Roœliny lecznicze jako zasoby metali ciê kich podczas profilaktyki zio³oleczniczej

Roœliny lecznicze jako zasoby metali ciê kich podczas profilaktyki zio³oleczniczej Medicinal plants as source heavy metals during phytotheraphy prophylaxis Leczenie Nr 5/2007siarczanem glukozaminy Wspó³czesne choroby zwyrodnieniowej mo liwoœci wykorzystania stawów techniki stymulacji przezprze³ykowej serca Dr n. farm. Jolanta Kowol, Mgr farm. Aneta Urban, Dr Robert Rochel, Lek. Med. Katarzyna Gruszka, Mgr farm. Anna Halejak, Mgr farm. Dominika Dru ba Œl¹ska Akademia Medyczna, Katedra i Zak³ad Toksykologii, Ul. Jagielloñska 4, 41-200 Sosnowiec Kierownik Katedry: prof. dr hab. Jerzy Kwapuliñski Rośliny lecznicze kumulują metale niezbędne dla życia, lecz także metale ciężkie. Pierwiastki te przechodzą następnie z gotowego preparatu, poprzez napary do organizmu człowieka. Przy dłuższym stosowaniu fitoterapii mogą pojawić się efekty uboczne w postaci kumulacji metali ciężkich w organizmie. Odkryto również, że pierwiastki wchodzą ze sobą w interakcje w samej roślinie, jak i w układzie gleba-roślina. Dlatego ważna jest znajomość powinowactwa metalu do danego gatunku rośliny, a także do poszczególnych części morfologicznych roślin. Słowa kluczowe: kumulacja metali ciężkich, ziołolecznictwo Medicinal plants accumulate metals necessary for life but also heavy metals. These elements passage from plants during infusion to human body. During the long phytotheraphy side effect can appear itself. The scientists discovered that chemical elements react each other in the same plant and in system soil-plant. It is very important knowledge about relation between metals for given species plant, and morphological part of the plant. Key words: metal, accumulation, phytotheraphy Fitoterapia jest uznaną dziedziną wykorzystującą substancje czynne w roślinach leczniczych. Jednakże wartość lecznicza jest uzależniona w dużej mierze od stopnia kumulacji wybranych metali w roślinach uprawianych na plantacjach lub pozyskiwanych z naturalnych siedlisk. Nie bez znaczenia jest właściwy sposób przygotowywania surowców z tych roślin. Rośliny w sposób bardzo czuły reagują na zmiany składu chemicznego głównych elementów środowiska przyrodniczego, a także na zaburzenia homeostazy ekosystemów. Informacja na temat zawartości poszczególnych metali w roślinach leczniczych jest fragmentaryczna i niejednokrotnie dotyczy całych roślin. Wiadomo, że tylko niektóre części morfologiczne stanowią surowiec farmaceutyczny. Rośliny lecznicze są wykorzystywane jako leki gotowe lub do sporządzania z nich przetworów, np.: mieszanek, naparów. Fakt bezpośredniego przechodzenia toksycznych metali z gotowego preparatu poprzez napary sprawia, że możliwe jest narażenie człowieka na efekty toksyczne niektórych pierwiastków. Napary (infuzje) są tradycyjną postacią leku. Przyrządzamy je zalewając zioła (liście, kwiaty, ziele) gotującą woda a następnie pozostawiając w celu zaparzenia pod przykryciem. Po czasie minimum 15 minut (maks.2-3 godzin, gdy chcemy otrzymać wodny wyciąg ziół) odcedza się zioła, a napar stosuje się jako lek. Jednak podczas przygotowywania naparu pozostaje niewykorzystane ok.40% substancji aktywnych zioła [1]. Gotowym preparatem mogą być różne postacie tabletek ziołowych, drażetek, czopków, iniekcji dokładnie mianowanych na zawartość w nich składników czynnych surowca roślinnego np.: Raphacholin, Alax, Valerin. Poprzez swoje działanie fizjologiczne lek roślinny dostarcza wielu składników mineralnych i witamin. Jednak długotrwałe leczenie ziołami np. schorzeń wieku podeszłego, takich jak zaburzenia układu krążenia lub układu moczowego może pociągnąć za sobą wiele skutków ubocznych związanych z kumulacją metali ciężkich w organizmie. Przegl¹d Naukowy 11

