvos

Respublikoje per metus buvo superkama vidutiniškai 288,4 t vaistinės augalinės žaliavos. Viena

labiausiai superkamų vaistinių augalinių žaliavų buvo paprastoji jonažolė (Hypericum perforatum

L.) [3, 10].

Paprastoji jonažolė (Hypericum perforatum L.) daugelį metų naudojama kaip

antimikrobinė ir sutraukiamoji priemonė. Įrodyta, kad šis augalas veikia daugelį virusų, tokių kaip

hepatitas C, ŽIV, herpes. Didžiausią jonažolėje kiekį sudaranti medžiaga, hipericinas, pasižymi

antidepresiniu poveikiu, todėl šiuo metu jos VAŽ naudojama kaip antidepresinė priemonė [45].

Dėl XX amžiuje vykusios sparčios pramonės plėtros visame pasaulyje yra išaugęs sunkiųjų

metalų panaudojimas. Tačiau sunkieji metalai suteikia ne tik naudos pramonėje, bet sukelia ir

nemažai žalos žmogaus organizmui. Patekdami į dirvožemį su pramoninėmis atliekomis, sunkieji

metalai patenka į augalus, o su jais į žmogaus organizmą [5, 20].

Europos farmakopėjos žolinių vaistų monografijoje nurodyti reikalavimai, kurių turi

laikytis gamintojai. Vieni iš tokių reikalavimų yra sunkiųjų metalų maksimalios leistinos

koncentracijos: Pb - <5 mg/kg, Cd - <0,5 mg/kg, Hg - <0,1 mg/kg [26].

Sunkiųjų metalų šalinimui dažniausiai naudojami būdai yra filtravimas per membraną,

jonų mainai, nusodinimas, o vienas svarbiausių - adsorbcija. Sorbentais naudojami ligninas,

modifikuota medvilnė ir vilna bei medienos žievė, kaip gausus taninų šaltinis. Taninai pasižymi

unikalia chemine struktūra, kurioje yra polifenolinės grupės. Sunkieji metalai pakeičia fenolio

hidroksilo grupę ir taip suformuojamas chelatas, kuris yra pašalinamas [11, 20].

Žmonės paprastąją jonažolę vartoja dėl įvairių priežasčių ir įvairiomis farmacinėmis

formomis. Dėl didėjančio suvartojimo atsiranda reali grėsmė apsinuodyti sunkiaisiais metalais. Ši

rizika galima dėl mažai tiriamų sunkiųjų metalų koncentracijų vaistiniuose augaluose, surinktuose

skirtingose vietovėse. Taip pat nėra publikuojama pakankamai informacijos, kaip būtų galima

natūraliais būdais išvalyti organizmą nuo sunkiųjų metalų.

Dėl šios priežasties buvo mineralizuojama paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) vaistinė augalinė žaliava bei gaminamos vandeninės ir etanolinės ištraukos. Tai padeda geriau

pažinti sunkiųjų metalų koncentracijų pasiskirstymą Lietuvos Respublikos teritorijoje ir jų perėjimo

į skirtingas ištraukas tendencijas. Norint ištirti galimą sunkiųjų metalų pašalinimo iš organizmo

mechanizmą buvo įvertinta paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum L.) mineralizate esančių

sunkiųjų metalų sąveika su taninais.

9

DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

DARBO TIKSLAS

Įvertinti sunkiųjų metalų koncentracijų pasiskirstymą paprastosios jonažolės (Hypericum

perforatum) mineralizate, vandeninėse ir etanolinėse ištraukose ir jų sąveiką su taninais.

UŽDAVINIAI

1. Nustatyti ir palyginti cinko bei vario koncentraciją paprastosios jonažolės mineralizatuose

bei vandeninėse ištraukose.

2. Nustatyti ir palyginti kadmio bei švino koncentraciją paprastosios jonažolės mineralizatuose,

vandeninėse ir etanolinėse ištraukose.

3. Palyginti sunkiųjų metalų koncentracijų pasiskirstymą skirtingose Lietuvos Respublikos

vietovėse.

4. Įvertinti paprastosios jonažolės mineralizate esančio sunkiojo metalo (švino) sąveiką su

taninais.

10

1. LITERATŪROS APŽVALGA

1.1 Paprastoji jonažolė (Hypericum perforatum L.)

Paprastoji jonažolė (Hypericum perforatum L.) - tai Hypericaceae šeimos daugiametis

žolinis augalas, kurio gimtinė yra Europa ir Azija, tačiau šis augalas buvo įvestas bei natūralizuotas

ir JAV. Pavadinimas Hypericum, manoma, kilęs iš graikų žodžio „hiper“ (virš) ir „eikon“ (vaizdas).

Lietuviškas pavadinimas kildinamas nuo žydėjimo laiko, nes šis vaistinis augalas pražysta Joninių

metu. Pastebėta, kad paprastoji jonažolė turi teigiamą raminamąjį ir sutraukiantį poveikį, dėl šios

priežasties dažnai vartojama viduriavimui stabdyti. Tradiciškai buvo vartojama neuralgijos,

jautrumo, fibrozito, išalgijos, menopauzės neurozių simptomams lengvinti, nerimui ir depresijoms,

įvairios kilmės žaizdoms gydyti. Jonažolės plačiai naudojamos homeopatinių preparatų gamybai.

Nuo seno paprastoji jonažolė yra geriausiai žinoma dėl savo tinkamumo lengvoms ir vidutinio

sunkumo depresijoms gydyti [12, 32].

1 pav. Paprastoji jonažolė (Hypericum perforatum L.) [56]

Jonažolės kamienas yra šakotas ir plikas, pailgas. Lapai išvirkštiniai, sėdintieji, pailgi ir

ovalios formos, 15-30 mm ilgio. Lapuose yra ekskrecinės liaukos, kurios atrodo kaip juodi taškeliai,

išsidėstę visame jo paviršiuje, labai maži bei matomi tik esant geram apšvietimui. Žiedai sudaro

žiedynus. Žiedai sudaryti iš 5 žalių, aštrių taurėlapių ir 5 oranžinės arba geltonos spalvos žiedlapių.

11

Taurėlapiai ir žiedlapiai turi juodas sekrecijos liaukas pakraščiuose. Žiede yra 3 kuokštai kuokelių,

kurie yra oranžinės arba geltonos spalvos ir piestelė su trimis liemenėliais. Nesubrendę vaisiai yra

žalios arba gelsvos spalvos, sėklos - balkšvos [22, 45].

1.2 Paprastosios jonažolės cheminė sudėtis

Paprastosios jonažolės pagrindinės veikliosios sudedamosios dalys yra flavonoidai

hiperforinas ir hipericinas (junginių cheminė struktūra pavaizduota 2 ir 3 pav.). Kitos svarbios

biologiškai aktyvios medžiagos yra flavonoidai, taninai, eterinis aliejus, vitaminas C. Šviežioje

paprastosios jonažolės vaistinėje augalinėje žaliavoje (VAŽ) galima rasti hipericino,

pseudohipericino ir izohipericino. Taip pat galima rasti protohipericino ir protopseudohipericino,

kurie yra hipericino ir pseudohipericino biosintezės pirmatakai. Iš viso VAŽ galima rasti apie 0,1 –

0,15% hipericino ir pseudohipericino. Hiperforino ir adhiperforino randama atitinkamaai nuo 2 iki

4,5% ir nuo 0,2 iki 1,9% [12, 32].

2 pav. Hipericino cheminė struktūra [11]

Hyperforinas yra antras darinys randamas H.perforatum po hipericino. Didžiausias kiekis

hiperforino randamas vaisiuose. Manoma, kad vaisiuose jis atlieka gynybines funkcijas,

apsaugodamas vaistinį augalą nuo žolėdžių ir mikrobų. Pagal savo struktūrą ir veikimo

mechanizmą, hiperforinas veikia kaip antidepresantas, pasižymintis antinavikiniu ir antibakteriniu

poveikiu prieš gramneigiamas bakterijas. Tačiau galimos ir neigiamos sąveikos su kitais vaistiniais

preparatais [14].

12

3 pav. Hiperforino cheminė struktūra [32]

Neseniai buvo įrodyta, kad hiperforinas yra pagrindinis antidepresantinis komponentas

Hypericum perforatum L. ekstrakte. Eksperimentiniai tyrimai, atlikti P. Zanoli, aiškiai įrodė

hiperforino aktyvumą esant skirtingiems depresijos modeliams bei atskleidė priklausomybę tarp

gydomojo veiksmingumo ir jonažolės ekstraktuose esančios hyperforino koncentracijos [52].

Hiperforinas taip pat turi ir kitų farmakologinių poveikių, tokių kaip: anksiolitinis,

antioksidantinis, antikancerogeninis, pažinimo funkciją didinantis ir ciklooksigenazės-1 (fermentas,

kuris reguliuoja prostaglandinų gamybą) aktyvumą mažinantis poveikis [52].

Taip pat jonažolės VAŽ galima nustatyti nemažą kiekį flavonolių (kempferolio,

kvercetino), flavonų (luteolino) ir jų glikozidų (hiperozido, izokvercetrino, kvercitrino ir rutino).

Jonažolės VAŽ kaupia net 1,6% rutino, 0,9% hiperozido ir 0,3% izokvercitrino. Eterinių aliejų

randama nuo 0,05 iki 0,9%, iš kurių pagrindinis yra metil-2-oktanas (ne mažiau nei 30% visų

eterinių aliejų). Taip pat randami tokie fenoliai, kaip kavos, chlorogeno, vanilino

parahidroksibenzenkarboksirūgšties. H.perforatum VAŽ randama ir kumarino (kraujo krešėjimą

veikiančių) darinių. VAŽ taip pat aptinkama ir kitų medžiagų, tokių kaip: įvairios rūgštys

(izovalerijonų, nikotino, stearino, palmitino), karotinoidai, cholinas, pektinas, B-sitosterolis,

nešakotosios grandinės sotieji angliavandeniliai ir alkoholiai [12].

1.3 Paprastosios jonažolės panaudojimo būdai

2002-2005 metais Pasaulinė sveikatos organizacija (PSO) paskelbė tradicinės medicinos

strategiją, kurioje didelis dėmesys skiriamas aromatiniams ir vaistiniams augalams. Daugelį metų

vaistažolės buvo naudojamos ne tik kaip atskiri, gydomąjį poveikį turintys preparatai, bet ir kaip

daugelio vaistų sudėtinė dalis. Visame pasaulyje vaistažolės tapo labai svarbia verslo dalimi.

Ypatingai jų pardavimas išaugo per paskutinius dvidešimt metų. Lietuvoje atlikta vaistažolių verslo

13

analizė. Ji apima 1996-2001 metais surinktų vaistažolių duomenis, kuriuos paskelbė Valstybinis

statistikos departamentas ir Aplinkos ministerijos Augalinių resursų skyrius. Lietuvos Respublikoje

per metus vidutiniškai superkama net 288,4 t vaistinės augalinės žaliavos. Išskiriama, kad natūraliai

augančios vaistinės augalinės žaliavos surenkama 85 t. Šis kiekis sudaro beveik trečdalį viso

Lietuvoje perdirbamo vaistažolių kiekio [3, 10].

Paprastoji jonažolė yra nuo seno žinomas vaistinis augalas. Tai tradicinė antimikrobinė ir

sutraukiamoji priemonė. Laboratoriniais tyrimais įrodyta, kad jis veikia daugelį virusų, tokių kaip

herpes, hepatitas C, ŽIV. Antivirusinis aktyvumas atsiranda dėl hipericino ir pseudohipericino

fotoaktyvacijos procesų. Jonažolės preparatai stabdo infekcijos plitimą ir pagreitina žaizdų gijimą

[45]. Hipericinas pasižymi raminamuoju, antidepresiniu poveikiu, todėl šiomis dienomis

H.perforatum VAŽ yra gerai žinoma kaip antidepresinė priemonė. Hipericinas padeda reguliuoti

serotonino apykaitą, norepinefrino susidarymą, kurie yra labai svarbūs žmogaus geros nuotaikos ir

motyvacijos palaikymui. Galima teigti, kad šio augalo vaistinė žaliava veikia kaip antidepresantas,

slopinantis susirūpinimo, nuolatinio nerimo ir baimės pojūčius. Teigiama, kad paprastosios

jonažolės VAŽ padeda sureguliuoti nuotaikų svyravimus, pasireiškiančius priešmenstruaciniu ir

menopauzės laikotarpiais [45, 57]. Populiarus ir jonažolių aliejus, kuris gali būti vartojamas

įvairiais tikslais: esant gastritams, opoms, odos bei gleivinių uždegimams. Jonažolių aliejumi

gydomi nudegimai, sunkiai ir ilgai regeneruojančios žaizdos, pvz., pragulos. Paprastosios jonažolės

fitofarmaciniai preparatai pasižymi stipriomis sutraukiančiomis savybėmis, todėl jie tinkami ypač

dažnai vaikams pasireiškiantiems viduriavimams gydyti [13, 45, 57].

Paprastosios jonažolės ekstraktai yra gaminami iš anžeminių dalių. Šiuo metu jie

dažniausiai naudojami depresijos gydymui, tačiau turi ir platesnį panaudojimą. Tyrimais buvo

įrodytas, kad paprastosios jonažolės ekstraktai yra veiksmingesni už placebą ir net prilyginami

sintetiniams antidepresantams, kurie naudojami tumpalaikės depresijos ir sunkios depresijos

gydymui. Jonažolės antidepresantinis poveikis pasireiškia hiperforinui slopinant, tokių

neuromediatorių kaip serotonino, noradrenalino, dopamino reabsorbciją. Tęsiami tolimesni tyrimai

dėl H.perforatum VAŽ antidepresantinio poveikio ir vartojimo saugumo [16].

