Тайны лекарственных растений

Почему и сегодня источником лекарственного сырья по-прежнему остаются растения? Как заставить их продуцировать нужные нам вещества, не являющиеся для самого растительного организма жизненно важными? Чем опасен генно-модифицированный картофель? Эффективен ли синтез народной медицины и современных технологий? Об этом беседуем с доктором биологических наук, академиком НАН Беларуси, профессором Владимиром Решетниковым.

Наверняка среди ваших знакомых есть те, кто убежден: практически любые болезни стоит лечить народными средствами, а вся эта «химия» одно лечит, другое калечит. Такое мнение в наши дни не редкость. Достаточно прочитать длинный список побочных эффектов того или иного лекарственного средства, и поневоле задумаешься, а не правы ли поборники народной медицины. И если в середине XX века синтетическая фармакология считалась панацеей от любых бед, то в последние десятилетия во всем мире наблюдается повышение интереса к фитопрепаратам.

Синтетические лекарства оказались палкой о двух концах. По данным Всемирной организации здравоохранения, сегодня около 2,5–5 % всех госпитализированных в мире — это пациенты с осложнениями, вызванными их употреблением. Появился даже термин «лекарственная болезнь».

Фитопрепараты же дают побочку несравненно реже: по статистике, такие эффекты от применения лекарств растительного происхождения встречаются в пять раз реже, чем при использовании «химии». Но может ли современный человек прожить без синтетической фармакологии и способны ли фитопрепараты обеспечить аналогичный уровень защиты здоровья?

— Возможно, это будет пионерское заявление, но я считаю, что растительные препараты вполне способны полностью защитить здоровье человека, — отмечает Владимир Решетников. — Причем я говорю даже об очень серьезных заболеваниях.

К слову, одна из тем, над которой работают Владимир Николаевич и сотрудники его лаборатории, — вторичные метаболиты растений, эффективные в борьбе с онкологическими заболеваниями.

Например, из коры тиса можно получить вещество токсол, эффективно воздействующее на злокачественные опухоли. Но извлечь его — очень дорогостоящий процесс. Килограмм этого вещества стоит порядка 3 млн долларов. В коре тиса же в среднем содержится лишь 0,01 г токсола.

Сегодня совместно с МГУ осуществляется, с одной стороны, поиск видов тиса, в коре которых токсола больше всего. С другой — идет работа над изучением веществ-предшественников токсола, исходя из его содержания в коре тиса. И, наконец, третье направление работы — более эффективное получение этого вещества на основе биотехнологических подходов.

«Если в природе существует болезнь, значит, в природе есть и лекарство», — говорили древние врачеватели. Так, сердечные гликозиды можно получить, например, из ландыша. Из бегонии выделяют вещества, нормализующие работу почек. А силимарин, поддерживающий печень, — из расторопши. В частности, белорусские селекционеры вывели сорт расторопши «Золушка», где содержание силимарина в 2,5 раза выше, чем в дикорастущих видах.

Человек может иметь всю гамму растительных препаратов для своего здоровья. Так, в современном мире очень важны антиоксиданты. В значительном количестве они содержатся в голубике — это изумительное сочетание антоцианов и радиопротекторов. Богат антиоксидантами и пажитник греческий: совместно с венгерскими коллегами создан сорт «Овери Голд Бел». Если правильно построить функциональное питание и лечение на основе фитопрепаратов, можно добиться многого. Но это большая работа.

Редактирование генома: встроить или разбудить?

В биохимии все процессы взаимосвязаны. Если одного вещества становится больше, других, соответственно, меньше. И задача формулируется так: перестроить биохимические процессы, чтобы растительный организм продуцировал нужное целевое вещество в ущерб другим, менее важным, поясняет собеседник.

Но то, что важно для человека, не является жизненно необходимым для растительного организма. Вещества, накопление которых нужно селекционерам, для растения могут быть вторичными. То есть надо как бы заставить растение продуцировать нужные вещества.

