ارزیابی مشخصات جغرافیایی و ساختار تشریحی اکوتیپ‌های مختلف گیاه دارویی وج (Acorus calamus L.) و بررسی عملکرد فیتوشیمیایی اسانس و فعالیت بیولوژیکی عصاره‌های استخراج شده از اندام‌های گیاهی رویشگاه‌ها

نوع مقاله : Original Article(s)

نویسندگان

1 پژوهشگر، مرکز تحقیقات علوم دارویی، پژوهشکده داروهای گیاهی و اختلالات متابولیک، دانشگاه علوم پزشکی مازندران، ساری، ودکترای تخصصی زیست‌شناسی گیاهی، گروه زیست‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 استاد، گروه زیست‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

3 استادیار، مرکز تحقیقات علوم دارویی، دانشگاه علوم پزشکی مازندران، ساری، ایران

4 دانشیار، گروه زیست‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

5 استاد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

مقاله پژوهشی




مقدمه: محل رویش گیاهان در اکوتیپ‌ها، تهیه، تحقیق و فرآوری آنها مهم می‌باشد. گیاه وج با نام علمی Acorus calamus L. دارای خواص فوق‌العاده‌ای بوده که توسط دانشمندان ایرانی همچون ابوعلی سینا، ذکریا رازی و عقیلی علوی خراسانی تأکید شده است. تهیه، شناسایی و مطالعه بر روی آن به سبب سختی کار و گمان به عدم وجود این گیاه در ایران مغفول مانده و اولین مقاله‌ی جامع و مروری روی وج در ایران توسط نویسندگان همین مطالعه انجام شده است. این مطالعه با هدف انجام آزمایشات گوناگون جهت شناخت بیشتر از وج از نظرخواص و اثرات دارویی اسانس و عصاره‌ی آن صورت پذیرفت.
روش‌ها: پس از مطالعه و بررسی‌های همه جانبه و میدانی از اکوتیپ‌های مختلف گیاه وج در ایران، از 4 رویشگاه در سطح استان مازندران (رودپشت، گله کلاسفلی و کردخیل (F1)، ارزفون (F2)، پلسک (F3) و الندان-ازنی (F4) تهیه شد. مراحل خشک کردن، شناسایی هرباریومی، آناتومیکی و ریخت‌شناسی، اسانس‌گیری و بررسی عملکرد فیتوشیمیایی آن، تهیه‌ی عصاره‌ها و بررسی فعالیت بیولوژیکی اندام گیاه (هوایی و زیرزمینی) از مناطق مختلف ارزیابی شد.
یافته‌ها: به دنبال یافتن اطلاعات هرباریومی و جغرافیایی گیاه وج و نتایج بررسی مشخصات موفولوژیکی و آناتومیکی اندام‌های آن در این پروژه مقایسه، ارائه و ازنظر گیاه‌شناسی تطبیق داده شد. بازده اسانس در اندام زیرزمینی نسبت به هوایی بیشتر بوده است. مجموع میزان اسانس استخراج شده از اندام زیرزمینی و هوایی در اکوتیپ F4 بیشترین بوده است. در 4 اکوتیپ، از اسانس‌های اندام‌های زیرزمینی و هوایی به ترتیب، 407 پیک (با میانگین 101/75) و 446 پیک (با میانگین 115/5) گزارش شد که ترکیبات دارویی همچون آسارون، سلین، کامفن و Epishyobunone مشاهده گردید. فعالیت ضد اکسایشی عصاره‌های آبی وج در جمعیت‌های مختلف قابل توجه بوده و بهترین عملکرد مربوط به عصاره‌ی آبی اندام زیرزمینی گیاه در جمعیت F2 با IC50  3/74 ± 222/1611 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر بوده است.
نتیجه‌گیری: تنوع در زیست بوم و مشخصات منطقه رویش،مهم بوده و بر عملکرد دارویی گیاهان تأثیر دارد. ترکیبات شیمیایی اسانس F2B و F1A عملکرد قوی‌تری داشته و در عصاره، اکوسیستم F2 بهتر بوده است. در مجموع، اندام‌های گیاه دارای اثربخشی و عملکرد خوبی بوده و می‌تواند به عنوان گیاهی دارویی مؤثر و آنتی‌اکسیدان قوی (پیشگیری‌کننده‌ی سرطان) مفید باشد که جا دارد مطالعات دیگر آزمایشگاهی، حیوانی و بالینی انجام شود.