1.4 Užterštumas sunkiaisias metalais

XX amžiuje vyko ypatingai spartus pramonės vystymasis. Kartu su pramonės plėtra

išaugo sunkiųjų metalų (SM) reikšmė ir panaudojimas, o tuo pačiu ir jų poveikis bei įtaka žmogaus

organizmui. Žinoma, kad didelė SM dalis lieka įvairiose gamybos atliekose, kurios teršia gamtą, tuo

14

pačiu kenkdamos ir žmogaus sveikatai. Tokios atliekos priskiriamos ekologiniams nuodams.

Žinoma, kad švinas (Pb), kadmis (Cd), cinkas (Zn; tik dideli jo kiekiai) ir kiti SM bei jų junginiai

yra nuodingi žmogaus organizmui. SM kenkia organizmo fiziologinėms funkcijoms, pvz., aktyviai

konkuruoja su ląstelių sudėtyje esančiais įvairiais gyvybiškai svarbiais mikroelementais. Vieni iš jų

– kalcio jonai, kuriuos pakeičia SM. SM ir jų junginiai ypač pavojingi širdies ir kraujagyslių

sistemai, nes pagreitina aterosklerozės vystymąsi ir tokių komplikacijų, kaip insultas, infarktas,

trombozė, neurohumoralinės reguliacijos sutrikimai, atsiradimą. Dėl SM poveikio greitai gali

atsirasti audinių hipoksija, parezė ir paralyžius, plaučių, inkstų ar kepenų ligos, kaulų sistemos ir

lytinės funkcijos pažeidimai. SM tiesiogiai pakenkti gali ir vaisiui, ypač jo širdies ir kraujagyslių

sistemai. [5, 20].

Visoje gamtoje – ir ore, ir vandenyje, ir dirvožemyje, nesustabdomai kaupiasi įvairios

kenksmingos organinės bei neorganinės medžiagos, nes žmogaus techninė veikla vis labiau plečiasi.

Įvairios nuodingos medžiagos į žmogaus organizmą patenka įvairiais keliais, pvz., su maistu,

geriamuoju vandeniu, netgi su įkvepiamu oru. Šie organiniai ir neorganiniai junginiai kenkia

žmogaus organizmui, sukelia įvairias lėtines ligas, o patekę didesniais kiekiais net ir gyvybei

pavojingus ūminius simptomus. Prie tokių teršalų, kaip žinoma, priskiriami ir SM [4, 31]. Kuo

tirpesni SM junginiai, tuo jie nuodingesni. SM toksiškumas pasireiškia organizme susikaupus

didesnėms jų koncentracijoms, viršijančioms fiziologines koncentracijas. SM pagal pavojingumą

daugumai gyvųjų organizmų galima išdėstyti taip: varis (Cu), gyvsidabris (Hg), arsenas (Ar), titanas

(Ti), chromas (Cr), kadmis (Cd), cinkas (Zn), manganas (Mn), geležis (Fe), švinas (Pb). SM

būdingas mutageninis bei kancerogeninis poveikis. Teigiama, kad toks poveikis gali pasireikšti ne iš

karto, o po tam tikro laiko tarpo ir labai priklauso nuo į organizmą patekusios SM koncentracijos

[30, 31]. Teigiama, kad didžiausia dalis SM į organizmą patenka su maistu, o SM ir jų junginių

pasišalinimas ir kaupimasis gali būti labai įvairus, pvz., dalis jų pasišalina per virškinimo ir šlapimo

sistemą, dalis – su prakaitu, o kita dalis kaupiasi organizme (kauluose, odoje, plaukuose, vidaus

organuose). Į organizmą patekus net ir patiems mažiausiems SM kiekiams, jiems būdingas

kancerogeninis ir mutageninis poveikis. SM ir jų junginiai pavojingi tuo, kad organizmas į jo

poveikį gali reaguoti ne iš karto, o tik parėjus ilgesniam laikui. Tada žala gyvybinėms funkcijoms

pasireiškia ūmiai ir intensyviai. Tai reiškia, kad SM ir jų junginiai yra vieni iš dižiausių gamtoje

žinomų nuodų [10, 51].

Tuo tikslu, kad VAŽ bei jos produktai būtų kuo saugesni, taikomi kokybės reikalavimai:

vaistinių ir aromatinių augalų žaliavos turi atitikti saugumo, efektyvumo ir stabilumo standartus.

Vaistinių augalinių žaliavų kokybę reglamentuoja farmakopėjos (Lietuvoje galioja Europos

farmakopėja), PSO ir Geros gamybos praktikos reikalavimai bei direktyvos [3].

15

Europos farmakopėjos žolinių vaistų monografijoje yra nurodytos šios SM ribos: Pb 5

mg/kg, Cd 0,5 mg/kg, Hg 0,1 mg/kg, jeigu nenurodyta kitaip, individualiose monografijose ir

pagrįstai leidžiamos kitos koncentracijos. Naujuose projektuose siūloma apibrėžti tinkamas ribas

Ar, Cu, Fe, Ni ir Zn kiekiams. Siūloma patikslinti ekstraktų monografiją: naudojami žolinių augalų

ekstraktai gali viršyti nustatytas SM ribines vertes su sąlyga, kad pagamintas ekstraktas atitinka

kitus reikalavimus, keliamus vaistažolių ekstraktams [26].

Tiriant SM poveikį augalams, pastebėta, kad jų kaupimasis yra nevienodas: jis skiriasi

priklausomai nuo augalo rūšies. SM į augalą gali patekti dviem keliais: netiesioginiu - jie gali

kauptis dirvožemyje ir tik tada patekti į to dirvožemio maistinėmis medžiagomis besimaitinančius

augalus arba tiesioginiu – iš įvairių pramoninių ir technologinių procesų [15, 43].

Metalų toksiškumas ir tolerancija augaluose yra plačiai nagrinėjama pastaruosius 30 metų.

Penkiasdešimt trys iš devyniasdešimties natūraliai gaunamų elementų yra SM. Tarp šių junginių yra

labai svarbių mikroelementų – Fe, molibdenas (Mo) ir Mn. Zn, Ni, Cu, Co, Va ir Cr yra toksiški

elementai. Ag, As, Hg, Cd, Pb, ir stibis (Sb) neturi žinomos funkcijos ir yra daugiau arba mažiau

nuodingi augalams bei mikroorganizmams. Per didelių kiekių SM buvimas atmosferoje,

dirvožemyje ir vandenyje gali sukelti rimtų problemų visiems gyviesiems organizmams. Žinios apie

metalų ir augalų sąveikas yra labai svarbios aplinkai, tikima, kad taip galima sumažinti riziką,

susijusią su SM patekimu į maisto grandinę. Per dideli SM kiekiai paprastai pažeidžia tokius

organus ir organų sistemas kaip kepenis, inkstus, nervų sistemą. Poveikio skirtumai gali atsirasti dėl

skirtingo tirpumo, absorbcijos organizme, transportavimo ir cheminio reaktyvumo [15, 43].

SM patekti į augalą trukto biologinio prieinamumo ribotumas dėl mažo tirpumo vandenyje.

Tačiau dėl rizosferos rūgštėjimo ši problema tampa neesminė. Augalų jautrumas SM priklauso nuo

fiziologinių ir molekulinių mechnizmų visumos. Šie procesai apima sunkiųjų metalų įsisavinimą,

kaupimąsi, kompleksų su sunkiaisiais metalais sudarymą augalo ląstelėje. Ar augalas efektyviai

apsigins nuo SM neigiamų poveikių, priklauso nuo tinkamo augalų ląstelinio atsako [15].

Kadmis, patekęs į augalo organizmą, sukelia oksidacinį stresą, kadangi dalyvauja keletoje

skirtingų šio žalingo poveikio atsiradimo mechanizmų. Oksidaciniai stresai dėl didelės

koncentracijos gali būti labai kenksmingi augalo organizmui. Oksidacinio streso metu gali vykti

baltymų, lipidų ir nukleino rūgščių oksidacija. Dėl šių procesų gali pakisti ląstelių struktūra, vykti

mutagenezė [15].

Pb augalo organizme slopina daugelio fermentų veiklą, sukelia mineralų (K, Ca, Mg, Mn,

Fe, Zn ir Cu) disbalansą. Šis SM taip pat veikia augalo ląstelių membranų struktūrą ir pralaidumą.

Pb mažina fotosintezės intensyvumą iškreipiant chloroplastų ultrastruktūrą, keičia Kalvino ciklo

fermentų struktūrą, trukto elektronų transportą. Esant mažai švino koncentracijai skatinamas augalo

16

ląstelių kvėpavimas ir padidinama ATP gamyba, tačiau padaugėjus Pb augalo ląstelėse, šie procesai

vyksta lėčiau nei įprastai. Vizualūs augalo pakitimai esant švino toksiškumui yra skurdus augimas,

chlorozės ir patamsėjusi šaknų sistema [46].

SM junginiai gali į žmogaus organizmą patekti įvairiais būdais: pro sveiką ar pažeistą odą

ir sveiką ar pažeistą gleivinę (kuo didesnis audinio pažeidimas, tuo lengviau patenka SM), taip pat

ir per os, inhaliaciniu bei parenteraliniu būdais. Daugiausiai apsinuodijama per oraliu būdu [2, 53].

Apsinuodijimas SM per virškinamajį traktą yra ypatingai pavojingas. SM junginiai

jonizuojami įvairaus pH aplinkoje: tiek rūgščioje, pvz., skandžio, tiek ir šarminėje, pvz., žarnų

terpėse. Žinoma, kad aktyviausiai SM junginiai jonizuojami dvylikapirštėje ir plonosios žarnos

dalyje - tuščiojoje žarnoje. SM, sudarę kompleksus su plazmos baltymais, aminorūgštimis ir

riebalais, su krauju cirkuliuoja po visą žmogaus organizmą. SM kaupiasi visuose organizmo

organuose. Nustatyta, kad daugiausiai SM susikaupia inkstuose ir kepenyse. Tokia SM kaupimosi

tendencija būdinga todėl, kad būtent kepenyse ir inkstuose yra daugiausiai baltymų su dideliu

skaičiumi tiolo grupių (prie kurių SM jungiasi ypač lengvai). SM ir jų junginiai pasišalina

įvairiausiais keliais ir pažeidžia tam tikro organo, pvz., inkstų, odos, žarnų, funkcinę veiklą. SM

patenka į ląsteles ir pažeidžia ląstelinių struktūrų apvalkalėlius ir sutrikdo gyvybiškai svarbius

biocheminius procesus. Žinoma, kad riebaluose tirpūs SM junginiai per ląstelių membranas į

organizmą patenka daug lengviau. Kiti SM patenka aktyviosios pernašos būdu, kuriai reikalinga

energija arba difunduoja pasyviosios pernašos būdu, kuriai papildomos energijos nereikia [2, 53].

Nepaisant skirtingų kenksmingų metalų ir jų junginių savybių, yra daug bendrų bruožų tarp

apsinuodijimo skirtingais SM ir jų junginiais – pvz., vietinis ir rezorbcinis metalo poveikiai. SM ir

jų junginiai gali sukelti cheminį nudegimą, audinių nekrozę, denatūruoti baltymus. Labai stipriai

pažeidžiamas virškinimo traktas, kai apsinuodijama SM ir jų junginiais per burną. Tuomet net 80%

pacientų atsiranda įvairaus sunkumo virškinimo kanalo sutrikimai ir pažeidimai, kurie pasireiškia

dėl vietinio nuodingų junginių poveikio. Gali atsirasti virškinimo kanalų nudegimai, išsivystyti

toksinis gastroenteritas, pasireiškiantis kartu su pykinimu, vėmimu, intensyviais pilvo skausmais,

viduriavimu, dėl kurio prasideda hipovolemija, sutrinka elektrolitų pusiausvyra, dažnai prasideda

kraujavimas iš skrandžio ir žarnyno [2, 41].

Esant ūmiems apsinuodijimams būna mažai laiko, o kartais visai neįmanoma ištirti SM

kokybinius ir kiekybinius rodiklius įvairose žmogaus organizmo terpėse. Tada taikoma

diferenciacinė diagnostika ir įvertinami tam tikri bendrai žinomi simptomai, pasireiškiantys

apsinuodijus SM bei jų junginiais, pvz., stomatitas ir metalo skonis burnoje, ar tam metalui

būdingos spalvos ir konsistencijos apnašos ant dantų. Pavyzdžiui, apsinuodijus Pb junginiais, gali

pasireikšti stiprūs skausmai (švino diegliai) ir vidurių užkietėjimas [2, 41].

17

Po apsinuodijimo gali būti skiriama išplauti skrandį arba tam tikrais atvejais – naudoti

aktyvintąją anglį. Detoksikavimui gali buti paskiriami, nenuodingus kompleksus su SM sudarantys,

junginiai, pvz., CaNa2EDTA (etilendiamintetraacto rūgšties kalcio natrio druska), N-acetilcisteinas,

dimerkaprolis (BAL) [7].

1.5 Cinkas

Zn spalva – melsvai sidabriška. Tai minkštas metalas, kurio gamtoje randama įvairių

mineralų sudėtyje. Zn dažnai naudojamas kitų paviršių padengimui, nes jis yra atsparus oro

poveikiui. Oro ir vandens garų poveikyje iš Zn susidaro bazinis Zn karbonatas. Šis metalas gerai

tirpsta šarmuose ir rūgštyse [7].