Roœliny lecznicze jako zasoby metali ciê kich podczas profilaktyki zio³oleczniczej Nr 5/2007 W dzisiejszej polipragmazji są również stosowane leki ziołowe, które wyrównują różne niedobory składników, a szczególnie mineralnych, na zasadzie synergizmu z lekiem syntetycznym [1]. W świetle dotychczas przeprowadzonych badań [2-4] okazało się, że zioła zawierały stosunkowo duże ilości metali ciężkich i co więcej, wykazane zostały tendencje wzrostowe ich zawartości w nawiązaniu do emisji daleko sięgającej, nawet nad tereny, które umownie uważane były za rekreacyjne. Sytuacje komplikuje fakt, że w glebie występują zróżnicowane ilości bezpośrednio biodostępnych (formy jonowymienne i adsorbowalne) i potencjalnie biodostępnych (węglany i połączenia organiczne) ilości metali w przypadku obecności kwaśnych deszczy. Ponadto ostateczna kumulacja tych metali w danej mierze zależy również od możliwych interakcji między tymi pierwiastkami. Interakcje te sa różne ze względu na gatunek rośliny. Przykładowo w roślinie Tussilago farfara stwierdzono reakcje synergizmu między pierwiastkami: Fe- Zn, Fe-Cd, Mn-Pb, Zn-Cu, Zn-Cr, Pb-Ni, Ni-Cr, Cr- Co. Istotne reakcje o charakterze antagonistycznym wystąpiły w przypadku Fe-Co, Mn-Cu, Mn-Zn, Zn- Pb, Pb-Cu, Cu-Ni, Cu-Co, a także Cd-Cr i Co [5]. W rzepiku (Agrimonia eupatoria) okazało się, że reakcje antagonistyczne wynikające ze zmian w zawartości Fe dotyczą Zn, Ni, Cd, Mn-Ni, Mn-Cd, Mn-Cr, Zn-Cr, Pb-Cd, Cu-Cd, Cu-Cr, Ni-Co, Cd-Co, Cr-Co. Istotne wartości korelacji wystąpiły w parach: Fe- Mn, Mn-Pb, Mn-Cu, Mn-Co, Zn-Pb, Zn-Cu, Zn-Ni, Pb-Cu, Cu-Co, a w pewnej mierze także Zn-Cd, Pb- Co [5]. Przeciętnie w naparach ziół zawartość poszczególnych metali jest następująca: Cd 1,33 µg/g Fe 20,98 µg/g Cu 6,57 µg/g Mn 21,90 µg/g Co 0,46 µg/g Ni 0,12 µg/g Zn 13,87 µg/g Cr 2,29 µg/g [1] Ogólną charakterystykę statystyczną przedstawiają dane w tabeli 1. Niepokojącym jest fakt, że współczynnik zmienności występowania Pb, Ni, Zn, Cu jest bardzo duży, co dodatkowo rzutuje na konieczność zachowania dużej ostrożności przy okazji przenoszenia wyników badań jednego obszaru na inne obszary. Maksymalne ilości Pb zawierały zioła pochodzące z ówczesnych województw kieleckiego, radomskiego, lubelskiego i piotrkowskiego 13,89 µg/g Gatunkowe zróżnicowanie występowania wybranych metali ilustrują poniższe przykłady, a mianowicie największe ilości Cd, w granicach 0,95 3 µg/g stwierdzono w naparze sporządzonym z dziurawca zwyczajnego (Hypericum perforatum). Zawartosć Cd w ilości 0,95 µg/g stwierdzono w naparach sporządzonych z: arcydzięgla lekarskiego (Archangelica officinalis), kolendry siewnej (Coriandrum sativum), biedrzeńca anyżu (Pimpinella anisium,) mydlnicy lekarskiej (Saponaria officinalis), nawłoci pospolitej (Solidago virgaurea). Średnie zawartości Cd rzędu 1 2,5 µg/g stwierdzono w naparach z: chmielu zwyczjnego (Hymulus lupulus) 2,15 µg/g, melisy lekarskiej (<elissa officinalis) 2,49µg/g, babki wielkiej (Plantago maior) 2,32 µg/g, marzanny barwierskiej (Rubia tinctorum 2,32 µg/g. W wypadku Pb w 12 gatunkach spośród 75 ziół 12 Tabela 1.Występowanie metali w ziołach (naparach), µg/g [1] miejsce poboru Cd Fe Cu Pb Mn Co Ni Zn Cr min. 0,95 10,38 0,01 0,01 6,23 0,01 0,01 0,01 0,01 max. 3,00 353,72 22,79 13,89 579,3 4,62 11,65 160,47 15,87 średnia arytm. 