kurskvestЧеловек и его здоровьеHumans and their health1998-57461998-5754Kursk State Medical University10.21626/vestnik/2024-1/06UKGSJNkurskvest-1274Research ArticleФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИPHARMACEUTICAL SCIENCESИзучение особенностей накопления искусственных и естественных радионуклидов в корнях лопуха большого Arctium lappa L.Study of peculiarities of accumulation of artificial and natural radionuclides in roots of large burdock, Arctium lappa L.https://orcid.org/0000-0002-0766-3881ДьяковаНина АлексеевнаDyakovaNina A.

канд. биол. наук, доцент кафедры фармацевтической химии и фармацевтической технологии, ВГУ, г. Воронеж

Cand. Sci. (Bio.), Assistant Professor at the Department of Pharmaceutical Chemistry and Pharmaceutical Technology, VSU, Voronezh, Russian Federation

ninochka_v89@mail.ruВоронежский государственный университет (ВГУ)РоссияVoronezh State University (VSU)Russian Federation2024290520242714856Copyright © Дьякова Н.А., 20242024Дьякова Н.А.Dyakova N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.kursk-vestnik.ru/jour/article/view/1274

Воронежская область традиционно является важнейшим районом растениеводства и земледелия. Однако освоение минеральных ресурсов, активная химизация в сельском хозяйстве, последствия Чернобыльской аварии актуализировали вопрос снабжения пищевой промышленности безопасным и эффективным растительным сырьем. Некачественное растительное сырье и получаемые из него продукты являются важными источниками поступления различных экотоксикантов, в частности, радионуклидов, в организм человека. Цель: изучение накопления наиболее значимых искусственных и естественных радионуклидов в корнях лопуха большого, заготовленных на различных с точки зрения антропогенного воздействия территориях Воронежской области. Материалы и методы. В условиях эксперимента в образцах верхних слоев почв и корнях лопуха большого определяли удельную активность основных долгоживущих искусственных радиоизотопов (цезий-137, стронций-90,) и часто встречаемых в природе естественных радионуклидов (торий-232, калий-40, радий-226) на спектрометре-радиометре МКГБ-01 «РАДЭК». Результаты. Все изученные образцы корней лопуха большого, заготовленные в естественных и искусственных фитоценозах Воронежской области, соответствуют существующим требованиям радиационной безопасности (первая группа). При увеличении удельной активности стронция-90, цезия-137, тория-232, калия-40, радия-226 в почве возрастала их удельная активность в корнях лопуха большого. Корреляционный анализ удельной активности искусственных и естественных радионуклидов в почве и корнях лопуха большого показал наличие весьма заметной взаимосвязи между данными числовыми показателями, что подтвердило преимущественное транспочвенное их загрязнение. аключение. Закономерности накопления в корнях лопуха большого определяемых природных и техногенных радионуклидов описаны математическими зависимостями c максимальным коэффициентом достоверности аппроксимации.

The Voronezh region has traditionally been the most significant area for crop production and agriculture. However, the development of mineral resources, the implementation of chemical fertilisers in agriculture, and the consequences of the Chernobyl accident have highlighted the necessity to ensure the food industry has access to safe and effective plant raw materials. The use of low-quality plant raw materials and products derived from them represents a significant source of exposure to various ecotoxicants, including radionuclides, which can enter the human body. Objective: to examine the accumulation of the most significant artificial and natural radionuclides in the roots of a large burdock plant, harvested in different territories of the Voronezh region, with a view to determining the extent of the anthropogenic impact. Materials and methods. Under experimental conditions, the specific activity of the main long-lived artificial radioisotopes (cesium-137, strontium-90) and naturally occurring radionuclides (thorium-232, potassium-40, radium-226) on a spectrometer (RADEK MKGB-01 radiometer) was determined in samples of the upper layers of soils and roots of large burdock. Results. All of the studied samples of large burdock roots, which had been prepared in natural and artificial phytocenoses in the Voronezh region, met the existing radiation safety requirements (first group). With an increase in the specific activity of strontium-90, cesium-137, thorium-232, potassium-40, radium-226 in the soil, there was an accompanying increase in the specific activity of these radionuclides in the roots of a large burdock. Correlation analysis of the specific activity of artificial and natural radionuclides in the soil and roots of large burdock revealed a highly significant relationship between these numerical indicators, thereby confirming the predominant transposed pollution. Conclusion. The accumulation patterns in roots of large burdock, naturally occurring and anthropogenic radionuclides are described by mathematical dependencies, with an accuracy of approximation that is as high as possible.

Воронежская областьстронций-90цезий-137торий-232калий-40радий-226Voronezh regionstrontium-90cesium-137thorium-232potassium-40radium-226ReferencesДьякова Н.А. Особенности накопления биологически активных веществ в корнях лопуха обыкновенного синантропной флоры Воронежской области. Традиционная медицина. 2021;2(65):47-52. DOI: 10.54296/18186173_2021_2_47. EDN: CERWWX.D'yakova N.A. Peculiarities of accumulation of biologically active substances in burdock roots of common synanthropic flora of Voronezh region. Tradicionnaya medicina. 2021;2(65):47-52. (in Russ.). DOI: 10.54296/18186173_2021_2_47. EDN: CERWWX.Дьякова Н.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П. Оценка содержания радионуклидов в лекарственном растительном сырье Центрального Черноземья и их влияния на накопление биологически активных веществ. Химико-фармацевтический журнал. 2020;54(6):68-72. DOI: 10.30906/0023-1134-2020-54-6-49-53. EDN: GIDGKE.D'yakova N.A., Slivkin A.I., Gaponov S.P. Assessment of radionuclide contents in medicinal plant raw material of the Central Black-earth belt and their influence on accumulation of biologically active compounds. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2020;54(6):626-630. DOI: 10.1007/s11094-020-02248-1. EDN: HPGDWJ].Дьякова Н.А., Сливкин А.И., Чупандина Е.Е., Гапонов С.П. Выявление допустимых зон заготовки лекарственного растительного сырья вблизи транспортных магистралей. Химия растительного сырья. 2020;(4):5-13. DOI: 10.14258/jcprm.2020047609. EDN: KCCAGM.D'yakova N.A., Slivkin A.I., Chupandina E.E., Gaponov S.P. Identification of permissible zones for preparation of medicinal vegetal raw materials near transport highways. Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2020;(4):5-13 (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2020047609. EDN: KCCAGM.Дьякова Н.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П., Самылина И.А. Оценка радионуклидного загрязнения лекарственного растительного сырья Воронежской области на примере корней лопуха обыкновенного. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2016;(3):110-115. EDN: WRIWYL.D'yakova N.A., Slivkin A.I., Gaponov S.P. Assessment of radionuclide contamination of medicinal plant raw materials of Voronezh region on the example of common burdock roots. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Himiya. Biologiya. 2016;(3):110-115 (in Russ.). EDN: WRIWYL.Дьякова Н.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П. Изучение радионуклидного загрязнения лекарственного сырья Воронежской области на примере листьев подорожника большого и листьев крапивы двудомной. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2017;(2):118-123. EDN: ZAERJT.D'yakova N.A., Slivkin A.I., Gaponov S.P. Evaluation of radionuclides content in medicinal plant raw materials of the Central Black Earth Region and their effect on accumulation of biologically active substances. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Himiya. Biologiya. 2017;(2):118-123 (in Russ.). EDN: ZAERJT.Jablonskikh L.A. Content and vertical distribution of heavy metals and radionuclides in hydromorphic Soils of the Forest Steppe. Eurasian Soil science. 1999;32(4):394-403.Jablonskikh L.A. Content and vertical distribution of heavy metals and radionuclides in hydromorphic Soils of the Forest Steppe. Eurasian Soil science. 1999;32(4):394-403.Neverova O.A., Egorova I.N. Assessment of radionuclide pollution of rosa majalis herrm fruits in the circumstances of the anthropologically disordered Kuznetsk basin areas. Advances in Environmental Biology. 2014;8(13):414-418.Neverova O.A., Egorova I.N. Assessment of radionuclide pollution of rosa majalis herrm fruits in the circumstances of the anthropologically disordered Kuznetsk basin areas. Advances in Environmental Biology. 2014;8(13):414-418.Dyakova N., Gaponov S., Slivkin Al., Chupandina El. Accumulation of artificial and natural radionuclides in medicinal plant materialin the Central Black Soil Region of Russia. Advances in Biological Sciences Research. 2019;(7):94-96.Dyakova N., Gaponov S., Slivkin Al., Chupandina El. Accumulation of artificial and natural radionuclides in medicinal plant materialin the Central Black Soil Region of Russia. Advances in Biological Sciences Research. 2019;(7):94-96.Куркин В.А. Фармакогнозия. Самара: Офорт; 2004. 1179 c.Kurkin V.A. Pharmacognosy. Samara: Ofort; 2004. 1179 p. (in Russ.)Zhao J., Evangelopoulos D., Bhakta S., Gray A.I., Seidel V. Antitubercular Activity of Arctium Lappa and Tussilago Farfara Extracts and Constituents. J Ethnopharmacol. 2014;155(1):796-800. DOI: 10.1016/j.jep.2014.06.034.Zhao J., Evangelopoulos D., Bhakta S., Gray A.I., Seidel V. Antitubercular Activity of Arctium Lappa and Tussilago Farfara Extracts and Constituents. J Ethnopharmacol. 2014;155(1):796-800. DOI: 10.1016/j.jep.2014.06.034.Koriem K.M., Idris Z.H., Lazain H.S. Therapeutic effect of Arctium lappa in Schistosoma haematobium associated kidney disturbance: biochemical and molecular effects. J Parasit Dis. 2016;40(4):1246-1254. DOI: 10.1007/s12639-015-0662-4.Koriem K.M., Idris Z.H., Lazain H.S. Therapeutic effect of Arctium lappa in Schistosoma haematobium associated kidney disturbance: biochemical and molecular effects. J Parasit Dis. 2016;40(4):1246-1254. DOI: 10.1007/s12639-015-0662-4.Miglani A., Manchanda R.K. Observation study of Arctium lappa in the treatment of acne vulgaris. Homeopathy. 2014;103(3):203-207. DOI: 10.1016/j.homp.2013.12.002.Miglani A., Manchanda R.K. Observation study of Arctium lappa in the treatment of acne vulgaris. Homeopathy. 2014;103(3):203-207. DOI: 10.1016/j.homp.2013.12.002.Li X., Zhao Z., Kuang P. Regulation of lipid metabolism in diabetic rats by Arctium lappa L. polysaccharide through the PKC/NF-κB pathway.Int J Biol Macromol. 2019;136:115-122. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.06.057.Li X., Zhao Z., Kuang P. Regulation of lipid metabolism in diabetic rats by Arctium lappa L. polysaccharide through the PKC/NF-κB pathway.Int J Biol Macromol. 2019;136:115-122. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.06.057.Zhang N., Wang Y., Kan J. In vivo and in vitro anti-inflammatory effects of water-soluble polysaccharide from Arctium lappa.Int J Biol Macromol. 2019;35:717-724. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.05.171.Zhang N., Wang Y., Kan J. In vivo and in vitro anti-inflammatory effects of water-soluble polysaccharide from Arctium lappa.Int J Biol Macromol. 2019;35:717-724. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.05.171.Watanabe A., Sasaki H., Miyakawa H. Effect of Dose and Timing of Burdock (Arctium lappa) Root Intake on Intestinal Microbiota of Mice. Microorganisms. 2020;8(2):220. DOI: 10.3390/microorganisms8020220.Watanabe A., Sasaki H., Miyakawa H. Effect of Dose and Timing of Burdock (Arctium lappa) Root Intake on Intestinal Microbiota of Mice. Microorganisms. 2020;8(2):220. DOI: 10.3390/microorganisms8020220.Annunziata G., Barrea L., Ciampaglia R. Arctium lappa contributes to the management of type 2 diabetes mellitus by regulating glucose homeostasis and improving oxidative stress: A critical review of in vitro and in vivo animal-based studies. Phytother Res. 2019;33(9):2213-2220. DOI: 10.1002/ptr.6416.Annunziata G., Barrea L., Ciampaglia R. Arctium lappa contributes to the management of type 2 diabetes mellitus by regulating glucose homeostasis and improving oxidative stress: A critical review of in vitro and in vivo animal-based studies. Phytother Res. 2019;33(9):2213-2220. DOI: 10.1002/ptr.6416.Chan Y.S., Cheng L.N., Wu J.H., Chan E., Kwan Y.W., Lee S.M., Leung G.P., Yu P.H., et al. A Review of the Pharmacological Effects of Arctium Lappa (Burdock). Inflammopharmacology. 2011;19(5): 245-254. DOI: 10.1007/s10787-010-0062-4.Chan Y.S., Cheng L.N., Wu J.H., Chan E., Kwan Y.W., Lee S.M., Leung G.P., Yu P.H., et al. A Review of the Pharmacological Effects of Arctium Lappa (Burdock). Inflammopharmacology. 2011;19(5): 245-254. DOI: 10.1007/s10787-010-0062-4.Maghsoumi-Norouzabad L., Alipoor B., Abed R., Sadat B.E., Mesgari-Abbasi M., Jafarabadi M.A. Effects of Arctium Lappa L. (Burdock) Root Tea on inflammatory status and oxidative stress in patients with knee osteoarthritis.Int J Rheum Dis. 2016;19(3):255-261. DOI: 10.1111/1756-185X.12477.Maghsoumi-Norouzabad L., Alipoor B., Abed R., Sadat B.E., Mesgari-Abbasi M., Jafarabadi M.A. Effects of Arctium Lappa L. (Burdock) Root Tea on inflammatory status and oxidative stress in patients with knee osteoarthritis.Int J Rheum Dis. 2016;19(3):255-261. DOI: 10.1111/1756-185X.12477.Ahangarpour A., Heidari H., Oroojan A.A., Mirzavandi F., Nasr E. K., Dehghan M. Z. Antidiabetic, hypolipidemic and hepatoprotective effects of Arctium lappa root's hydro-alcoholic extract on nicotinamide-streptozotocin induced type 2 model of diabetes in male mice. Avicenna J Phytomed. 2017;7(2): 169-179.Ahangarpour A., Heidari H., Oroojan A.A., Mirzavandi F., Nasr E. K., Dehghan M. Z. Antidiabetic, hypolipidemic and hepatoprotective effects of Arctium lappa root's hydro-alcoholic extract on nicotinamide-streptozotocin induced type 2 model of diabetes in male mice. Avicenna J Phytomed. 2017;7(2): 169-179.Lin S.C., Lin C.H., Lin C.C., Lin Y.H., Chen C.F., Chen I.C., Wang L.Y. Hepatoprotective effects of Arctium lappa Linne on liver injuries induced by chronic ethanol consumption and potentiated by carbon tetrachloride. J Biomed Sci. 2002;9(5):401-409. DOI: 10.1007/BF02256533.Lin S.C., Lin C.H., Lin C.C., Lin Y.H., Chen C.F., Chen I.C., Wang L.Y. Hepatoprotective effects of Arctium lappa Linne on liver injuries induced by chronic ethanol consumption and potentiated by carbon tetrachloride. J Biomed Sci. 2002;9(5):401-409. DOI: 10.1007/BF02256533.Tang Y., Lou Z., Yang L., Wang H. Screening of antimicrobial compounds against Salmonellaty phimurium from burdock (Arctium lappa) leaf based on metabolomics. European Food Research and Technology. 2015;240:1203-1209.Tang Y., Lou Z., Yang L., Wang H. Screening of antimicrobial compounds against Salmonellaty phimurium from burdock (Arctium lappa) leaf based on metabolomics. European Food Research and Technology. 2015;240:1203-1209.Guna G. Therapeutic value of Arctium lappa Linn. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research. 2019;12(7):53-59. DOI: 10.22159/ajpcr.2019.v12i7.33870Guna G. Therapeutic value of Arctium lappa Linn. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research. 2019;12(7):53-59. DOI: 10.22159/ajpcr.2019.v12i7.33870Ali T.M., Zghair Z.R. The inhibitory Effect of Crude Extract of Arctium lappa on some pathogenic bacteria. Mirror of Research in Veterinary Sciences and Animals. 2015;4(3):32-39.Ali T.M., Zghair Z.R. The inhibitory Effect of Crude Extract of Arctium lappa on some pathogenic bacteria. Mirror of Research in Veterinary Sciences and Animals. 2015;4(3):32-39.Kardosová A., Ebringerová A., Alföldi J., Nosál'ová G., Franová S., Hríbalová V. A biologically active fructan from the roots of Arctium lappa L., var. Herkules.Int J Biol Macromol. 2003;33(1-3):135-140. DOI: 10.1016/s0141-8130(03)00079-5.Kardosová A., Ebringerová A., Alföldi J., Nosál'ová G., Franová S., Hríbalová V. A biologically active fructan from the roots of Arctium lappa L., var. Herkules.Int J Biol Macromol. 2003;33(1-3):135-140. DOI: 10.1016/s0141-8130(03)00079-5.Wang H.Y., Yang J.S. Studies on the chemical constituents of Arctium lappa L. Yao Xue Xue Bao. 1993;28(12):911-917 (in Chin.).Wang H.Y., Yang J.S. Studies on the chemical constituents of Arctium lappa L. Yao Xue Xue Bao. 1993;28(12):911-917 (in Chin.).Carlotto J., de Souza L.M., Baggio C.H., Werner M.F., Maria-Ferreira D., Sassaki G.L., Iacomini M., Cipriani T.R. Polysaccharides from Arctium lappa L.: Chemical structure and biological activity.Int J Biol Macromol. 2016;91:954-960. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2016.06.033.Carlotto J., de Souza L.M., Baggio C.H., Werner M.F., Maria-Ferreira D., Sassaki G.L., Iacomini M., Cipriani T.R. Polysaccharides from Arctium lappa L.: Chemical structure and biological activity.Int J Biol Macromol. 2016;91:954-960. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2016.06.033.Государственная фармакопея Российской Федерации. Издание XIV. Том 4. Москва: ФЭМБ; 2018. 1883 с.State Pharmacopoeia of the Russian Federation. Edition XIV. Volume 4. Moscow: FEMB; 2018. 1883 р. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.