Labiausiai paplitęs pereinamasis metalas organizme po Fe yra būtent Zn. Tai vienintelis

metalas, kuris yra visose šešiose fermentų klasėse (oksidoreduktazės, transferazės, hidrolazės,

liazės, izomerazės, ligazės). Fermentinę funkciją ir reaktingumą lemia Zn geometrinės ir

prisijungimo charakteristikos [18].

Zn yra pereinamasis metalas. Jo atominis skaičius yra 30. Tai yra 23-ias labiausiai paplitęs

elementas žemėje. Zn turi penkis stabilius izotopus: 64 Zn (48,63%), 66 Zn (27,90%), 67 Zn

(4,90%), 68 Zn (18,75%) ir 70 Zn (0,62%). Tirpale Zn egzistuoja kaip 2+ reduktorius ir skirtingai

nei Fe2+

ir Cu2+

, yra redoksostabilus pagal fiziologines sąlygas, kai elektronais yra užpildytas d

apvalkalas. Zn sudaro daug tirpių druskų, įskaitant halogenidus, sulfatus, nitratus, formiatus,

acetatus, tiocianatų perchloratus, fluosilikatus, cianidus, šarminius metalus [18].

Moksliniais tyrimais įrodyta, kad Zn kasdien reikia normaliam organizmo vystymuisi,

augimui ir brendimui. PSO rekomenduojama Zn dozė vaikams, jaunesniems nei vieneri metai, yra 5

mg per parą. Vaikams, vyresniems nei 1 metai – 10 mg per parą. Jis labai svarbus griaučių

formavimuisi, ląstelių atsinaujinimui. Zn reikalingas normaliam lytinių ir priešinės liaukos

funkcionavimui bei vyriškų hormonų apykaitai [7, 50].

Zn veikia kelis imuninės sistemos aspektus. Zn yra labai svarbus tarpininkas normaliam

įgimto imuniteto, neutrofilų NK (angl. natural killers) ląstelių vystymuisi ir funkcijoms. Zn

trūkumas taip pat turi įtakos makrofagams, fagocitozei ir citokinų gamybai. Zn trūkumas neigiamai

veikia T (T limfocitai) ir B (B limfocitai) ląstelių augimą bei funkcijas. Zn geba veikti kaip

antioksidantas ir stabilizuoti membraną. Zn turi prevencinių savybių prieš laisvuosius radikalus,

kurie atsiranda vykstant uždegimo procesams ir sukelia didelę žalą tų procesų paveiktiems

audiniams [39, 40].

18

Įvertinta, kad net 23% pasaulio gyventojų kenčia nuo Zn trūkumo. Žmogaus organizmui

Zn reikia kasdien gauti su maistu, norint palaikyti normalią imuninę sistemą. Sunkus Zn trūkumas

pasireiškia kaip akrodermatitas, enteropatija (retai). Nuo lengvo iki vidutinio trūkumo labiausiai

kenčiama besivystančiose šalyse, ypač dažnai trūkumas pasireiškia tarp moterų ir vaikų [50].

Dabartinėmis mokslininkų prognozėmis, šiuo metu Zn kiekio trūkumą organizme gali

turėti daugiau nei 2 milijardai žmonių besivystančiose šalyse. Šio SM trūkumas gali sukelti augimo

sulėtėjimą, imunines disfunkcijas ir pažinimo sutrikimus, tačiau šie reiškiniai išnyksta vartojant Zn

preparatus. Zn trūkumas gali pasireikšti susirgus, dėl rūkymo, per didelio alkoholio suvartojimo. Zn

svarbų vaidmenį atlieka oksidacinio streso slopinime. Oksidacinis stresas sukelia tokius procesus

kaip aterosklerozė, neurodegeneracijos, imunologiniais sutrikimai ir senėjimo procesai [38, 39, 51].

Nustatyta Zn chlorido mirtina dozė, kuri yra nuo 3 iki 5 g, Zn sulfato – nuo 5 iki 10 g.

Didžiausia leidžiama Zn oksido koncentracija ore yra 0,5 mg/m3 [7].

1.6 Varis

Varis yra rausvos spalvos metalas, turintis jam būdingą metalinį blizgesį. Cu gamtoje

galima rasti gryno ir įvairių mineralų pavidalu. Rūdynuose Cu dideliais kiekiais išgaunamas Cu

oksidų, sulfidų ir karbonatų pavidalu. Cu iš įvairių tiriamųjų žmogaus organizmo bandinių

(pavyzdžiui, teismo medicinoje tiriant apsinuodijimo priežastį) yra išskiriamas dviemis būdais:

sausos arba drėgnos mineralizacijos metodais [7, 44, 47].

Cu priskiriamas gyvybiškai reikalingiems mikroelementams. Šio metalo randama tam tikrų

fermentų sudėtyje, kurie reguliuoja ląstelių oksidacijos – redukcijos reakcijas. Taip pat svarbus

hemoglobino susidarymui, organizmo augimui ir vystymuisi, medžiagų apykaitai, kaulų

formavimuisi, normaliai odos funkcijai (odos pigmentacijai). Augalams šis metalas tai pat labai

reikalingas produktyviai fotosintezei ir normaliam azoto pasisavinimui [7, 44, 47].

Vitaminas E apsaugo ląstelę nuo Cu sukelto oksidacinio pažeidimo. Askorbo rūgštis taip

pat apsaugo nuo neigiamo Cu poveikio. Dideli kiekiai askorbo rūgšties ir Zn gali užkirsti kelią Cu

pertekliui organizme, neleisdami jo įsisavinti. Zn, kaip konkurencinis elementas, gali neleisti Cu

prisijungti prie tam tikrų receptorių [23].

Cu, yra labai svarbus elementas fermentuose, kurie dalyvauja gyvybiniuose procesuose. Cu

yra aptinkamas baltymų sudėtyje, gali būti randamas laisvas ir katalizuoti labai reaktyvius

hidroksilo radikalus. Remiantis duomenimis, gautais iš ląstelių kultūrų in vitro tyrimų, galima teigti,

kad Cu gali netgi inicijuoti oksidacinę žalą ir sutrikdyti svarbias ląstelės funkcijas. Dideli Cu kiekiai

19

(esant nelaimingam atsitikimui, aplinkos taršai, ar netinkamoms darbo sąlygoms), organizmui

sukelia oksidacinę žalą. Oksidaciniai šio cheminio elemento sukeliami pažeidimai yra susiję ir su

nenormaliu Cu metabolizmu ir neurodegeneraciniais pokyčiais. Įdomu tai, kad Cu trūkumas

mityboje gali didinti ląstelių jautrumą oksidaciniams pažeidimams [17, 44].

Cu yra nuodingesnis metalas, nei Zn, didžiausia leidžiama koncentracija milteliuose ir

dulkėse yra 0,1 mg/m3

[7].

1.7 Švinas

Vienas iš pagrindinių SM yra švinas. Dėl savo savybių gali būti pavojingu aplinkos teršalu.

Be gamtos dūlėjimo procesų, Pb aplinkoje atsirada iš kasybos ir lydymo pramonės, taip pat jo

galima rasti dažuose, benzine, sprogmenyse [46, 37].

Švinas yra palyginus minkštas metalas. Jo spalva – pilka, iš kurios jis dažnai atpažįstamas.

Tai gamtoje paplitęs metalas. Jo randama įvairiuose mineraluose: cerusite, galenite, anglezite ir

kituose junginiuose. Pb iš tiriamųjų objektų gali būti išskiriamas drėgnosios mineralizacijos būdu.

Nesusitariama dėl tikslios mirtinos vienkartinės Pb dozės. Kai kuriuose literatūros šaltiniuose

teigiama, kad ji svyruoja nuo 155 mg/kg iki 454 mg/kg kūno svorio [7].

Pb yra daugelyje sričių naudojamas toksiškas metalas. Apsinuodijimas ir mirtingumas nuo

Pb priklauso nuo daugelio organizmo savybių: tam tikra Pb dozė vienam žmogui gali sukelti

vidutinio sunkumo apsinuodijimą, o kitam jau gali būti mirtina. Pb kelia didelę grėsmę gyvybinėms

funkcijoms ir normaliam organizmo vystymuisi. Ypač jis pavojingas vaikams [46].

Žymus Pb kiekio padidėjimas pastebėtas kultivuojamuose dirvožemiuose netoli pramonės

rajonų. Pb kaupiasi žemės sluoksniuose ir jo koncentracija mažėja gilesniuose dirvožemio lygiuose.

Jis yra lengvai pasisavinamas augalų ir kaupiasi įvairiuose jų organuose. Pb dar kitaip vadinamas

protoplazminiu nuodu, kuris kumuliuoja organizme ir lėtai jį pažeidžia [46].

Nors buvo imtasi sumažinti Pb naudojimą ir plitimą aplinkoje, tačiau jis išlieka vienas iš tų

SM, kurie sukelia didelį pavojų žmogaus sveikatai. Pb iš organizmo ląstelių išstumia kitus

gyvybiškai svarbius katijonus, pvz., kalcį ir Zn. Pb sutrikdo įvairius biocheminius procesus: ląstelės

transportą, energijos apykaitą, signalines ląstelės sistemas, fermentinius procesus, genetinės

informacijos realizavimą. Pb dažniausiai pažeidžia membraninius jonų kanalus ir sutrikdo

signalizacinius ląstelių procesus. Pb yra neurotoksiškas, nes dažnai pažeidžia centrinę nervų

sistemą. Ilgalaikis Pb poveikis gali daryti įtaką pažinimo procesams su elgesio pokyčiais. Šie

procesai yra pavojingiausi vaikams, kadangi visi pakitimai gali būti ilgalaikiai ir neištaisomi.

20

Naujausi klinikiniai tyrimai rodo, kad labiausiai yra pažeidžiami 2-3 metų vaikai, kuriems Pb

koncentracijos padidėjimas kraujyje sutrikdo protinį vystymąsi ir šie reiškiniai išlieka visą

gyvenimą [24, 38, 41].

Švinas į organizmą gali patekti įkvėpus jo garų, per odą arba tiesiog jį prarijus. Pb,

patekusio į organizmą, galimi šalutiniai poveikiai priklauso nuo žmogaus mitybos ypatumų bei

amžiaus. Todėl, nors ir suaugusieji įsisavina vidutiniškai nuo 10 iki 15% viso į organizmą patekusio

kiekio, šis kiekis gali padidėti net iki 50%, jei Pb apsinuodija kūdikis, mažas vaikas ar nėščia

moteris. Absorbcija per žarnyną dar labiau padidėja, jei su maistu į organizmą patenka mažai

geležies, kalcio, fosforo arba Zn. Absorbuotas Pb kraujotakos būdu yra išnešiojamas į kitus audinius

ir jo daugiausiai randama minkštuosiuose audiniuose, kraujyje ir kauluose [24, 35] Kraujyje apie

99% Pb kiekio randama eritrocituose, o likęs kiekis (apie 1%) pasiskirsto plazmoje ir kraujo

serume. Pb koncentracija plazmoje tampa didesnė nei kraujyje, kai Pb pasiskirsto į kitus organus,

tokius kaip smegenys, plaučiai, blužnis, inkstų žievė, dantys, kaulai [30, 35, 37].

Pb patekimas iš kraujo į minkštuosius audinius trunka maždaug 4-6 savaites, o jo

pusperiodis kraujyje yra apie 35 dienos, minkštuosiuose audiniuose - apie 40 dienų, o kauluose -

nuo 20 iki 30 metų. Pb pusperiodis įvairiuose audiniuose ir organuose gali priklausyti nuo

organizmo amžiaus: vaikams jis būna žymiai ilgesnis [7].

1.8 Kadmis

Cd yra sidabriškai baltas metalas. Jis yra tąsus, minkštas, lengvai formuojamas. Cd dažnai

randama kartu su Zn junginiais. Jis pasižymi tirpumu mineralinėse rūgštyse. Gamtoje gryno Cd

nerandama. Dažniausiai jis išgaunamas mineralų (monteponito, otavito, grinokito) ir kitų junginių

pavidalu [7].

Cd žinomas kaip ypatingai nuodingas ir aplinkoje paplitęs metalas. Jis yra vienas iš

toksiškiausių gamtoje randamų SM. Jis priklauso 20 pavojingiausių elementų sąrašui. Ypatingai

padidėjo oro, vandens, dirvožemio užterštumas Cd dėl išaugusio jo panaudojimo pramonėje:

baterijų, dažų, trąšų, pesticidų, plastiko gamyboje [6].

Šis metalas dar labiau didina cigarečių toksiškumą, nes jo nemažai randama tabake:

vienoje cigaratėje šio nuodingo metalo yra maždaug 0,5–1 mg. Paprastai šio metalo į žmogaus

organizmą patenka per virškinimo ir kvėpavimo organų sistemas. Apie 70 kg sveriančio žmogaus

organizmas su maistu jo gali gauti iki 70 μg, tačiau Cd labai prastai rezorbuojamas virškinimo

trakte (tik apie 5%). Įdomu tai, kad daugiau Cd absorbuojama organizme, kuris yra jautrus Cd arba

21

kuriam nustatytas geležies trūkumas. Kvėpavimo takuose šio metalo rezorbuojasi dešimt kartų

daugiau, nei virškinimo trakte: net iki 50 proc daugiau. Įkvėptas CdO2 kaupiasi organizme: apie 10

proc. šio metalo nusėda plaučių audinyje. Didelė tikimybė, kad Cd itin daug galima aptikti rūkančių

žmonių organizme: net 30 – 40 proc. šio metalinio nuodo absorbuojasi į rūkančių žmonių kraują

[6].