1,38 28,36 9,04 2,22 36,10 1,69 2,50 23,30 8,25 średnia geometr. 1,33 20,98 6,57 0,01 21,90 0,46 0,12 13,87 2,29 odch.std. 0,41 42,36 3,39 5,09 67,89 1,16 2,79 27,05 4,19 wsp.zm. 29,96% 149,4% 37,44% 229,1% 188,1% 68,80% 111,7% 116,15% 50,73% Przegl¹d Naukowy

Nr 5/2007 Roœliny lecznicze jako zasoby metali ciê kich podczas profilaktyki zio³oleczniczej zawartość Pb rzędu 13,89 µg/g miała miejsce w naparach z: tataraku zwyczajnego (Acorus calamus), kasztanowca zwyczajnego (Aeculus hippocastanus), prawoślazu lekarskiego (Althae officinalis), nagietka lekarskiego (Calendula officinalis), wrzosu zwyczajnego (Calluna vulgaris), kminku zwyczajnego (Carum carvi), głogu dwuszyjkowego (Crataegus oxycantha), wiązówki błotnej (Filipendula ulmaria), orzecha włoskiego (Juglans regia), maliny właściwej (Rubus idaeus), nawłoci pospolitej (Solidago virgurea), lipy drobnolistnej (Tilia cordata). Badane rośliny zawierały stosunkowo duże ilości Fe. Najwięcej Fe stwierdzono w naparze z marzanny barwierskiej (Rubia tinctorum) 353,7µg/g. Najmniejsze ilości Fe=10,38 µg/g w naparze z malwy (Althaea rosea), rdestu ptasiego (Polygonum aviculare), rumianku pospolitego (Matricaria chamomilla), skrzypu polnego (Equisetum arvense), pięciornika gęsiego (Potentilla anserina). W większości naparów ilość Fe była rzędu 10 30µg/g [1]. Największe ilości Cu stwierdzono w naparze z arcydzięgla lekarskiego (Archangelica officinalis) Cu=22,79 µg/g oraz mniszka lekarskiego (Taraxacum officinalis) i lubczyka lekarskiego (Levisticum officinale) Cu=16 µg/g. Większość naparów zawierała Cu w zakresie od 6 do 9 µg/g [1]. Największe ilości Mn zawierał napar z brzozy brodawkowatej (Betula verrucosa) Mn=579,3 µg/g a najniższą odnotowano w perzu właściwym (Agropyron repens) Mn=6,23 µg/g [1] Kolejnym badanym metalem był Co. Jego zawartość w naparach mieściła się w ilościach od 0,95 do 4,62 µg/g. Najczęściej powtarzająca się ilością Co było 0,95 µg/g. Dotyczyło to naparów z następujących gatunków ziół: kasztanowca zwyczajnego (Aesculus hippocastanus), perzu właściwego (Agropyron repens), malwy czerwonej (Althaea rosea), kminku zwyczajnego (Carum carvi), pięciornika jaskółcze ziele (Potentila reptans), mydlnicy lekarskiej (Saponaria officinalis), mniszka lekarskiego (Taraxacum officinale), macierzanki piaskowej (Thymus serpyllum), tymianku pospolitego (Thymus vulgaris). W naparach z: jarzębiny (Sorbus aucuparia), borówki czarnej(vaccinum myrthillus), melisy lekarskiej (Melissa officinalis), rdestu ostrogorzkiego (Polygonum hydropiper) nie stwierdzono obecności Co [1]. W wypadku Ni znaczna część badanych gatunków ziół zawierała jego ilości w granicach od 2,41 do 6,52 µg/g. Jest to bardzo korzystny przedział zawartości Ni w naparach z uwagi na jego insulinopodobne właściwości u człowieka. Nostrzyk biały (Melilotus albus), mniszek pospolity (Traxacum officinalis), arnika górska (Arnica montana) zawierały tę samą ilość Ni=6,52 µg/ h. Jednakże w szeregu sporządzonych naparów ok. 1/ 3 części badanych roślin Ni był nieobecny. Największe ilości Zn stwierdzono w gatunkach ziół pochodzących z województw radomskiego, rzeszowskiego i