تازه های تحقیق

حامد فتحی:  PubMed , Google Scholar 

غلامرضا بخشی خانیکی:  PubMed , Google Scholar

مهدی مقربی منظری: Google Scholar 

عباس قلی پور: Google Scholar 

محمد علی ابراهیمی: Google Scholar 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Geographical and Anatomical Structure of Different Ecotypes of Medicinal Plant Acorus Calamus L, and Investigating the Phytochemical Performance of the Essential Oil and the Biological Activity of Extracts from the Plant Organs of Habitats

نویسندگان [English]

  • Hamed Fathi 1
  • Gholamreza Bakhshi Khaniki 2
  • Mehdi Mogharabi Manzari 3
  • Abbas Gholipour 4
  • Mohammad Ali Ebrahimi 5
1 Researcher, Pharmaceutical Sciences Research Center, Faculty of Pharmacy, Institute of Herbal Medicines and Metabolic Disorders, Mazandaran University of Medical Sciences, Sari, AND PhD in Plant Biology, Department of Biology, Payame Noor University, Tehran, Iran
2 Professor, Department of Biology, Payame Noor University, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Pharmaceutical Sciences Research Center, Hemoglobinopathy Institute, Mazandaran University of Medical Sciences, Sari, Iran
4 Associate Professor, Department of Biology, Payame Noor University, Tehran, Iran
5 Professor, Department of Agricultural Biotechnology, Payame Noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background: Their growing place in ecotypes, preparation, research and processing are important. The plant with the scientific name Acorus calamus L. has extraordinary properties that have been emphasized by Iranian scientists such as Avicenna, Zakaria Razi and Alavi Khorasani Shirazi. Preparing, identifying and studying it has been neglected due to the difficulty of the work and the suspicion that this plant does not exist in Iran and the first comprehensive and review article on Vaj in Iran has been done by the authors of this research. This study was carried out with the aim of conducting and aggregating various investigations and experiments in order to know more about this plant in terms of the properties and medicinal effects of its essential oil and extract.
Methods: Following comprehensive and field studies of different ecotypes of A.calamus in Iran, from 4 habitats in Mazandaran province (Rudpusht_Geleh Kola Sofla,Kordkheil_(F1), Arzefun_(F2), Plesk (F3) and Alendan–Azni_(F4) was prepared. The stages of drying, herbarium, anatomical and morphological identification, extraction of essential oil and investigation of its phytochemical function, preparation of extracts and investigation of biological activity of plant organs (aerial and underground) from different regions were evaluated.
Findings: After finding the herbarium and geographical information of A.calamus and the results of examining the morphological and anatomical characteristics of its different organs were presented in this project. The efficiency of the essential oil in the underground organ has been higher than in the aerial one. The total amount of essential oil extracted from the underground and aerial organs was the highest in F4 ecotype. In 4 ecotypes, 407 peaks (with an average of 101.75) and 446 peaks (with an average of 115.5) were reported from the essential oils of underground and aerial organs, respectively, and medicinal compounds such as asarone, celine, camphene and epishyobunone were observed. The antioxidant activity of the aqueous extracts of the leaves was significant in different populations, and the best performance was related to the aqueous extract of the underground part of the plant in the F2 population with an IC50 of 222.1611 ± 3.74 mg/ml.
Conclusion: Diversity in the ecosystem and characteristics of the growing area is important and affects the medicinal performance of plants. The chemical compounds of the essential oil F2B and F1A had a stronger performance, and in the extract, the ecosystem F2 was better. Overall, the plant organs had good effectiveness and performance and could be useful as an effective medicinal plant and a strong antioxidant (cancer prevention), which requires further laboratory, animal and clinical studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acorus calamus L
  • Ecotype
  • Anatomical and Geographical Anatomical characteristics
  • Essential oil
  • Phytochemical function
  • Biological activity