Per os patenkančių Cd druskų vienkartinė mirtina dozė yra 350 mg. Tačiau kitais

litaratūros duomenimis, pakanka tik 30 – 50 mg Cd druskų, kad mirtinai pakentų žmogaus

organizmui. Cd yra daug nuodingesnis metalas, nei prieš tai minėtieji Zn ir Cu. Nustatyta didžiausia

leidžiama Cd ir jo druskų koncentracija žmogaus organizme yra 0,05 mg/m3, o Cd oksido

leidžiama koncentracija yra dar mažesnė – 0,01 mg/m3 [7].

Cd neigiamai veikia augalų augimą ir vystymąsi. Į aplinką jis patenka iš elektrinių,

šildymo sistemų, metalų apdirbimo pramonės ar automobilių. Cd pripažįstamas svarbiu aplinką

teršiančiu elementu dėl savo toksiškumo ir didelio tirpumo vandenyje. Cd natūraliai niekada

nerandamas grynas, tačiau dažnai jo pasitaiko tokiuose mineraluose, kuriuose yra Zn ir Pb [15].

Apskaičiuota, kad dirvožemis dar sąlyginai nėra užterštas, kai Cd koncentracija tirpaluose

svyruoja nuo 0,04 iki 0,32 mM. Dirvožemis laikomas užterštu jau tada, kai Cd koncentracija tirpale

svyruoja nuo 0,32 iki 1 mM. Cd toksiškumo mechanizmas žmogaus ir augalų organizmams nėra

visiškai aiškus [15].

Cd, patekęs į žmogaus organizmą, yra toksiškas. Cd - tai metalas, kurio net maži kiekiai

gali pakenkti. Cd labai lengvai pasisavinamas augalų. Yra nustatyta, kad dideli Zn kiekiai gali

sumažinti Cd kaupimąsi augaluose. Suvartojus augalų, kurių sudėtyje yra nors ir maži Cd kiekiai,

galimi organizmo funkcijų sutrikimai. Didesnis Cd kiekio patekimas galimas žmonėms, kurie

vartoja augalus, augančius dirvožemyje, esančiame arti miestų [29].

Cd koncentracija aplinkoje didėja nuolatos dėl žmogaus veiklos rezultatų. Šį SM šalinti iš

aplinkos nėra realu dėl jo įvairių formų paplitimo aplinkoje bei jo ilgo irimo. Daugiausiai Cd į

aplinką patenka fosfatinių trašų pavidalu, žemės ūkio tikslais. Cd kaupiasi maisto grandinėje

augaluose ir gyvūnuose [33, 41].

Žalingos yra mažos Cd dozės, kurios į organizmą patenka per ilgą laiko tarpą. Cd toksiškas

inkstams, širdies ir kraujagyslių sistemai. Ypatingai sunkius pažeidimus jis gali sukelti kaulams ir

kepenims. Cd gali sukelti sunkaus laipsnio osteoporozę. Pacientams, kurie serga cukriniu diabetu,

Cd daug greičiau pažeidžia inkstus. Taip pat galimas Cd poveikis vėžio atsiradimui, daugiausiai

plaučių, krūties ir prostatos. Ilgalaikė stebėsena parodė, kad negalima išmatuoti ribinio Cd poveikio,

tai reiškia, kad nėra saugios sveikatai pagrįstos ribinės koncentracijos, kuri neturėtų jokio poveikio

žmogaus organizmui [33, 41].

22

Kai kuriais tyrimais nustatyta, kad Cd gali turėti įtakos ir krūties vėžio atsiradimui.

Pavyzdžiui, moterys turi dvigubai didesnę riziką susirgti krūties vėžiu, jei jų šlapime nustatytas

dvigubai didesnis, nei įprasta, Cd kiekis. Pabrėžiama ir tai, kad daugiau kaip septynis kartus didesnė

rizika susirgti krūties vėžiu yra daug rūkančioms moterims (per dieną surūkančioms daugiau nei 20

cigarečių), kurios neturi vaikų ir niekada nėra žindžiusios. Kancerogenis Cd poveikis ištirtas

eksperimentiniais tyrimais. Įrodyta, kad šį metalinį nuodą organizmas atpažįsta kaip estradiolį: jis

aktyvina estrogenams jautrius receptorius (ER) ir taip trukdo prisijungti natūraliam organizmo

hormonui estradioliui. Cd gali ženkliai didinti riziką susirgti krūtinės vėžiu, nes geba prisijungti ir

aktyvinti ER. Todėl šio metalo koncentracijos padidėjimas organizme gali tapti dažniausiai tarp

moterų pasitaikančio vėžio priežastimi [6].

Viena pagrindinių problemų, dėl nuolatinio Cd poveikio, yra inkstų pažeidimai. Inkstus Cd

pasiekia Cd-metalotioneino (Cd-Mt) forma. Taip jis prafiltruojamas į glomerulus ir vėliau lieka

proksimalinėje inkstų kanalėlių dalyje. Toje dalyje, dėl nuolatinio Cd sąlyčio su organizmu, jis ir

yra kaupiamas. Didėjant Cd koncentracijai inkstuose, padidėja kalcio išsiskyrimas, dėl to didelė

rizika atsirasti inkstų akmenims. Pagrindiniai inkstų pažeidimo žymenys yra šlapime išskiriami β2-

mikroglobulinas, N-acetil-α-D-glucosaminidazė. Šių junginių inkstai išskiria daugiau jei jie yra

pažeisti Cd [28].

Pastebėtas ir Cd poveikis reprodukcijai. Daugiausiai pažeidimų susiję Cd poveikiu

progesteronui ir testosteronui. Mažos Cd dozės skatina kiaušidžių progesterono sintezę, o didelės

dozės slopiną ją [28,48].

Keli tyrimai parodė artimą ryšį tarp Cd intoksikacijos ir kaulų pažeidimų bei Itai-itai ligos.

Tai liga, kurios metu atsiranda žemos kokybės kaulų mineralizacija, didelis kaulų lūžių dažnis,

padidėjęs osteoporozės sukeltas intensyvus kaulų skausmas. Kaulų pažeidimai pasireiškia net dėl

minimalių Cd intoksikacijų, kurios sukelia kaulo demineralizaciją [28, 48].

1.9 Taninai

Literatūroje taninai apibrėžiami kaip vandenyje tirpūs fenolio junginiai, kurių molekulinė

masė yra tarp 500 ir 3000 D. Šie polifenoliai turi daug hidroksilo grupių. Dėl šios savybės jie

sugeba jungtis su baltymais ir kitomis makromolekulėmis. Taninai skirstomi į dvi grupes:

hidrolizuojami ir nehidrolizuojami. Hidrolizuojami taninai turi polihidrinio alkoholio centrinę šerdį

ir hidroksilo grupes, kurios susiesterinusios su įvairiomis rūgštimis. Junginiai, kurių molekulinė

masė mažesnė nei 500 D arba didesnė nei 3000 D, yra neaktyvūs [19].

23

Kondensuoti taninai, dar kitaip vadinami poliflavonoidais, yra natūralūs junginiai, randami

daugelyje augalų. Šiuos junginius augalai naudoja kaip priemonę, skirtą apsisaugoti nuo vabzdžių,

grybų ir bakterijų. Taninai sudaryti iš rezorcinolinio tipo A žiedo ir pirogalolinio tipo B žiedo. Šie

žiedai yra susijungę C4-C6 arba C4-C8 jungtimis. Paprasčiausia, bendroji, tanino struktūra yra

pavaizduota 4 pav. [49].

4 pav. Bendroji taninų struktūra. [49]

Norint pašalinti SM iš įvairių terpių dažniausiai naudojami procesai yra cheminis

nusodinimas, filtravimas per membraną, jonų mainai, anglies adsorbcija. Atlikus tyrimus buvo

pasiūlyti šie sorbentai: medienos žievė, kaip gausus taninų šaltinis, negyva biomasė, ligninas,

modifikuota medvilnė ir vilna, samanos, molis, ceolitas ir kitos [11, 20].

Žievė yra efektyvi VAŽ dėl didelio taninų kiekio joje. SM adsorbcijoje dalyvauja

polifenolinės grupės. Vyksta jonų mainai, kurių metu metalo katijonai išstumia fenolio hidroksilo

grupę, taip suformuojamas chelatas [11, 20].

24

2. TYRIMO OBJEKTAS IR METODIKA

2.1 Tyrimo objektas ir vieta

Tyrimams buvo pasirinkta įvairiose Lietuvos vietovėse auganti paprastoji jonažolė

(Hypericum perforatum L.). Paprastoji jonažolė buvo renkama 2012 birželio mėnesio 15 d. – liepos

mėnesio 15 d. VAŽ buvo rinkta septyniuose Lietuvos Respublikos rajonuose: Druskininkų,

Vilniaus, Kauno, Vilkaviškio, Panevėžio, Šiaulių ir Klaipėdos.

2.2 Tyrimo metodika

VAŽ, skirta bandiniams, buvo renkama atokiose vietose, esančiose toli nuo magistralinių

kelių, geležinkelių, miestų. Norint išvengti galimos žalos gamtai, jonažolių žaliava buvo renkama

didesniuose plotuose, paimant tik po kelias antžemines dalis iš vienos vietos.

Kiekviename rajone surinkta VAŽ buvo išdžiovinama šiltoje, gerai vėdinamoje patalpoje.

VAŽ, surinkta iš skirtingų rajonų, buvo džiovinama atskirai viena nuo kitos, taip sumažinant

žaliavų susimaišymo galimybę. Išdžiovinta VAŽ buvo supakuojama į švarius užspaudžiamus

polietileno maišelius, apsaugant ją nuo galimo užterštumo iš aplinkos patenkančiais SM ir laikant

sausoje, vėsioje, tamsioje vietoje iki tyrimų pradžios.

2.3 Vaistinės augalinės žaliavos mineralizavimas

Nustatant SM kiekius buvo atliekama VAŽ mineralizacija. Kiekvieno tyrimo metu buvo

vykdoma vieno pasirinkto rajono VAŽ mineralizacija. Analitinėmis svarstyklėmis buvo atsveriama

po 100 mg (±0,01 mg) VAŽ (paprastosios jonažolės žolės antžeminė žydinti dalis, kurią sudaro

stiebas, lapai, žiedynai). Atsverta VAŽ buvo dedama į švariai išplautus ir išdžiovintus kvarcinius

indus. Perkėlimas buvo ypatingai kruopsčiai vykdomas traukos spintoje, norint neužteršti bandinių.

Ant VAŽ buvo užpilama HNO3, HCl ir H2O2 koncentruotų tirpalų mišinio. Vienam mėginiui

mineralizuoti buvo naudota 3 ml konc. HNO3, 1,5 ml konc. HCl ir 0,5 ml H2O2. Kvarciniai indai

buvo iškemšami tefloniniais kamsčiais ir talpinami į mineralizatorių. Mineralizatoriuje pagal

specialią programą didinant slėgį ir temperatūrą buvo mineralizuojami bandiniai su H.perforatum

25

VAŽ. Mineralizatoriaus Multiwave 3000, kuriuo buvo atliekamas VAŽ mėginių mineralizavimas,

pavaizduota 5 pav. Po mineralizavimo bandiniai buvo perkelti į sterilius megintuvėlius ir laikyti

šaltyje.

5 pav. Mineralizatorius Multiwave 3000 [58]

2.4 Vaistinės augalinės žaliavos vandeninės ištraukos paruošimas

Norinti išsiaiškinti SM galimybes pereiti iš VAŽ į tirpiklį, vykdant ekstrakciją, buvo

pasirinkti du skirtingi ekstrakcijos būdai, naudojant du plačiausiai naudojamus ekstragentus –

vandenį ir etanolį.

Vienos ekstrakcijos metu gaminama po 8 bandinius iš kiekvienos skirtingame Lietuvos

rajone rinktos VAŽ. Iš viso buvo pagaminti 56 mėginiai. Ekstrakcija, kaip ekstrahentą naudojant

vandenį, buvo atliekama atsižvelgiant į reikalavimus, nurodytus ant vaistinėje įsigytos VAŽ

pakuotės. Kiekvienam mineralizatui pagaminti buvo atsveriama po 100 mg (±0,01 mg) jonažolės

žolės. Kiekvienas VAŽ bandinys buvo užpiltas 5 ml verdančio bidistiliuoto vandens uždengtuose

karščiui atspariuose indeliuose ir 10 min termostate palaikoma stabili 100°C temperatūra.

Naudojamas bidistiliuotas vanduo. Taip sumažėja rizika bandinius papildomai užteršti ekstrahente

esančiais SM. Dar neatvėsusios ištraukos buvo filtruojamos per filtrą ir laikomos iki tyrimo

pradžios.

2.5 Vaistinės augalinės žaliavos etanolinės ištraukos paruošimas

Kitas pasirinktas ektrahentas buvo etanolis. Fitofarmacijoje jis yra vienas populiariausių

ekstrahentų. Pasirinkta etanolio koncentracija - 96% V/V. Būtent tokios koncentracijos etanolis

26

pasirinktas dėl to, kad būtų sukuriamos visiškai skirtingos ekstrakcijos sąlygos, nei tos, kai

ekstahentas yra vanduo. Iš kiekvieno rajono rinktos VAŽ pagaminti 6 mėginiai: buvo atsveriama

po 100 mg (±0,01 mg) paprastosios jonažolės VAŽ ir užpilama 5 ml 96 proc. V/V etanoliu

uždengtuose karščiui atspariuose, švariuose ir bemetaliuose indeliuose. Etanoliu užpilta VAŽ buvo

kaitinama iki 100 °C ir 10 min termostate palaikoma stabili temperatūra. Dar neatvėsus etanolinė

ištrauka buvo filtruojama per popierinį filtrą bei laikoma iki tyrimo pradžios.

2.6 Taninų išskyrimas iš vaistinės augalinės žaliavos

Gaminant koncentruotą taninų tirpalą, buvo pasirinktas farmakopėjinis metodas taninų

išskyrimui. 2 g susmulkintos VAŽ užpilama 250 ml verdančio vandens. Šis mišinys virinamas 30

min vandens vonelėje dažnai pamaišant. Prijungiamas grįžtamasis šaldytumas (kondensatorius).

Gautas ekstraktas atvėsinamas iki kambario temperatūros, nukošiamas per vatą. Svarbu,

kad į nukoštą ištrauką nepatektų VAŽ dalelių. Ant 25 ml gautos ištraukos užpilama 500 ml

bidistiliuoto H2O ir 25ml šviežiai paruoštos indigosulfonrūgšties tirpalo. Titruojama šviežiai

paruoštu 0,02 M KMnO4 tirpalu nuolat maišant ir plakant, kol atsiranda geltona spalva. Kartu

atliekamas tuščiasis mėginys, su kurio spalva lyginamas nutitruotas taninų turintis mišinys.

1 ml 0,02 M KMnO4 tirpalo atitinka 0,004157 g raugų (perskaičiavus į taniną). Visiškai

sausos žaliavos raugų kiekis procentais apskaičiuojamas pagal formulę:

čia: V – tiriamosios žaliavos ištraukai titruoti sunaudotas 0,02 M KMnO4 tirpalo tūris ml;

V1 – tuščiajam mėginiui titruoti sunaudotas 0,02 M KMnO4 tirpalo tūris ml;

m – žaliavos masė g;

W – žaliavos drėgmė %.

Šviežiai laboratorijoje paruošiamas reagentas: indigosulfonrūgšties tirpalas. 1,0 g

indigokarmino ištirpinama 25 ml sulfato rūgšties, įpilama dar 25 ml sulfato rūgšties ir atsargiai

praskiedžiama vandeniu iki 110 ml [1].

27

2.7 Sunkiųjų metalų koncentracijos nustatymas

SM koncentracijos mineralizatuose, vandeniniuose ir etanoliniuose tirpaluose buvo

nustatytos Perkin Elmer Zeeman 3030 atominiu spektrofotometru. SM buvo nustatinėjami esant

skirtingiems šviesos bangos ilgiams: Cd – 228,8 nm, Pb – 283,3 nm, Cu – 324,8 nm, Zn – 324,8

nm. Taip pat buvo taikyti skirtingi temperatūriniai rėžimai. Temperatūra buvo kelta atitinkamais

lygiais ir išlaikoma nustatytą laiką. Temperatūra kelta iki maksimalios, kol bus užfiksuotas sunkiųjų

metalų kiekis ir apskaičiuota koncentracija. Mėginiai matuoti atsitiktine tvarka po vieną kartą.

Koncentracija buvo perskaičiuota iš µg/l į µg/g. Gauti rezultatai buvo užrašomi atskirai į lentelę.

5 pav. Perkin Elmer Zeeman 3030 atominis spektrofotometras [59]

Statistinė duomenų analizė atlikta Excel (versija 12) programa, įtraukta į Office 2007.

Atliekant statistinę analizę apskaičiuoti rodiklių aritmetiniai vidurkiai išreikšti µg/g ir vidurkių

standartiniai nuokrypiai ±SN. Palyginimui tarp dviejų grupių naudotas t (Stjudento) kriterijus ir jų

statistinis reikšmingumas laikomas patikimu, kai p<0,05.

28

3. TYRIMŲ REZULTATAI

3.1 Cinko koncentracijų mineralizate ir vandeninėje ištraukoje pasiskirstymas

Norint įvertinti Zn koncentracijų pokyčius mineralizacijos ir ekstrakcijos būdais paruoštoje

paprastosios jonažolės VAŽ, buvo atliktas bendras Zn koncentracijų vidurkių palyginimas

septyniuose Lietuvos rajonuose (Druskininkų, Vilniaus, Kauno, Vilkaviškio, Panevėžio, Šiaulių ir

Klaipėdos) surinktoje VAŽ. Nustatytas Zn koncentracijos vidurkis vandeninėje ištraukoje (t.y.

15,92± 2,12 µg/g) buvo beveik 1,5 karto mažesnis nei mineralizate (t.y. 21,49± 2,75 µg/g) ir tai yra

statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05) (6 pav.).

6 pav. Zn koncentracijų (µg/g) ±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) VAŽ mineralizatuose ir vandeninėse ištraukose (SN – standartinis nuokrypis)

*p<0,05, lyginant mineralizato ir ištraukos skaitines reikšmes tarpusavyje.

Cinko koncentracijų vidurkių paprastosios jonažolės VAŽ palyginimas skirtinguose

Lietuvos rajonuose pateiktas 7 pav. Mažiausias Zn koncentracijos vidurkis mineralizate nustatytas

Šiaulių rajone surinktoje VAŽ (18,08±3,07 µg/g) ir yra 1,4 karto mažesnis už didžiausią Zn

koncentracijos vidurkį (25,89±9,39 µg/g), nustatytą Druskininkų rajone. Palyginus šiuos du rajonus

tarpusavyje, nustatyta statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05). Kauno ir Panevėžio rajonuose,

lyginant su Šiaulių rajonu, Zn koncentracijų vidurkiai yra atitinkamai didesni 3,7% ir 9,7%.

Palyginus Panevėžio ir Šiaulių rajonuose mineralizacijos būdu paruoštą VAŽ, nustatytas statistiškai

29

reikšmingas skirtumas (p<0,05). Vilkaviškio, Klaipėdos ir Vilniaus rajonuose Zn koncentracijos

vidurkiai buvo mažesni nei Druskininkų rajone surinktoje VAŽ – atitinkamai 15%, 16% ir 12,5%.

Lyginant Zn koncentracijos vidurkius VAŽ, surinktoje Vilkaviškio, Klaipėdos ir Vilniaus

rajonuose, statistiškai reikšmingo skirtumo nenustatyta (p>0,05).

7 pav. Zn koncentracijos (µg/g)±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) mineralizate ir vandeninėje ištraukoje (SN - standartinis nuokrypis)

*p<0,05, lyginant su Šiaulių rajone surinkta ir mineralizacijos būdu paruošta VAŽ,

**p<0,05, lyginant su Vilkaviškio rajone surinkta ir ekstrakcijos būdu paruošta VAŽ,

ºp<0,05, lyginant su Druskininkų rajone surinkta ir ekstrakcijos būdu paruošta VAŽ.

Druskininkų rajone surinktos paprastosios jonažolės VAŽ vandeninėje ištraukoje

nustatytas mažiausias Zn koncentracijos vidurkis (t.y. 12,41±3,59 µg/g), 1,5 karto mažesnis už

didžiausią Zn koncentracijos vidurkį (t.y. 18,85±2,58 µg/g), nustatytą Vilkaviškio rajone. Palyginus

šiuos du rajonus tarpusavyje, nustatytas statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05). Kauno,

Panevėžio, Šiaulių Klaipėdos ir Vilniaus rajonuose surinktoje ir ekstrakcijos būdu paruoštoje VAŽ

Zn koncentracijų vidurkiai statistiškai reikšmingai nesiskyrė (p>0,05). Palyginus Vilkaviškio rajone

surinktos VAŽ rezultatus su Kauno, Panevėžio, Šiaulių, Klaipėdos ir Vilniaus rezultatais, nustatyta

atitinkamai 5,4%; 29,0%; 14,5%; 21,7% ir 19,6% mažesnės Zn koncentracijų vidurkių skaitinės

reikšmės. Tarp Vilkaviškio ir Panevėžio rajonų nustatytas statistiškai reikšmingas skirtumas

(p<0,05). Palyginus Druskininkų rajone surinktos VAŽ rezultatus su Panevėžio, Šiaulių, Klaipėdos

30

ir Vilniaus rezultatais, nustatyta statistiškai reikšmingas skirtumas tarp Druskininkų ir Šiaulių

rajonuose surinktos ir ekstrakcijos būdu paruoštos paprastosios jonažolės VAŽ.

Didžiausias Zn koncentracijų vidurkių skirtumas (t.y. net 52,0 %) nustatytas tarp skirtingu

būdu paruoštų ir Druskininkų rajone surinktų VAŽ mėginių. Šis skirtumas yra statistiškai

reikšmingas (p<0,05). Taip pat ryškus Zn koncentracijų vidurkių skirtumas pastebėtas Vilniaus

rajone surinktos VAŽ mėginiuose – 32,0 % ir tai yra statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05).

Kituose rajonuose surinktoje paprastosios jonažolės VAŽ, Zn reikšmių skirtumai buvo ne tokie

žymūs. Mažiausias Zn koncentracijų vidurkių skirtumas nustatytas Kauno ir Šiaulių rajonuose

surinktos VAŽ ištraukose ir mineralizatuose – atitinkamai 5,0% ir 10,0%. Statistiškai reikšmingų

skirtumų šiuose rajonuose, lyginant skirtingus paruošimo būdus, nenustatyta (p>0,05).

Tokie skirtumai tarp H.perforatum VAŽ mineralizato ir vandeninės ištraukos gali atsirasti

dėl augalo ląstelėse vykstančių procesų, kurių metu SM yra surišami su taninais. Galima kelti

hipotezę, kad susidariusiems taninų ir SM kompleksams sunkiau pereiti ląstelės sienelę ir patekti į

vandeninę ištrauką. Mineralizuojant VAŽ yra suardomos visos augalinės ląstelės struktūros ir

vyksta biologiškai aktyvių medžiagų (BAM) destrukcija, todėl tokie procesai jau nebegali vykti.

3.2 Vario koncentracijų mineralizate ir vandeninėje ištraukoje pasiskirstymas

Cu koncentracijos vidurkis paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum L.) mineralizate

yra 11,22±1,11 µg/g (8 pav.). Cu koncentracijos vidurkis vandeninėje ištraukoje yra 6,19±0,72

µg/g. Vario koncentracijos vidurkis vandeninėje ištraukoje 2 kartus mažesnis nei mineralizate ir tai

yra statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05).

31

8 pav. Cu koncentracijų (µg/g) ±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) VAŽ mineralizatuose ir vandeninėse ištraukose (SN – standartinis nuokrypis)

*p<0,05, lyginant mineralizato ir ištraukos skaitines reikšmes tarpusavyje.

Vario koncentracijų vidurkių paprastosios jonažolės VAŽ palyginimas skirtinguose Lietuvos

rajonuose pateiktas 9 pav. Didžiausias Cu koncentracijos vidurkis buvo nustatytas Druskininkų

rajone surinktos VAŽ mineralizate - 13,00±2,50 µg/g ir šis rezultatatas yra 1,4 karto didesnis už

mažiausią Cu koncentracijos vidurkį, kuris nustatytas Vilniaus rajone surinktos VAŽ mineralizate –

tik 9,64±1,21 µg/g. Palyginus šiuos du rajonus tarpusavyje, nustatytas statistiškai reikšmingas

skirtumas (p<0,05). Vilniaus rajone surinktos VAŽ mineralizato Cu koncentracijos vidurkio

skaitinė reikšmė yra 1,3 karto mažesnė, lyginant su Kaune surinktos VAŽ mineralizatu ir tai taip pat

yra statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05).

9 pav. Cu koncentracijos (µg/g)±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) mineralizate ir vandeninėje ištraukoje (SN - standartinis nuokrypis)

*p<0,05, lyginant su Kauno ir Druskininkų rajonuose surinkta ir mineralizacijos būdu paruošta VAŽ,

**p<0,05, lyginant su Druskininkų rajone surinkta ir ekstrakcijos būdu paruošta VAŽ,

ºp<0,05, lyginant su Vilniaus rajone surinkta ir mineralizacijos būdu paruošta VAŽ.

Cu koncentracijos vidurkiai nustatyti ir visuose 7 rajonuose surinktos VAŽ vandeninėse

ištraukose. Mažiausias Cu koncentracijos vidurkis nustatytas Druskininkų rajone surinktos VAŽ

vandeninėje ištraukoje (5,05±0,81 µg/g), o didžiausias - Klaipėdos rajone surinktos VAŽ

32

vandeninėje ištraukoje - 7,06±0,73 µg/g. Šių dviejų rajonų didžiausio ir mažiausio Cu koncentracijų

vidurkių skirtumas yra statistiškai reikšmingas (p<0,05). Statistiškai reikšmingas skirtumas

nustatytas lyginant Druskininkų rajone surinktos VAŽ vandeninės ištraukos skaitines reikšmes su

Vilkaviškio, Kauno, Šiaulių, Klaipėdos ir Vilniaus rajonuose suriktos VAŽ vandeninių ištraukų

skaitinėmis reikšmėmis. Statistiškai reikšmingo skirtumo nepastebėta tarpusavyje lyginant

Druskininkų ir Panevėžio rajonų VAŽ vandenines ištraukas. Cu koncentracijos vidurkis VAŽ

vandeninėse ištraukose yra 6,12 µg/g.

Didžiausias Cu koncentracijų vidurkių skirtumas (61,0%) nustatytas tarp skirtingu būdu

paruoštų ir Druskininkų rajone surinktų VAŽ mėginių. Šis skirtumas yra statistiškai reikšmingas

(p<0,05). Taip pat ryškus Cu koncentracijų vidurkių skirtumas pastebėtas Kauno rajone surinktos

VAŽ mėginiuose (47,0%). Kituose rajonuose surinktoje paprastosios jonažolės VAŽ Cu reikšmių

skirtumai buvo ne tokie žymūs. Mažiausi Cu koncentracijų vidurkių skirtumai nustatyti Vilniaus,

Klaipėdos, Šiaulių ir Vilkaviškio rajonuose surinktos VAŽ skirtingu būdu paruoštuose mėginiuose

– atitinkamai: 38,0%, 36,0%, 37,0% ir 39,0%. Statistiškai reikšmingų skirtumų šiuose rajonuose,

lyginant skirtingus paruošimo būdus, nenustatyta (p>0,05). Tai, kad Cu koncentracijos vidurkis

vandeninėje ištraukoje yra mažesnis nei mineralizate, rodo, kad SM tik iš dalies gali įveikti ląstelės

membranos ir sienelės barjerus.

3.3 Kadmio koncentracijų mineralizate, vandeninėse ir etanolinėse ištraukose

pasiskirstymas

Mažiausias koncentracijos vidurkis mineralizate būdingas kadmiui (0,12±0,02 µg/g).

Kadmio koncentracijos vidurkis mineralizate yra kelis šimtus kartų mažesnis nei letali kadmio dozė.

Kaip ir kitų trijų sunkiųjų metalų (Zn, Cu, Pb), kadmio koncentracijos vidurkis vandeninėje

ištraukoje yra kelis kartus mažesnis. Koncentracijos vidurkis vandeninėje ištraukoje yra 0,02±0,007

µg/g. Tai 6 kartus mažesnė skaitinė reikšmė nei mineralizate ir tai yra statistiškai reikšmingas

skirtumas (p<0,05).

Nagrinėjant gautus duomenis, nustatant Cd koncentracijos vidurkį mineralizate,

vandeninėje ir etanolinėje ištraukose, reikia atsižvelgti į anksčiau aptiktus Cu ir Zn koncentracijos

vidurkius. Svarbu tai, kad paprastoji jonažolė, kaip augalinis vaistas, yra vartojamos užpilant VAŽ

karštu vandeniu ir geriant ištrauką arba gaminant VAŽ etanolinę ištrauką. Todėl aptikti Cd

koncentracijos vidurkiai neturėtų viršyti leistinių koncentracijų šiais būdais pagamintuose

mėginiuose.

33

10 pav. Cd koncentracijų (µg/g) ±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) VAŽ mineralizatuose ir vandeninėse ištraukose (SN – standartinis nuokrypis)

*p<0,05 lyginant mineralizato ir ištraukos skaitines reikšmes tarpusavyje.

Kadmio koncentracijų vidurkių paprastosios jonažolės VAŽ palyginimas skirtinguose

Lietuvos rajonuose pateiktas 11 pav. Didžiausias Cd koncentracijos vidurkis užfiksuotas Panevėžio

rajone surinktos VAŽ mineralizate, jis yra lygus 0,28±0,07 µg/g. Tai beveik 1,8 karto didesnis

koncentracijos vidurkis nei antroje vietoje pagal Cd koncentracijos vidurkių mineralizatuose dydį

esančiuose Druskininkų ir Vilniaus rajonuose ir tai yra statistiškai patikimi skirtumai (p<0,05).

Lyginat Druskininkų rajone surintos VAŽ mineralizatą su visais likusiais rajonais taip pat nustatytas

statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05). Mažiausias Cd koncentracijos vidurkis aptiktas Šiaulių

rajone surinktame VAŽ mineralizate (0,02±0,01 µg/g) 14 kartų mažesnis, nei Cd koncentracijos

vidurkis, nustatytas VAŽ, kuri buvo surinkta Panevėžio rajone. Lyginant šiuos rajonus taip pat

nustatytas statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05).

34

11 pav. Cd koncentracijos (µg/g)±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) mineralizate ir vandeninėje ištraukoje (SN - standartinis nuokrypis)

*p<0,05, lyginant su Panevėžio rajone surinkta ir mineralizacijos būdu paruošta VAŽ,

**p<0,05, lyginant su Šiaulių rajone surinkta ir ekstrakcijos būdu paruošta VAŽ.

Šiaulių rajone surinktos paprastosios jonažolės VAŽ vandeninėje ištraukoje nustatytas

mažiausias Cd koncentracijos vidurkis (t.y. 0,008±0,003 µg/g), kuris buvo 5,5 karto mažesnis už

didžiausią Cd koncentracijos vidurkį, aptiktą Vilkaviškio rajone surinktos VAŽ vandeninėje

ištraukoje (0,044±0,035 µg/g (apvalinama iki tūkstantųjų skaičiaus dalių norint išvengti

netikslumo)). Palyginus šiuos du rajonus tarpusavyje, nustatytas statistiškai reikšmingas skirtumas

(p<0,05). Kauno rajone surinktoje VAŽ Cd nustatyta 3 kartus mažiau, Druskininkuose – 1,7 karto

mažiau, Panevėžyje – 1,3 karto mažiau, Klaipėdoje – 2 kartus mažiau, o Vilniuje – 2,4 karto mažiau

nei Vilkaviškio rajone surinktoje VAŽ ir visi šie skirtumai yra statistiškai reikšmingi (p<0,05).

Cd koncentracijos vidurkis tarp skirtinguose rajonuose surinktos VAŽ vandeninių ištraukų

žymiai svyruoja. Galima kelti hipotezę, kad tokia tendencija atsiranda dėl galimai pakitusios VAŽ

struktūros, tai yra dėl sustorėjusių arba suplonėjusių sienelių ar pažeistos plazminės membranos, dėl

skirtingo įvairios Cd koncentracijos poveikio visai augalo struktūrai, skirtingo Cd koncentracijos

gradiento tarp ląstelės citoplazmos ir ekstrahento.

35

12 pav. Cd koncentracijos (µg/g)±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) vandeninėje ir etanolinėje ištraukoje (SN - standartinis nuokrypis)

*p<0,05, lyginant su Panevėžio rajone surinkta ir mineralizacijos būdu paruošta VAŽ,

**p<0,05, lyginant su Šiaulių rajone surinkta ir ekstrakcijos būdu paruošta VAŽ,

ºp<0,05, lyginant su Vilniaus rajone surinkta ir etanolinės ekstrakcijos būdu paruošta VAŽ.

Kadangi farmacijos industrijoje dažnai yra naudojami skirtingi ekstrahentai įvairioms

vaistinėms formoms gaminti, ypatingai dažnai dėl savo palankių savybių kaip tirpiklis yra

naudojamas etanolis. Norint išsiaiškinti ekstrahento svarbą Cd perėjimo į ištrauką efektyvumui,

buvo atliktas tyrimas su Vilkaviškio, Šiaulių, Klaipėdos ir Vilniaus rajonuose surinkta VAŽ.

Pagamintos etanolinės ištraukos tokiomis pačiomis sąlygomis, kaip ir vandeninės VAŽ ištraukos.

Rezultatai pateikiami 12 pav.

Didžiausias Cd koncentracijos vidurkis buvo aptiktas Vilniaus rajone surinktos VAŽ

etanolinėje ištraukoje - 0,006±0,003 µg/g (p<0,05) ir jis yra 67% didesnis, nei Vilkaviškio rajone

surinktoje VAŽ nustatytas Cd koncentracijos vidurkis. Palyginus šiuos du rajonus tarpusavyje,

nustatytas statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05). Kituose dviejuose rajonuose surinktos VAŽ

etanolinėse ištraukose Cd koncentracijos vidurkiai statistiškai reikšmingai nesiskyrė, buvo 2 kartus

mažesni.

Didžiausias ir statistiškai reikšmingas skirtumas tarp Cd koncentracijų vidurkių skaitinių

reikšmių mineralizate ir ištraukoje buvo aptiktas Vilniaus rajone surinktos VAŽ mėginiuose:

vandeninėje ištraukoje buvo rasta 8,3 karto mažiau Cd nei mineralizate.

36

Didelis skirtumas tarp Cd koncentracijų vidurkių mineralizate ir etanolinėje ištraukoje

nustatytas Vilniaus rajone rinktos VAŽ pagamintuose mėginiuose. Skirtumas tarp Cd koncentracijų

vidurkių mineralizate ir etanolinėje ištraukoje yra net 30 kartų.

Didžiausias skirtumas tarp Cd koncentracijų vidurkių vandeninėje ir etanolinėje ištraukoje

buvo nustatytas Vilkaviškio rajone surinktos VAŽ mėginiuose (net 18 kartų), o mažiausias

skirtumas aptiktas Šiaulių rajone rinktos VAŽ vandeninėje ir etanolinėje ištraukose - 2,4 karto ir tai

yra statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05).

3.4 Švino koncentracijos mineralizate bei vandeninėje ir etanolinėje ištraukose

pasiskirstymas

Pb, kaip ir Cd, yra vienas toksiškiausių SM, kuris gali laisvai patekti į žmogaus organizmą.

Maisto ir žemės ūkio produktų organizacija kartu su PSO patvirtino maksimalias leistinas toksinių

SM paros dozes žmogui, pvz., Pb – negali viršyti 0,005 mg/kg žmogaus kūno masės. Žmogui

vidutiniškai sveriant 70 kg, leistina maksimali Pb paros dozė – 0,35 mg [8].

Nustatytas Pb koncentracijos vidurkis mineralizate 0,42±0,09 µg/g, o vandeninėje

ištraukoje jis buvo 6 kartus mažesnis (0,07±0,01 µg/g) ir tai yra statistiškai reikšmingas skirtumas

(p<0,05) (13 pav).

13 pav. Pb koncentracijų (µg/g) ±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) VAŽ mineralizatuose ir vandeninėse ištraukose (SN – standartinis nuokrypis),

*p<0,05, lyginant mineralizato ir ištraukos skaitines reikšmes tarpusavyje.

37

Pb koncentracijų vidurkių paprastosios jonažolės VAŽ palyginimas skirtinguose Lietuvos

rajonuose pateiktas 14 pav. Bendras Pb koncentracijos vidurkis mineralizatuose, pagamintuose iš

visuose rajonuose surinktos VAŽ, yra 0,42 µg/g. Druskininkų rajone surinktos VAŽ mineralizate

nustatytas Pb koncentracijos vidurkis yra 0,99±0,13 µg/g, o Šiaulių rajone – 1,28±0,08 µg/g. Šie Pb

koncentracijos vidurkiai atitinkamai yra daugiau nei 2,4 ir 3,0 karto didesni už bendrą visų rajonų

Pb koncentracijų vidurkį, tačiau nėra statistiškai reikšmingi, lyginant juos su nustatyta mažiausia Pb

skaitine reikšme. Mažiausias Pb koncentracijos vidurkis aptiktas Vilniaus rajone surinktos VAŽ

mineralizate (0,08±0,04 µg/g), o Vilkaviškio rajono mineralizato Pb koncentracijos vidurkis buvo

daugiau nei 2 kartus didesnis už Vilniaus rajone surinktos ir mineralizacijos būdu paruoštos VAŽ

vidurkį ir siekė 0,19±0,04 µg/g. Lyginant šių rajonų skaitines reikšmes nustatytas statistiškai

reikšmingas skirtumas (p<0,05). Statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05) nustatytas tarpusavyje

lyginant ir Vilniaus bei Panevėžio rajonus: pastarajame nustatytas Pb koncentracijos vidurkis buvo

1,8 karto didesnis, nei Vilniaus rajone nustatytasis, t.y. 0,14±0,05 µg/g.

14 pav. Pb koncentracijos (µg/g)±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) mineralizate ir vandeninėje ištraukoje (SN - standartinis nuokrypis)

*p<0,05, lyginant su Vilniaus rajone surinkta ir mineralizacijos būdu paruošta VAŽ,

**p<0,05, lyginant su Panevėžio rajone surinkta ir ekstrakcijos būdu paruošta VAŽ.

Pb koncentracijos vidurkis buvo įvertintas ir vandeninėse ištraukose. Gauti rezultatai

pateikiami 15 pav. Didžiausias Pb kiekis vandeninėje ištraukoje buvo aptiktas tiriant Vilkaviškio

rajone surinktą VAŽ - 0,15±0,04 µg/g, tačiau tai nėra statistiškai reikšmingas skirtumas lyginant su

mažiausiu Pb koncentracijos vidurkiu, kuris buvo nustatytas Panevėžio rajone surinktos VAŽ

vandeninėje ištraukoje (p>0,05). Bendras visų likusių rajonų Pb vidurkis yra 0,056 µg/g.

38

Mažiausias Pb koncentracijos vidurkis nustatytas Panevėžio rajone surinktos VAŽ vandeninėje

ištraukoje (0,05±0,01 µg/g) ir jis yra 1,4 karto mažesnis, nei Druskininkų rajone surinktos VAŽ

vandeninėje ištraukoje nustatytasis (0,07±0,03 µg/g). Palyginus šiuos du rajonus tarpusavyje,

nustatytas statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05).

Pb koncentracijos vidurkiai buvo tirti ir etanolinėse ištraukose tuo tikslu, kad būtų galima

labiau pagrįsti SM koncentracijos vidurkių priklausomybės nuo ištraukai pasirinkto ekstrahento

hipotezę, kuri buvo iškelta tiriant ir Cd koncentracijų vidurkių pasiskirstymą etanolinėse ištraukose.

15 pav. Pb koncentracijos (µg/g)±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) vandeninėje ir etanolinėje ištraukoje (SN - standartinis nuokrypis)

**p<0,05, lyginant su Panevėžio rajone surinkta ir ekstrakcijos būdu paruošta VAŽ,

ºp<0,05, lyginant su Vilniaus rajone surinkta ir etanolinės ekstrakcijos būdu paruošta VAŽ.

Gauti keturiose rajonuose surinktos VAŽ pagamintų etanolinių ištraukų rezultatai pateikti

15 pav. Didžiausias Pb koncentracijos vidurkis buvo nustatytas Vilniaus rajone (0,068±0,014 µg/g),

o mažiausias Šiaulių rajone surinktos VAŽ etanolinėje ištraukoje - 0,045±0,014 µg/g. Pastarasis yra

1,5 karto mažesnis, nei Vilniaus rajone aptiktas Pb koncentracijos vidurkis ir tai yra statistiškai

reikšmingas skirtumas (p<0,05). Vilkaviškio ir Klaipėdos rajonuose surinktos VAŽ mėginių Pb

koncentracijų vidurkiai buvo atitinkamai 22% ir 25% mažesni, nei Vilniaus rajone, tačiau tai jau

nėra statistiškai reikšmingas skirtumas (p>0,05).

Į vandenines ištraukas išsiskyrė mažesnis Pb kiekis, nei buvo aptinkas mineralizate.

Didžiausias Pb koncentracijų vidurkių skirtumas pastebėtas tarp mineralizato ir vandeninės

ištraukos mėginių, kurie buvo pagaminti iš Šiaulių (net 23,5 karto) rajone surinktos VAŽ, o

Druskininkų rajone šis skirtumas lygus 0,92 µg/g, tačiau tai nėra statistiškai reikšmingi skirtumai

39

(p>0,05). Pb koncentracijos vidurkis visuose mineralizatuose yra 0,42 µg/g, visose vandeninėse

ištraukose - 0,07 µg/g (beveik 7 kartus mažesnė koncentracija nei mineralizate). Šie rezultatai

dalinai pagrindžia hipotezę, kad augalo ląstelės barjerai, tokie kaip plazminė membrana ir sienelė, iš

dalies neleidžia pereiti SM iš ląstelės vidaus į ištrauką.

Analizuojant SM koncentracijos ištraukoje priklausomybę nuo ištraukai naudojamo

ekstrahento, palyginti rezultatai, gauti analizuojant iš visų rajonų surinktos VAŽ vandenines ir

etanolines ištraukas. Pb koncentracijos vidurkis visose etanolinėse ištraukose - 0,054 µg/g (1,1

karto mažiau nei vandeninėse ištraukose) ir tai yra statistiškai reikšmingas skirtumas (p<0,05).

Didžiausias Pb koncentracijos vidurkių skirtumas (0,10 µg/g) skirtingu būdu pagamintose

ištraukose nustatytas iš Vilkaviškio rajone surinktos VAŽ ir tai yra statistiškai reikšmingas

skirtumas (p<0,05). Iš Klaipėdos ir Vilniaus rajono gautos VAŽ gamintose etanolinėse ištraukose

Pb koncentracijų vidurkis yra didesnis nei vandeninėse ištraukose iš tų pačių rajonų surinktos VAŽ

pagamintų mėginių. Klaipėdos rajono etanolinėse ištraukose Pb koncentracijos vidurkis yra 1,1

karto didesnis nei vandeninėse ištraukose, o Vilniaus rajono etanoliniuose mėginiuose

koncentracijos vidurkis didesnis 1,2 karto ir tai yra statistiškai reikšmingi skirtumai (p<0,05).

Galima teigti, kad SM, šiuo atveju Pb ir Cd, į ištrauką išsiskiriantis kiekis tiesiogiai priklauso nuo

ištraukai naudojamo ekstrahento kilmės.

3.6 Švino koncentracija paprastosios jonažolės mineralizate, jį paveikus taninų

tirpalu

Apsinuodijimų SM pasitaiko labai dažnai. Šiuo metu intensyviai ieškoma efektyviausio ir

ekonomiškiausio būdo, kuris padėtų veiksmingai pašalinti SM iš žmogaus organizmo. Norint bent iš

dalies nustatyti taninų panaudojimo galimybes SM sujungimui, buvo atliktas tyrimas su VAŽ

mineralizatais. Jo metu VAŽ mineralizatai buvo veikiami koncentruotu (24%) taninų tirpalu.

Bendras Pb koncentracijos vidurkis iš visų rajonų surinktos VAŽ pagamintuose ir taninų

tirpalu paveiktuose mineralizatuose yra 0,21 µg/g. Didžiausias Pb koncentracijos vidurkis

nustatytas Panevėžio rajono mineralizate - 0,32±0,29 µg/g. Išskirtinai didelė Pb koncentracija

užfiksuota ir Druskininkų rajono mineralizate - 0,25±0,15 µg/g, o mažiausi Pb koncentracijos

vidurkiai nustatyti Šiaulių, Klaipėdos ir Vilniaus rajonų mineralizatuose - atitinkamai 2,1 karto, 2

kartus ir 2,5 karto mažesni nei Panevėžio rajono mineralizate.

Pb koncentracijos vidurkio kitimai mineralizate, jį paveikus koncentruotu taninų tirpalu,

pavaizduoti 16 pav. Pastebima, kad tik dviejų rajonų (Druskininkų ir Šiaulių) mineralizatuose Pb

40

koncentracijos vidurkis, paveikus juos koncentruotu taninų tirpalu, sumažėjo, lyginant su

mineralizatais, kurie taninais paveikti nebuvo. Lyginant Druskininkų ir Šiaulių rajonuose surinktos

VAŽ mineralizatus su taninais paveiktais mineralizatais gautas statistiškai reikšmingas skirtumas

(p<0,05). Klaipėdos rajone Pb koncentracija nepakito, o net keturiuose rajonuose (Vilkaviškio,

Kauno, Panevėžio ir Vilniaus) Pb koncentracijos vidurkis netgi padidėjo 2 kartus (16 pav).

16 pav. Pb koncentracijos (µg/g)±SN palyginimas paprastosios jonažolės (Hypericum perforatum

L.) mineralizate ir mineralizate paveiktame taninų tirpalų (SN - standartinis nuokrypis)

*p<0,05, lyginant su Vilniaus rajone surinkta ir mineralizacijos būdu paruošta VAŽ,

**p<0,05, lyginant su Šiaulių ir Vilniaus rajonuose surinkta ir koncentruotu taninų tirpalu paveikta VAŽ.

Rajonai, iš kurių surinktoje žaliavoje buvo rastas mažesnis Pb koncentracijos

pasiskirstymas taninais paveiktame mineralizate, buvo Druskininkų ir Šiaulių rajonai (Pb

koncentracijos šiuose rajonuose skyrėsi atitinkamai 4,0 ir 8,5 karto). Nors šie Pb koncentracijų

vidurkių skirtumai yra dideli, tačiau, kaip ir minėta anksčiau, net keturiuose rajonuose surinktos

VAŽ mineralizatuose, paveiktuose koncentruotu taninų tirpalu, buvo rasta didesnis Pb

koncentracijos vidurkis. Didžiausias Pb koncentracijos padidėjimas buvo nustatytas Kauno ir

Panevėžio rajonuose surinktos VAŽ mineralizatuose. Kauno rajono mineralizatuose, paveiktuose

koncentruotu taninų tirpalu, Pb koncentracija buvo 0,22±0,17 µg/g, ir t.y., beveik 3 kartus didesnė

koncentracija, lyginant su Pb koncentracijos vidurkiu, taninais nepaveiktuose mineralizatuose.

Panevėžio rajone šis koncentracijos padidėjimas buvo dvigubas.

Nustatyta, kad Pb koncentracijos vidurkiai koncentruotu taninų tirpalu nepaveiktuose

mineralizatuose yra 0,42 µg/g, o mineralizatuose, paveiktuose taninais – tik 0,21 µg/g. Tačiau šie

41

rezultatai neįrodo, kad taninai neabejotinai sujungia SM ir taip sumažina Pb koncentraciją

mineralizate, nes, kaip minėta anksčiau, žymus Pb koncentracijos vidurkio sumažėjimas buvo

pastebėtas tik Druskininkų ir Šiaulių rajonuose surinktos VAŽ mineralizatuose.

Taigi hipotezė, kad SM jonai su taninais sudaro kompleksinius junginius ir nusėda, kaip

didesnės molekulinės masės nuosėdos, negali būti pagrįsta. Neatmetama nuomonė, kad reakcija tarp

taninų ir SM jonų galėjo įvykti ne visiškai arba iš viso neįvykti.

Norint įsitikinti, ar saveika tarp koncentruoto taninų tirpalo ir SM yra galima ir praktiškai

pritaikoma, tokiems bandymams reikėtų naudoti in vivo sąlygas. Egzistuoja tikimybė, kad taninai su

SM, sudarę kompleksinius junginius gyvame organizme, yra nepasisavinami ir taip eliminuojami iš

jo. Tam, kad taninų preparatai būtų pritaikomi SM pašalinimui iš organizmo (detoksikacijai), reikia

atlikti daugiau išsamesnių ir specializuotų tyrimų.

42

4. REZULTATŲ APTARIMAS

Iš visų keturių sunkiųjų metalų (Zn, Cu, Pb, Cd) Zn koncentracijos vidurkis buvo pats

didžiausias – net 21,49 µg/g. Vandeninėje ištraukoje nustatyta pusantro karto mažesnis Zn

koncentracijos vidurkis – 15,92 µg/g. 2002 metais buvo atliktas panašus mokslinis tyrimas,

surenkant 14 paprastosios jonažolės ėminių iš 14 skirtingų buvusios Jugoslavijos teritorijos regionų

ir ištiriant kai kurių SM koncentracijas vaistinio augalo mineralizatuose. VAŽ išdžiovinta 70°C

temperataroje ir susmulkinta. Atlikta drėgma mineralizacija, naudojant azoto ir hipochloritinę

rūgštis, pridedant vandenilio peroksido ir įvertinant SM kiekį atominės absorbcijos

spektrofotometru. Zn koncentracijos vidurkis, apskaičiuotas iš visų keturiolikos regionuose surinktų

žaliavų mėginių, buvo 42,71 µg/g. Jis yra dvigubai didesnis, nei šiame tyrime nustatytasis [42].

Turkijoje 2006 metais taip pat atliktas labai panašaus pobūdžio paprastosios jonažolės VAŽ

tyrimas, kuri žydėjimo fazėje buvo surinkta net iš 35 skirtingų Juodosios jūros regiono vietų. VAŽ

ėminiai buvo išdžiovinti 65°C temperatūroje, mineralizuoti ir nustayti naudojant atominės

absorbcijos spektrofotometrijos metodą. Šiame tyrime nustatytas Zn koncentracijos vidurkis buvo

pats didžiausias – net 68,31 µg/g [9]. Taigi, Lietuvoje surinktos paprastosios jonažolės VAŽ

nustatytas Zn koncentracijos vidurkis 2 kartus mažesnis, nei Balkanų regione surinktoje ir net 3

kartus mažesnis, nei Juodosios jūros regione surinktoje VAŽ aptiktas cinko koncentracijos vidurkis.

Antroji pagal dydį nustatytoji koncentracija paprastosios jonažolės mineralizate yra Cu -

11,22 µg/g. Cu koncentracijos vidurkis vaistinio augalo mineralizate yra 2 kartus mažesnis, nei

cinko koncentracijos vidurkis. Vandeninėje ištraukoje aptikta 6,19 µg/g Cu koncentracija ir ji yra 2

kartus mažesnė, nei šio SM koncentracijos vidurkis mineralizate. Minėtuose tyrimuose buvo

nustatyti tokie Cu koncentracijos vidurkiai vaistinių augalų mineralizatuose: Balkanų regione

surinktose vaistinėje augalinėje žaliavoje jis buvo 14,5 µg/g, o Turkijoje (Juodosios jūros regione)

surinktoje žaliavoje nustatytas Cu koncentracijos vidurkis siekė 6,34 µg/g. Balkanų regione

surinktoje VAŽ Cu kiekis yra šiek tiek didesnis, nei Lietuvoje surinktoje VAŽ, tačiau Turkijoje

rinktuose vaistinio augalo ėminiuose aptikta net dvigubai mažesnė Cu koncentracija [9, 42].

Pb koncentracijos vidurkis, nustatytas vaistinio augalo mineralizate, siekė 0,42 µg/g, o

vandeninėje ištraukoje jis buvo 6 kartus mažesnis (0,07 µg/g), tuo tarpu etanolinėje ištraukoje jis

dar mažesnis – tik 0,05 µg/g. Nustatyta, kad Pb yra linkęs kumuliuotis vaistiniuose augaluose, nes

augalinių skaidulų absorbcinė galia švinui ypatingai didelė ir, palyginus, nedideli jo kiekiai gali

pereiti į ištraukas [8, 21]. Balkanų regione surinktos H.perforatum VAŽ mėginių mineralizatuose

nustatyta keturis kartus didenė Pb koncentracija, nei lietuviškos žaliavos mineralizatuose, net 1,64

43

µg/g, tuo tarpu Turkijoje surinktos VAŽ mineralizatuose nustatyta ypatingai didelė švino

koncentracija, siekianti neįtikėtinai didelę skaitinę reikšmę - 47,51 µg/g. Mokslinėse publikacijose

teigiama, kad paprastosios jonažolės žolė ypatingai intensyviai kaupia SM ir šios VAŽ vartojimas

gali tapti viena iš pagrindinių organizmo intoksikacijos SM priežasčių [9, 21, 42]

VAŽ mineralizatuose nustatytas kadmio koncentracijos vidurkis buvo - 0,12 µg/g, o

vandeninėje ištraukoje jis 6 kartus mažesnis (0,02 µg/g). Etanolinėje ištraukoje šio SM

koncentracijos vidurkis mažiausias – 0,004 µg/g. Balkanų regione surinktos žaliavos mėginių

mineralizatuose nustatyta net 8 kartus didesnė itin pavojingo sunkiojo metalo koncentracija, siekusi

net 0,89 µg/g [42]. Galima pastebėti, kad lyginant lietuviškas VAŽ su kituose regionuose

surinktomis, lietuviškoje VAŽ aptinkamas SM kiekis paprastai yra mažesnis.

44

IŠVADOS

1. H. perforatum žolės mineralizatuose cinko koncentracijos vidurkis – 21,49 µg/g, o

vandeninėse ištraukose jis mažesnis - 15,92 µg/g. Tai yra statistiškai reikšmingas skirtumas

(p<0,05). VAŽ mineralizatuose nustatytas vario koncentracijos vidurkis siekė 11,22 µg/g, o

vandeninėse ištraukose jis buvo 1,8 karto mažesnis (6,12 µg/g). Skirtumas yra statistiškai

reikšmingas (p<0,05).

2. Paprastosios jonažolės žolės mineralizatuose kadmio koncentracijos vidurkis buvo 0,12

µg/g, vandeninėse ištraukose jis daugiau nei 5 kartus mažesnis (0,02 µg/g), o etanolinėse

ištraukose jis siekė tik 0,003 µg/g. Tai yra statistiškai reikšmingi skirtumai (p<0,05). VAŽ

mineralizatuose nustatytas švino koncentracijos vidurkis buvo 0,46 µg/g, vandeninėse

ištraukoje jis beveik 7 kartus mažesnis (0,07 µg/g), o etanolinėse ištraukose jis buvo 40%

mažesnis nei vandeninėse ištraukose (0,05 µg/g). Skirtumai yra statistiškai reikšmingi

(p<0,05).

3. Didžiausi Zn ir Cu koncentracijų vidurkiai mineralizate nustatyti Druskininkų rajone

(atitinkamai 25,89 µg/g ir 13,00 µg/g); didžiausias kadmio koncentracijos vidurkis

mineralizate nustatytas Panevėžio rajone (0,28 µg/g), o švino - Šiaulių rajone (1,28 µg/g).

4. Nustatyta, kad švino koncentracijos vidurkis mineralizatuose, paveikus juos koncentruotu

taninų tirpalu, sumažėjo perpus - nuo 0,42 µg/g iki 0,21 µg/g, tačiau skirtumas nėra

statistiškai reikšmingas (p>0,05).

45

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1. Janulis V, Puodžiūnienė G, Malinauskas F. Fitocheminė analizė. Kaunas: KMU spaudos ir

leidybos centro leidykla; 2008. p. 144.

2. Kajokas TV, Šurkus J, Stonys A, Badaras R, Purvaneckis R ir kt. Klinikinė toksikologija.

Kaunas. 2002.

3. Radušienė J, Janulis V. Vaistinių ir aromatinių augalų įvairovės tyrimo, jų panaudojimo bei

išsaugojimo tendencijos. Medicina 2004;40(8):705-9.

4. Sekmokienė D, Šernienė L, Malakauskas M, Stimbirys A, Stepaniukas A. Sunkiųjų metalų

ir radionuklidų likučių dinamika gyvūninėse maisto žaliavose. Maisto chemija ir

technologija 2010;44(2):69-73.

5. Senikienė Ž, Civinskienė G, Vitkus A, Rodovičius H. Švino, kadmio ir cinko poveikis

mechaninei širdies veiklai. Biomedicina 2002;2(2):124-7.

6. Strumylaitė L, Boguševičius A, Ryselis S, Pranys D, Poškienė L, Kregždytė R,

Abdrachmanovas O, Asadauskaitė R. Sąsajos tarp kadmio ir krūties vėžio. Medicina

2008;44(6):415-20.

7. Vainauskas P. Kazlauskienė D. Toksikologinė chemija 2 dalis. Kaunas. 2008.

8. Žitkevičius V, Savickienė N, Abdrachmanovas O, Ryselis S, Masteiková R, Chalupova Z,

Dagilytė A, Baranauskas A. Švino ir kadmio leistinų koncentracijų įvertinimas augalinėse

žaliavose ir iš jų pagamintuose vaistuose. Medicina 2003;39(2):117-21.

9. Ayan AK, Kizilkaya R, Cirak C, Kevseroglu K. Heavy metal contents of St. John`s wort

(Hypericum perforatum L.) growing in northern Turkey. Journal of plant sciences

2006;1(3):182-6.

10. Babula P, Adam V, Opatrilova R, Zehnalek J, Havel L, Kizek R. Uncommon heavy metals,

metalloids and their plant toxicity: a review. Environmental Chemistry Letters 2008;6:189-

213.

11. Bailey SE, Olin TJ, Bricka RM, Adriana DD. Review of potentially low-cost sorbents for

heavy metals. Water Research 1999;33(11):2469-79.

12. Barnes J, Anderson LA, Phillipson JD. St John's wort (Hypericum perforatum L.): a review

of its chemistry, pharmacology and clinical properties. Journal of Pharmacy and

Pharmacology 2001;53:583-600.

46

13. Beckman SE, Sommi RW, Switzer J. Consumer use of St. John’s Wort: a survey on

effectiveness, safety, and tolerability. Pharmacotherapy 2000; 20(5):568-74.

14. Beerhues L. Hyperforin. Phytochemistry 2006;67:2201-7.

15. Benavides MP, Gallego SM, Tomaro ML. Cadmium toxicity in plants. Brazilian Journal of

Plant Physiology 2005;17(1):21-34.

16. Borrelli F, Izzo AA. Herb–drug interactions with St John’s Wort (Hypericum perforatum):

an update on clinical observations. The AAPS Journal 2009;11(4):710-27.

17. Brewer GJ. The risks of copper toxicity contributing to cognitive decline in the aging

population and to alzheimer’s disease. Journal of the American College of Nutrition

2009;28(3):238-42.

18. Broadley MR, White PJ, Hammond JP, Zelko I, Lux A. Zinc in plants. New Phytologist

2007;137:677-700.

19. Chung KT, Wong TY, Wei CI, Huang YW, Lin Y. Critical reviews in food. Science and

Nutrition 1998;38(6):421-64.

20. Das N, Vimala R, Karthika P. Biosorption of heavy metals - An overview. Indian Journal of

Biotechnology 2008;7:159-69.

21. Ernst E. Harmless Herbs: A review of the recent literature. The American Journal of

Medicine 1998;104:170-2.

22. European Pharmacopoeia (Eur. Ph.) 7th edition. 2008; Monograph 1874.

23. Gaetke LM, Chow CK. Copper toxicity, oxidative stress and antioxidant nutrients.

Toxicology 2003;189:147-63.

24. Gangoso L.A, Lvarez-Loret P, Navarro RAAB, Mateo R. Hiraldo F, Dona JA. Long-term

effects of lead poisoning on bone mineralization in vultures exposed to ammunition sources.

Journal of Environmental and Pollution 2009;157:569-74.

25. Garza A, Vega R, Soto E. Cellular mechanisms of lead neurotoxicity. Medical Science

Monitor. 2006;12(3):57-65.

26. Gasser U, Klier B, Kühn AV, Steinhoff B. Current findings on the heavy metal content in

herbal drugs. Pharmeuropa Scientific Notes 2009;1:37-50.

27. Gidlow DA. Lead toxicity. Occupational Medicine 2004;54:76-81.

28. Godt J, Scheidig F, Grosse-Siestrup C, Esche V, Brandenburg P, Reich A, Groneberg DA.

The toxicity of cadmium and resulting hazards for human health. Journal of Occupational

Medicine and Toxicology 2006;1:22.

47

29. Yang Y, Zhang FS, Li HF, Jiang RF. Accumulation of cadmium in the edible parts of six

vegetable species grown in Cd-contaminated soils. Journal of Environmental Management

2009;90:1117-22.

30. Yurtsever M, Sengil A. Biosorption of Pb(II) ions by modified quebracho tannin resin.

Journal of Hazardous Materials 2009;163:58-64.

31. Kampa M, Castanas E. Human health effects of air pollution. Environmental Pollution

2008;151:362-7.

32. Linde K. St. John’s Wort – an overview. Forsch Komplementmed 2009;16:146-55.

33. Moulis J. Thevenod F. New perspectives in cadmium toxicity: an introduction. Biometals

2010;23:763-8.

34. Nabuloa G, Oryem-Origab H, Diamond M. Assessment of lead, cadmium, and zinc

contamination of roadside soils, surface films, and vegetables in Kampala City, Uganda.

Environmental Research 2006;101:42-52.

35. Papanikolaou NC, Hatzidaki EG, Belivanis S, Tzanakakis GN, Tsatsakis AM. Lead toxicity

update. A brief review. Medical Science Monitor 2005;11(10):329-36.

36. Patrick L. Lead toxicity part II: the role of free radical damage and the use of antioxidants in

the pathology and treatment of lead toxicity. Journal of Alternative Medicine Review

2006;11(2):114-27.

37. Patrick L. Lead toxicity, a review of the literature. Part I: exposure, evaluation, and

treatment. Journal of Alternative Medicine Review 2006;11(1):1-22.

38. Prasad AS, Bao B, Beck FWJ, Kucuk O, Sarkar FH. Antioxidant effect of zinc in humans.

Free Radical Biology & Medicine 2004;37(8):1182-90.

39. Prasad AS. Impact of the discovery of human zinc deficiency on health. Journal of the

American College of Nutrition 2009;28(3):257-65.

40. Prasad AS. Zinc in human health: effect of zinc on immune cells. Molecular Medicine

2008;14(5-6):353-7.

41. Prasher D. Heavy metals and noise exposure: health effects. Noise & Health

2009;11(44):141-4.

42. Radanovic D. Influence of some soil characteristics on heavy metal content in Hypericum

perforatum L. and Achillea millefolium L. international conference on medicinal and

aromatic plants. Possibilities and limitations of medicinal and aromatic plant 2001;576:295-

301.

43. Raikwar MK, Kumar P, Singh M, Singh A. Toxic effect of heavy metals in livestock health.

Veterinary World 2008;1(1):28-30.

48

44. Ransom SB, Solioz M,Krewski D, Aggett P, Aw TC, Baker S et Copper and human health:

biochemistry, genetics, and strategies for modeling dose-response relationships. Journal of

Toxicology and Environmental Health 2007;10:157-222.

45. Saddiqe Z, Naeem I, Maimoona A. A review of the antibacterial activity of Hypericum

perforatum L. Journal of Ethnopharmacology 2010;131:511-21.

46. Sharma P, Dybey RS. Lead toxicity in plants. Brazilian. Journal Plant Physiol

2005;17(1):35-52.

47. Stefanidou M, Maravelias C, Dona A. Spiliopoulou C. Zinc: a multipurpose trace element.

Archives of Toxicology 2006 80:1-9.

48. Thompson J, Bannigan J. Cadmium: Toxic effects on the reproductive system and the

embryo. Journal of Reproductive Toxicology 2008;25(3):304-15.

49. Tondia G, Oob CW, Pizzi A, Trosac A, Thevenond MF. Metal adsorption of tannin based

rigid foams. Industrial crops and products 2009;29:336-40.

50. Walker CF, Black RE. Zinc and the risk for infectious disease. Annual Review Nutrition

2004;24:255-75.

51. Zago MP, Oteiza PI. The antioxidant properties of zinc: interactions with iron and

antioxidants. Free Radical Biology & Medicine 2001;31(2):266-74.

52. Zanoli P. Role of Hyperforin in the pharmacological activities of St. John’s Wort. CNS Drug

Reviews 2004;10(3):203-18.

53. Zheng N, Wang Q, Zhang X, Zheng D, Zhang Z, Zhang S. Population health risk due to

dietary intake of heavy metals in the industrial area of Huludao city, China. Science of the

Total Environment 2007;387:96-104.

54. Perumal SR, Gopalakrishnakone P. Current status of herbal and their future perspectives.

Nature Precedings 2007 September. [Žiūrėta 2013-12-15]. Priega per internetą:

http://precedings.nature.com/documents/1176/version/1

55. Pasaulio sveikatos organizacijos oficialus internetinis puslapis [Žiūrėta 2013-11-13]. Prieiga

per internetą: http://www.who.int/medicines/areas/traditional/definitions/en/

56. UAB „Mėta“ internetinis puslapis [Žiūrėta 2014-01-22]. Prieiga per internetą:

http://www.ecometa.com/index.php/publisher/articleview/action/view/frmCatID/6/frmArticl

eID/62

57. UAB “Medicata Fillia” internetinis puslapis [Žiūrėta 2014-01-31]. Prieiga per internetą:

http://www.medicata.lt/lit/placiau/217

49

58. PerkinElmer oficialus internetinis puslapis [Žiūrėta 2014-02-14]. Prieiga per internetą.

http://www.perkinelmer.com/Catalog/Category/ID/Consumables%20for%20Multiwave%20

3000

59. Laboratorinės įrangos internetinis puslapis [Žiūrėta 2014-04-11]. Prieiga per internetą:

http://www.analytik.de/component/option,com_marketplace/page,show_ad/catid,4015/adid,

17770/Itemid,914/