częstochowskiego. Do gatunków tych należą: brzoza brodawkowata (Betula verrucosa) 106,95 µg/g, marzanna barwierska (Rubia tinctorum) Tabela 2. Zawartość metali w naparach z wybranych mieszanek ziołowych [1] Rodzaj mieszanki Cd Fe Cu Pb Mn Co Ni Zn Cr Species desinficientiae 1,63 30,15 6,57 13,89 29,58 0,00 6.52 8,62 7,94 Species metabolicae 1,29 28,36 6,57 13,89 37,37 0,95 6,52 9,86 0,00 Species antiacidicae 1,12 28,36 7,65 13,89 28,38 0,00 4,47 10,27 0,00 Species antiacneae 1,46 17,57 6,57 0,00 71,50 0,95 2,41 16,91 0,00 Płukanka 1,29 17,57 7,65 0,00 17,61 0,95 1,39 9,44 0,00 Species laxantes 0,95 22,96 6,57 0,00 43,95 0,95 1,39 15,67 7,94 Species anticholelithiasicae 1,46 28,36 7.11 27,78 31,38 0,00 0,36 16,08 7,94 Przegl¹d Naukowy 13

Roœliny lecznicze jako zasoby metali ciê kich podczas profilaktyki zio³oleczniczej Nr 5/2007 Tabela 3. Wymywanie metali z mieszanek zio³owych [1] Rodzaj mieszanki Cd w zio³ach µg/g Cd w naparach µg/g % wymywania Cu w zio³ach µg/g Cu w naparach µg/h % wymywania Species desinficientiae 1,33 1,63 122,43% 8,62 6,57 76,21% Species metabolicae 1,17 1,29 110,38% 7,61 6,57 86,27% Species antiacidicae 1,66 1,12 67,54% 16,40 7,65 46,63% Species antiacneae 1,43 1,46 102,22% 6,23 6,57 105,41% P³ukanka 2,55 1,29 50,61% 6,16 7,65 124,10% Species laxantes 1,69 0,95 56,21% 9,02 6,57 72,83% Species anticholelithiasicae 1,72 1,46 85,07% 12,94 7,11 54,91% Rodzaj mieszanki Pb w zio³ach µg/g Pb w naparach µg/g % wymywania Mn w zio³ach µg/g Mn w naparach µg/g % wymywania Species desinficientiae 5,60 13,89 248,06% 114,31 29,58 25,88% Species metabolicae 5,19 13,89 267,80% 89,83 37,37 41,60% Species antiacidicae 4,68 13,89 296,52% 56,81 28,38 49,96% Species antiacneae 2,82 0,00 0,00% 56,85 71,50 125,77% P³ukanka 8,87 0,00 0,00% 61,60 17,61 28,58% Species laxantes 8,97 0,00 0,00% 88,45 43,95 49,70% Species anticholelithiasicae 5,05 27,78 549,51% 125,90 31,38 24,925 Rodzaj mieszanki Co w zio³ach µg/g Co w naparach µg/g % wymywania Ni w zio³ach µg/g Ni w naparach µg/h % wymywania Species desinficientiae 2,40 0,00 0,00% 5,59 6,52 116,72% Species metabolicae 1,85 0,95 51,63% 4,39 6,52 148,46% Species antiacidicae 2,23 0,00 0,00% 5,22 4,47 85,55% Species antiacneae 1,53 0,95 62,42% 2,88 2,41 83,94% P³ukanka 2,65 0,95 35,97% 6,16 1,39 22,53% Species laxantes 1,74 0,95 54,70% 5,61 1,39 24,72% Species anticholelithiasicae 2,77 0,00 0,00 4,58 0,36 7,87% Rodzaj mieszanki Cr w zio³ach µg/g Cr w naparach µg/g % wymywania Species desinficientiae 6,72 7,94 118,03% Species metabolicae 5,36 0,00 0,00% Species antiacidicae 7,98 0,00 0,00% Species antiacneae 4,32 0,00 0,00% P³ukanka 4,67 0,00 0,00% Species laxantes 5,27 7,94 150,55% Species anticholelithiasicae 7,62 7,94 104,19% 14 Przegl¹d Naukowy

Nr 5/2007 Roœliny lecznicze jako zasoby metali ciê kich podczas profilaktyki zio³oleczniczej 101,55 µg/g, borówka czarna (Vaccinum mytrillus) 160,47 µg/g, Najczęściej zawartość tego metalu w naparach mieściła się w granicach od 10,69 do 62,96µg/g. Należały tu m.in. gatunki: dziurawiec pospolity (Hypericum perforatum) 62,97 µg/g, orzech włoski (Juglans regia) 14,01 µg/g, dzika róża (Rosa canina) 41,39 µg/g, lipa drobnolistna (Tilia cordata) 10,69 µg/g, kozieradka (Trigonella coreulea) 22,72 µg/g [1], Ostatnim badanym metalem był Cr. Duża grupa roślin zawierała ten pierwiastek w ilości 1,87µg/g. A mianowicie napary z: kopru ogrodowego (Anethum graveolens), arniki