مراجع

  1. Singh R, Sharma PK, Malviya R. Pharmacological properties and ayurvedic value of Indian buch plant (Acorus calamus):a short review. Journal of Biological Research 2011; 5(3): 145-54.
  2. Kumar A, Kumar P, Kumar V, Kumar M. Traditional uses of wetland medicinal plant Acorus calamus: review and perspectives. International Referred Online Research Journal 2014; 2(5): 37-67
  3. He X, Chen X, Yang Y, Liu Y, Xie Y. Acorus calamus var. angustatus Besser: Insight into current research on ethnopharmacological use, phytochemistry, pharmacology, toxicology, and pharmacokinetics. Phytochemistry 2023; 210: 113626.
  4. Mikami M, Takuya O, Yoshino Y, Nakamura S, Ito K, Kojima H, et al. Acorus calamus extract and its component α-asarone attenuate murine hippocampal neuronal cell death induced by l-glutamate and tunicamycin. Biosci Biotechnol Biochem 2021; 85(3): 493-501.
  5. Sharma V, Singh I, Chaudhary P. Acorus calamus (The Healing Plant): A review on its medicinal potential, micropropagation and conservation. Nat Prod Res 2014; 28(18): 1454-66.
  6. Fathi H, Mogharabi Manzari M, Ebrahimi M A, Bakhshi Khaniki G, Gholipour A. Phytochemical and biological effects of Acorus calamus(Acoraceae) in traditional medicine and laboratory and clinical studies and health products [in Persian]. J MazandaranUniv Med Sci 2023; 33(224): 192-206.
  7. Fathi H, Lashtoo Aghaee B, Ebrahimzadeh MA. Antioxidant activity and phenolic contents of Achilleawilhemsii. Pharmacologyonline 2011; 2: 942-9.
  8. Ghasemi K, Bolandnazar S, Tabatabaei SJ, Pirdashti H, Arzanlou M, Ebrahimzadeh MA, et al. Antioxidant properties of garlic as affected by selenium and humic acid treatments. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 2015; 43(3): 173-81.
  9. Burhan AM,Abdel-Hamid SM, Soliman ME, Sammour OA. Optimisation of the microencapsulation of lavender oil by spray drying. J Microencapsul 2019; 36(3): 250-66.
  10. Bensignor E, Fabriès L, Bailleux L. A split‐body, randomized, blinded study to evaluate the efficacy of a topical spray composed of essential oils and essential fatty acids from plant extracts with antimicrobial properties. Vet Dermatol 2016; 27(6): 464-e123.
  11. Da Silva Correa H, Blum CT, Galvão F, Maranho LT. Effects of oil contamination on plant growth and development: a review. Environ Sci Pollut Res Int 2022; 29(29): 43501-15.
  12. Zhou XR, Liu Q, Singh S. Engineering nutritionally improved edible plant oils. Annu Rev Food Sci Technol 2023; 14(1): 247-69.
  13. Tarighati H, Raftani Amiri Z, Esmailzadeh Kenari R. Antioxidant effect of Mentha pulegium leaf extract on oxidative stability in soybean oil [in Persian]. Journal of food science and technology (Iran) 2019; 16(92): 143-52.
  14. Haghiralsadat BF, Naderifar M, Nikounahad-Lotfabadi N. Investigating the antioxidant and anti-proliferative activity of Foeniculum vulgare seed essential oil on MCF-7 breast cancer cell line and A2780 ovarian cancer cell line [in Persian]. Armaghan –e-Danesh 2022; 27(4): 418-29.
  15. Yarley OP, Kojo AB, Zhou C, Yu X, Gideon A, Kwadwo HH, et al. Reviews on mechanisms of in vitro antioxidant, antibacterial and anticancer activities of water-soluble plant polysaccharides. Int J Biol Macromol 2021; 183: 2262-71.
  16. Djarkasi GS, Lalujan LE, Nurali E, Sumual MF. Antioxidant activity of karimenga (Acorus calamus). AIP Conf. Proc 2019; 2155: 020051.
  17. Assaggaf H, Jeddi M, Mrabti HN, Ez-Zoubi A, Qasem A, Attar A, et al. Design of three-component essential oil extract mixture from Cymbopogon flexuosus, Carum carvi, and Acorus calamus with enhanced antioxidant activity. Sci Rep 2024; 14(1): 9195.
  18. Ebrahimzadeh MA, Fathi H, Ziar A, Mohammadi H. Attenuation of brain mitochondria oxidative damage by Albizia julibrissin Durazz: neuroprotective and antiemetic effects. Drug Chem Toxicol 2019; 42(2): 122-9.
  19. Farzaneh S, Rezaei S, Fathi H, Mogharabi-Manzari M, Salehipour M. A review of the biochemical and pathophysiological properties of curcumin [in Persian]. J Mazandaran Univ Med Sci 2024; 34(231): 83-101
  20. Nabili M, Moazeni M, Hedayati MT, Aryamlo P, Gohar AA, Madani SM, et al. Glabridin Induces Over-expression of Two Major Apoptotic Genes, MCA1 and NUC1, in Candida albicans. J Glob Antimicrob Resist 2017; 11: 52-56.
