Phytochemical analysis of secondary metabolites selected species of plants from genus Scutellaria

W tradycyjnej medycynie chińskiej tarczyca bajkalska - Scutellaria baicalensis jest stosowana już od wieków. Roślina ta jest bogatym źródłem specyficznych flawonoidów, m.in: bajkaliny, bajkaleiny, wogoniny oraz wogonozydu. Związki te wykazują szereg kierunków aktywności farmakologicznych. Korzeń tarczycy bajkalskiej posiada monografię w International Pharmacopoeia wydanym przez WHO, a od roku 2011 surowiec ten został umieszczony European Pharmacopoeia i w tłumaczeniach na języki narodowe Unii Europejskiej, w tym na język polski. Na kontynencie północno-amerykańskim znanym gatunkiem leczniczym jest S. lateriflora. Surowcem pozyskiwanym z tego gatunku jest ziele. Jego głównymi składnikami są: bajkalina, bajkaleina, kwas γ-aminomasłowy i glutamina. Uwzględniając wskazania chemotaksonomiczne można przypuszczać, że również inne gatunki z rodzaju Scutellaria oraz inne organy znanych już w terapii gatunków tego rodzaju, mogą posiadać potencjalną aktywność biologiczną.Celem pracy była analiza jakościowa i ilościowa flawonoidów, kwasów fenolowych oraz werbaskozydu, zawartych w trzech gatunkach z rodzaju Scutellaria. Badanymi gatunkami były: S. alpina – tarczyca alpejska, S. baicalensis – tarczyca bajkalska oraz S. altissima – tarczyca wyniosła. Materiałem badawczym były zebrane z Ogrodu Roślin Leczniczych im. Prof. Mariana Koczwary Wydziału Farmaceutycznego CM UJ, wysuszone części roślin (kwiaty, pędy, liście i korzenie). Z metanolowych ekstraktów przeprowadzono analizę metabolitów wtórnych z wykorzystaniem techniki HPLC.Wyniki pracy wykazały, że występują duże różnice w składzie jakościowym metabolitów wtórnych, zarówno pomiędzy gatunkami, jak i organami poszczególnych gatunków. Wszystkie ekstrakty zawierają jako dominującą grupę związków – flawonoidy. Są to specyficzne dla rodzaju Scutellaria związki - bajkalina, bajkaleina, skutellaryna i wogonina. Związkom tym towarzyszą powszechnie występujące w świecie roślin - apigetryna i apigenina. Ponadto udało się zidentyfikować kilka kwasów fenolowych oraz werbaskozyd. Analiza ilościowa pozwala stwierdzić, że najwięcej flawonoidów zawierają badane organy S. alpina, w tym w szczególnosci kwiaty (37,07 mg/g s.m.). Również kwiaty S. baicalensis zawierają znaczną ilość związków – 33,22 mg/g s.m. Nieco uboższym źródłem flawonoidów są korzenie S. alpina i S. baicalensis zwierające ponad 10 mg/g s.m. flawonoidów.

Baical skullcap - Scutellaria baicalensis has been used for centuries in traditional Chinese medicine. This plant is a rich source of particular flavonoids, such as: baicalin, baicalein, wogonin, wogonoside. These compounds exhibit a number of pharmacological activities. The root of skullcap has monograph of Internation Pharmacopoeia, which is publicated by WHO, and since year 2011, the raw material was placed in European Pharmacopoeia and in translations into languages of the European Union, including polish. In North America S. lateriflora. is well known medical species. The raw material harvested from this species is herb. Its main compounds are: baicalin, baicalein, gamma-aminobutyric acid and glutamin. Taking into account chemotaxonomic’s indications it may be assumed that also the other species of the genus Scutellaria and other organs of well known in therapy that genus may have potential biological activity. The aim of the study was qualitative and quantitative analysis of flavonoids, phenolic acids and verbaskoside contained in three species of the skullcaps. The test species were Scutellaria alpina, Scutellaria baicalensis and Scutellaria altissima. The research material were collected from the Garden of Medicinal Plant name of Prof. Marian Koczwara, owned by the Faculty of Pharmacy of the Jagiellonian University, dried, and then separated and fragmented parts of plants (flowers, stems, leaves and roots). Secondary metabolites were analyzed in the methanolic extracts by HPLC. The results of the work have shown that there are large differences in the qualitative composition of secondary metabolites, both between species as well as the organs of each species. All the extracts contain a dominant group of compounds - flavonoids. These are particular for Scutellaria’s genuses compounds such as baicalin, baicalein, scutellarin and wogonin. Compounds are accompanied by commonly found in the plant world: apigetrin and apigenin. In addition, it was managed to identify several phenolic acids and verbaskoside. Quantitative analysis shows that most metabolites include organs of S. alpina, particularly flowers (37,07 mg/g s.m.). Also flowers of S. baicalensis contain significant amounts of these compounds - 33.22 mg / g s.m.. Poorer source of flavonoids are the roots of S. alpina and S. baicalensis contain more than 10 mg / g, s.m. of flavonoids.