górskiej (Arnica montana), lukrecji (Glycyrrhiza glabra), pięciornika gęsiego (Potentilla anserina), rzewienia dłoniastego (Rheum palmatum), tymianku pospolitego (Thymus vulgaris). Chromu nie stwierdzono w następujących sporządzonych naparach z gatunków ziół: perzu właścwego (Agropyron repens), bylicy bożego drzewka (Artemisia abrotanum), kminka zwyczajnego (Carum carvi), głogu dwuszyjkowego (Crataegus oxycantha), wierzby kruchej (Salix fragilis), bzu czarnego (Sambucus nigra), kozłka lekarskiego (Valeriana officinalis) [1]. Jest to bardzo korzystne z punktu wykorzystania tych roślin jako składników mieszanek ziołowych, ponieważ przy dłuższym stosowaniu nie będzie dochodzić do zatruć przewlekłych spowodowanych przenikaniem przez błony komórkowe szczególnie szkodliwego dla człowieka Cr +6, jego utlenianiem w organizmie oraz łączeniem się z DNA i powstaniem mutacji, mogących przekształcić się w nowotwory złośliwe [6]. Ilustracją możliwości kontaminacji organicznej podczas fitoterapii jest obecność metali w naparach z mieszanek ziołowych [tabela2]. Największe ilości w naparach mieszanek ziołowych o właściwościach dezynfekujących dotyczą Cd 1,63 µg/g Fe 30,15 µg/g Cr 7,94 µg/g Z kolei Mn, Zn, Co, występują w największych ilościach w mieszance ziół przeciwtrądzikowych. Brak obecności danego metalu w naparach był następujący: Pb w ziołach przeciw trądzikowi, w płukankach, w ziołach przeczyszczających, Co w ziołach dezynfekujących, przeciw nadkwasocie, żółciopędnych, Cr w ziołach na przemianę materii, przeciw nadkwasocie, przeciwtrądzikowych, płukankach. Wszystkie badane mieszanki w największych ilościach zawsze zawierały Fe, Mn, Zn oraz Cu, które są fizjologicznie niezbędne. Jednak obecność Cd i Pb, jako wynik zanieczyszczenia tych produktów, zmniejsza ich wartość użytkową w lecznictwie. Po przeanalizowaniu stopnia wymywania metali z mieszanek ziołowych w znacznym procencie do naparu są wymywane: Cu, Cd, Pb, Cr. W mniejszym stopniu są wymywane: Mn, Co, Ni. Dla porównania informacji o naparach z wybranych mieszanek ziołowych szczegółowe wyniki zestawiono w tabeli 3. Wnioski: Podwyższona obecność poszczególnych metali ciężkich w ziołach może skutkować dzięki naparom dodatkową ilością migrujących metali ciężkich, nierzadko o właściwościach toksycznych, do organizmu pacjenta. Napary z mieszanek ziołowych przy długotrwałej fitoterapii mogą dać ujemne skutki w organizmie ludzkim lub zwierzęcym. LITERATURA TURA: [1] Iwanek K., Bednarek M., Kowol J. I wpł.:rośliny lecznicze jako źródło metali ciężkich. Problemy ekologii 5/97, 160-164 [2] Kwapuliński J., Mirosławski J., Rochel R. I wsp.:zawartość metali ciężkich w wybranych mieszankach ziołowych.pol.tyg.lek., 23-24, 1994 [3] Mirosławski J., Wiechuła D., Kwapuliński J.i wsp.: Występowanie Pb, Cd, Cu, Ni, Co, Cr w wybranych gatunkach roślin leczniczych na terenie Polski.Bromat.Chem.Toksykol. XXVIII, 363-368, 1995 [4] Kwapulinski J., Mirosławski J., Wiechuła D. i wsp.: Wykorzystanie współczynnika wzbogacenia oraz indeksu geokumulacyjnego do oceny obszarów pozyskiwania roślin leczniczych. Bromat. Chem. Toksykol., XXIX, 243-252, 1996 [5] Kwapuliński J., Bogunia M., Bogunia M. I wsp.: Współwystępowanie wybranych metali w niektórych roślinach na terenie Ziemi Cieszyńskiej. 222, 94-107 [6] Kabata-Pendias A., Pendias H.: Pierwiastki śladowe w środowisku biologicznym. Wyd.Geolog.Warszawa 1979 Przegl¹d Naukowy 15