  21. Abolfazli S, Foroumand S, Mohammadi E, Ahangar N, Kheirandish A, Fathi H, et al. Brain mitochondrial damage attenuation by quercetin and N-acetyl cysteine: peripheral and central antiemetic effects. Toxicol Res (Camb) 2024; 13(5): tfae139.
  22. Vazini H, Rahimi Esboei B, Abedian R, Ghorbani A, Fathi H. Comparing the effect of hydroalcoholic extract of rosemary and metronidazole in treating infection caused by giardia lamblia in mice under in vivo conditions [in Persian]. J Babol Univ Med Sci 2017; 19(6): 7-13.
  23. Mahmoudi M, Ebrahimzadeh MA, Abdi M, Arimi Y, Fathi H. Antidepressant activities of Feijoa sellowiana fruit. Eur Rev Med PharmacolSci 2015; 19(13): 2510-3.
  24. Fathi H, Ebrahimzadeh MA, Ziar A, Mohammadi HR. Oxidative damage induced by retching; antiemetic and neuroprotective role of Sambucus ebulus L.Cell Biol Toxicol 2015; 31: 231-9.
  25. Zhang X, Sun X, Miao Y, Zhang M, Tian L, Yang J, et al. Ecotype division and chemical diversity of cynomorium songaricum from different geographical regions. Molecules 2022; 27(13): 3967.
  26. Brochot A, Guilbot A, Haddioui L, Roques C. Antibacterial, antifungal, and antiviral effects of three essential oil blends. Microbiologyopen 2017; 6(4): e00459.
  27. Saleem S, Kanwal M, Miana GA, Nafees R, Maqsood S, Naeem K, et al. Phytochemical and GCMS approaches to identify active constituents in Erythrina suberosa bark extract and evaluation of its therapeutic potency. Pak J Pharm Sci 2021; 34(6): 2227-33.
  28. Motevalli-Haghi F, Fathi H, Ebrahimzadeh MA, Eslami Sh, Karamie M, Eslamifar M, et al. Evaluation of Phytochemical, Total Phenolic and Flavonoid content, Antioxidant Activities, and Repelling Property of Sambucus ebulus. Journal of Medicinal Plants and By-products 2020; 1: 97-105.
  29. Safaii L, Najafpoor Navaii M, Sharifi Ashoorabadi E, Mirza M, Aminazarm D. The evaluation of yield traits and oil components in three population of Ziziphora tenuir L. Crop Production Journal 2022; 14(4): 141-56.
  30. Seago Jr JL, Fernando DD. Anatomical aspects of angiosperm root evolution. Annals of botany 2013; 112(2): 223-38.
  31. Gholipour A, Kazemitabar SK, Ramzanpour H. A comparative study on Acorus calamus (Acoraceae)micropropagation and selection of suitable population for cultivation in Iran. Acta Biologica Szegediensis 2021; 65(1): 29-34.
  32. Gholipour A. Chromosome number variation in Iranian populations of Acorus calamus. Journal of Genetic Resources 2019; 5(1): 17-21.
  33. Rajput SB, Tonge MB, Karuppayil SM. An overview on traditional uses and pharmacological profile of Acorus calamus Linn. (Sweet flag) and other Acorus species. Phytomedicine 2014; 21(3): 268-76.
  34. Gholipour A, Kazemitabar SK, Sharifi Soltani S. Study of genetic diversity of wild and regenerated accessions of acorus calamus(Acoraceae)by ISSR Markers [in Persian]. Plant Genetic Researches 2021; 7(2): 109-18.
  35. Gholipour A, Sonboli A, Golshahi M. Comparative study of essential oil composition of the aerial parts of three populations of Acorus calamus in Iran. J Med Plants 2015; 4(56): 87-94.
  36. Parki A, Chaubey P, Prakash O, Kumar R, Pant AK. Seasonal variation in essential oil compositions and antioxidant properties of Acorus calamus L.Accessions. Medicines (Basel) 2017; 4(4): 81.
  37. Lu Y, Xue Y, Chen S, Zhu H, Zhang J, Li XN, et al. Antioxidant lignans and neolignans from Acorus tatarinowii. Sci Rep 2016; 6(1): 22909.
  38. Fathi H, Ebrahimzadeh MA, Ahanjan M, Shokri F, Jafari H, Eslami S, et al. Antioxidant capacity, chromatographic analysis of phenolic compounds and anti-microbial effects of Cardaria draba growing in Iran. Int J Pharm Sci Res 2023; 14(1): 373-80.
  39. Süzgeç-Selçuk S, Özek G, Meriçli AH, Baser KH, Haliloglu Y, Özek T. Chemical and biological diversity of the leaf and rhizome volatiles of Acorus calamus L. from Turkey. Journal of Essential Oil Bearing Plants 2017; 20(3): 646-61.
  40. Hasanah M, Hilma H, Munarsih E, Nia DH. Identification of Chemical compounds, Total phenolic compounds content and Antioxidant potential of Acorus calamus L. Leaves and rhizomes extract. InInternational Conference on Universal Wellbeing (ICUW) 2023; 1(1): 1-7.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 43، شماره 810
هفته 2، خرداد
خرداد و تیر 1404
صفحه 346-362

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 29 دی 1403
  • تاریخ پذیرش: 19 فروردین 1404

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار