Ανάλυση τερπενικών δευτερογενών μεταβολιτών διαφορετικών taxa του γένους Sideritis με αέρια χρωματογραφία και φασματομετρία μάζας

• Κύριος συγγραφέας: Ιωάννου, Χρήστος
• Άλλοι συγγραφείς: Ioannou, Christos
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Τσάι του βουνού; Διαφορετικά taxa Sideritis; Τερπενικοί δευτερογενείς μεταβολίτες; Εκχύλιση υποβοηθούμενη με υπέρηχους; Αέρια χρωματογραφία - φασματομετρία μαζών (GC - MS); Συγκριτική μελέτη - δυνατότητα χημειοταξινόμησης; Mountain tea; Different taxa Sideritis; Terpene secondary metabolites; Ultrasound-assisted extraction; Gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS); Comparative study - possibility of chemotaxonomy

Το τσάι του βουνού είναι ένα από τα πιο χαρακτηριστικά φαρμακευτικά φυτά της οικογένειας Lamiaceae στην Βαλκανική Χερσόνησο. Χρησιμοποιείται στη μαγειρική αλλά είναι κυρίως γνωστό για τις θεραπευτικές του χρήσεις επί χιλιετίες. Η κυκλοφορία φαρμακευτικών προϊόντων από τα εναέρια φυτικά τμήματα (S. clandestina, S. raeseri, S. scardica και S. syriaca) έχει εγκριθεί από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Φαρμάκων για την αντιμετώπιση του βήχα που σχετίζεται με το κρυολόγημα και τηv αντιμετώπιση των ήπιων γαστρεντερικών διαταραχών με βάση την παραδοσιακή χρήση. Η μελέτη της χημικής σύστασης των φαρμακευτικών φυτών είναι πολύ σημαντική για την εκτίμηση της ασφάλειας και της τοξικότητας, της αποτελεσματικότητας αλλά και πιθανών νοθειών. Έρευνες των τελευταίων δεκαετιών δείχνουν τη βιολογική δράση του φυτού ως αντιμικροβιακό, αντιοξειδωτικό, αντιφλεγμονώδες, αντιελκωτικό, αντισπασμωδικό κ.ά. Εξηγούν δε αυτές τις δράσεις ως αποτέλεσμα της χημικής σύστασης του φυτού πλούσιας σε πολυφαινολικές ενώσεις και τερπενοειδή. Η παρούσα μελέτη είχε ως σκοπό την ανάλυση και την συγκριτική μελέτη των πτητικών και μη πολικών δευτερογενών μεταβολιτών 11 διαφορετικών πληθυσμών από τα είδη Sideritis clandestina (ssp. clandestina, ssp. pelopponesiaca) Sideritis euboea, Sideritis raeseri (ssp. raeseri, ssp. attica), Sideritis scardica και Sideritis sipylea, εστιάζοντας κυρίως στις τερπενοειδείς ενώσεις. Στο πλαίσιο αυτό, τα άνθη αφού υπέστησαν προεπεξεργασία σε ρυθμιστικό διάλυμα κιτρικού οξέος, στη συνέχεια εκχυλίστηκαν με την βοήθεια υπερήχων με πετρελαϊκό αιθέρα. Τα μη πολικά εκχυλίσματα αναλύθηκαν με χρήση της τεχνικής GC-MS, ενώ το πρόγραμμα θερμοκρασιών που ακολουθήθηκε εστίαζε στον προσδιορισμό διτερπενικών ενώσεων. Παράλληλα, οι πληθυσμοί εξετάστηκαν ως προς τη συγκέντρωσή τους και τον λόγο των δύο κυρίαρχων ενώσεων, της σιδερόλης και της σιδεριδιόλης, ενώ για την συγκριτική μελέτη των πειραματικών δεδομένων εφαρμόστηκαν μέθοδοι πολυμεταβλητής χημειομετρικής ανάλυσης (Ανάλυση των Κατηγοριών Κύριων Συνιστωσών, Συγκεντρωτική Ιεραρχική Ομαδοποίηση, Διακριτική Ανάλυση). Ως προς την απόδοση της εκχύλισης, το σύνολο των πληθυσμών παρουσιάζει ιδιαίτερα χαμηλές τιμές, με το Sideritis clandestina, ωστόσο, εμφανίζει μέχρι και τριπλάσιες αποδόσεις από τα υπόλοιπα είδη. Σχετικά με την σύσταση, κυρίαρχες ομάδες σε όλα αποτελούν τα διτερπένια (40,06 – 78,57%) και ακολούθως τα αλκάνια/αλκένια (5,50 – 31,04%). Πιο συγκεκριμένα, στο Sideritis clandestina ssp. clandestina τα κυρίαρχα συστατικά είναι η σιδερόλη (17,51 – 28,37%), η σιδεριδιόλη (5,95 – 25,01%) και η 7-επικανδικανδιόλη (7,85 – 37,49%). Παρομοίως, στο Sideritis euboea παρουσιάζεται η ίδια εικόνα σύστασης με την μόνη διαφορά ότι κυρίαρχα συστατικά είναι η σιδερόλη (26,43%), το εντ-3α,18-διυδροξυ-καουρ-16-ένιο (23,93%) και η σιδεριδιόλη (13,62%). Αντίθετα, στο Sideritis raeseri παρατηρήθηκε μια μικρή αύξηση του ποσοστού των μονοτερπενικών υδρογονανθράκων (1,00 – 4,12%), ενώ σε ένα δείγμα τα σεσκιτερπένια εμφανίστηκαν στην μεγαλύτερη τιμή τους (15,33%). Στο Sideritis scardica, η μόνη αξιοσημείωτη παρατήρηση αφορά την αύξηση των λιπαρών οξέων και παραγώγων τους, που φτάνει στο μέγιστο της τιμής της στο συγκεκριμένο είδος (7,61 – 8,39%). Και στα δύο είδη, κυρίαρχα συστατικά αποτελούν η σιδερόλη (11,76 – 21,28%), η σιδεριδιόλη (10,85 – 25,01%) και το νονακοσάνιο (6,23 - 12,24%). Τέλος, στο Sideritis sipylea, παρατηρείται η μεγαλύτερη τιμή συγκέντρωσης των μονοτερπενικών υδρογονανθράκων (4,00%), με το α-πινένιο να είναι το μοναδικό σε σημαντική ποσότητα (1,94%), αλλά κυρίαρχα συστατικά και σε αυτό το είδος είναι η 7-επικανδικανδιόλη (17,4%), η σιδεριδιόλη (14,26%) και η σιδερόλη (13,30%). Από τα αποτελέσματα της Ανάλυσης των Κατηγοριών Κύριων Συνιστωσών (CATPCA), προέκυψαν τρεις ομάδες οι οποίες διαμορφώθηκαν με βάση την περιεκτικότητά τους στις κατηγορίες ενώσεων. Στην πρώτη ομάδα παρατηρούνται τα είδη που κατέχουν αλκάνια/αλκένια και λιπαρά οξέα σε σημαντικά ποσοστά, στην δεύτερη τα είδη που απoτελούνται από διτερπενικές ενώσεις και οι υπόλοιπες βρίσκονται στα χαμηλότερα ποσοστά, ενώ στην τρίτη τα είδη που αποτελούνται σε σημαντικό ποσοστό από σεσκιτερπενικούς υδρογονάνθρακες. Συνεπώς, τα διτερπένια παρουσιάζουν αρνητική συσχέτιση με τα αλκάνια/αλκένια ενώ και οι δύο κατηγορίες παρουσιάζουν μηδενική συσχέτιση με τους σεσκιτερπενικούς υδρογονάνθρακες. Από τα αποτελέσματα της εξέτασης των δειγμάτων ως προς την περιεκτικότητά τους στα δύο κύρια διτερπένια (siderol-sideridiol), με χρήση της Συγκεντρωτικής Ιεραρχικής Ομαδοποίησης (AHC), προέκυψαν δύο κλάσεις. Στην πρώτη ανήκουν τα είδη S. clandestina τα οποία φαίνεται να κατέχουν συντριπτικά υψηλότερες τιμές σε σχέση με τα υπόλοιπα είδη, τα οποία ανήκουν στην δεύτερη κλάση. Αντίθετα, σημαντική διαφορά παρουσιάζει η ίδια διαδικασία, όταν συμπεριληφθεί η ολική σύσταση των κύριων συστατικών (>1,5%). Σε αυτή, παρουσιάζονται πάλι δύο κλάσεις αλλά στην πρώτη εκτός του είδους S. clandestina, πλέον συμπεριλαμβάνονται και τα είδη S. euboea, S. raeseri ssp. attica και S. sipylea, ενώ στην δεύτερη, απομένουν τα είδη S. raeseri ssp. raeseri και S. scardica. Τέλος, τα αποτελέσματα της Διακριτικής Ανάλυσης (DA) βάσει του προφίλ του μη πολικού εκχυλίσματος, λαμβάνοντας υπόψιν και τις κλάσεις που προέκυψαν από την εξέταση της ολικής σύστασης, αναδεικνύουν την ταύτιση καθώς και την απόκλιση που παρουσιάζουν οι πληθυσμοί μεταξύ τους. Τα είδη S. clandestina και S. euboea φαίνεται να αποκλίνουν από το είδος S. scardica και το υποείδος S. raeseri ssp. raeseri, ενώ το υποείδος S. raeseri ssp. attica, διαφοροποιείται πλήρως από όλα τα είδη. Η παρατήρηση αυτή έρχεται σε συμφωνία με τις μορφολογικές διαφορές που παρουσιάζουν οι πληθυσμοί. Συμπερασματικά, αυτή η διπλωματική εργασία συγκρίνει για πρώτη φορά 11 πληθυσμούς από 7 διαφορετικά taxa του γένους Sideritis στην Ελλάδα ως προς τη σύσταση πτητικών και μη πολικών δευτερογενών μεταβολιτών και αναδεικνύει τη μεγάλη παραλλακτικότητα στη σύσταση αυτών. Επίσης, με τη μεθοδολογία αυτή είναι η πρώτη φορά που αναδεικνύονται οι μεγάλες διαφορές στη σύσταση των διτερπενικών αναλόγων στους πληθυσμούς του Sideritis.