Работа начинается с исследования генофонда. Ищут гены, отвечающие за накопление определенных веществ, и запускают соответствующие процессы. Существует такое понятие, как «редактирование генома»: в геном исходного организма делается вставка нужных человеку генов по тому же принципу, по которому, например, вирус встраивается в ДНК живых существ. Остается только создать необходимые условия (определенное качество почвы, соответствующие подкормки и т. д.), чтобы растение производило так называемые запрограммированные вещества.

Существует еще один путь: разбудить уже имеющиеся у растения гены. Размер генома растений чрезвычайно велик. Но работающих генов — около 30 тысяч, остальные — молчащие. Можно будить эти молчащие гены, открывая те или иные участки ДНК, чтобы найти, что там спрятано.

Кстати: чем опасны генно-модифицированные продукты

И в нашей стране, и в целом в Европе генно-модифицированные растения не приветствуются.

Если же речь идет о технических культурах, опасности нет. Например, абсолютное большинство выращиваемого в мире хлопчатника трансгенного происхождения. А вообще, рассказывает Владимир Николаевич, сегодня в мире в наибольшей степени подверглись генной модификации помимо хлопка кукуруза, картофель и соя. И если вести речь о трансгенных пищевых продуктах, здесь опасения небезосновательны.

Наш желудочно-кишечный тракт вырабатывает определенный набор пищеварительных ферментов. Когда мы едим органический картофель, ферменты гидролизуют поступающие белки, преобразуя их в полипептиды и аминокислоты. Когда же в организм из трансгенного картофеля поступают другие виды белков, то и фрагменты, на которые они разложатся в пищеварительном тракте, будут другого характера. А если трансгенные продукты поступают в организм регулярно, то сочетания этих полипептидов и аминокислот могут оказаться очень агрессивными. Немедленные последствия исключены, но отдаленный эффект употребления таких продуктов питания спрогнозировать на современном этапе практически невозможно.

Поэтому, отмечает академик Решетников, сегодня в приоритете органическое земледелие. Тем более глобальной необходимости переходить на выращивание пищевых генно-модифицированных культур пока нет.

— Но это не значит, что научные учреждения не работают в этом направлении. Генно-модифицированные сорта ценных с промышленной точки зрения культур создаются практически во всех странах и пока находятся в коллекциях. Если возникнет необходимость, их можно будет использовать в сельском хозяйстве, — говорит он.

Дело в том, что генно-модифицированные растения имеют множество несомненных плюсов. Неприхотливость, исключительно высокая урожайность, а главное — устойчивость к болезням и вредителям. Трансгенный картофель не подвержен фитофторозу, его не повреждает колорадский жук. А трансгенный хлопчатник не болеет вилтом.

— И все же пока проведено недостаточно исследований, чтобы прогнозировать отдаленные последствия. Это как с тем же борщевиком. Он был завезен в Беларусь как кормовая культура. При этом вопрос отдаленных последствий не проработали (сколько живут семена, какова выносливость культуры в условиях белорусской зимы и т. д.), и сегодня мы имеем проблему, с которой приходится бороться, — подчеркивает собеседник.

А вот на геном человека трансгенные продукты существенно не влияют, это не более чем домыслы.

— Ежедневно мы вдыхаем и поглощаем огромное количество ДНК, но они не встраиваются в геном человека. Клетки живых существ имеют механизмы защиты, и чужеродная ДНК, попадая в организм, просто расщепляется на нуклеотиды, — поясняет Владимир Решетников.

Однако повреждению цепочек ДНК способствуют неблагоприятные условия среды (радиация, экологическая ситуация).

— Могут возникнуть незначительные повреждения — однонитевые или более сложные двунитевые разрывы. На удаление повреждений ДНК работает встроенная в каждый организм репарационная система. Она как бы сшивает повреждения ДНК. Но уровень ее активности очень индивидуален. Активность защиты можно стимулировать при помощи биохимии — коррекции питания, поступления достаточного количества необходимых микроэлементов. Не случайно в каждом развитом государстве есть институты питания, где помимо чисто прикладных проводятся и фундаментальные исследования, — отмечает профессор.

Бабушкины рецепты плюс биотехнологии

В старину знахари и народные целители собирали лекарственные травы и варили из них отвары. Но сегодня есть и другие способы получения нужных человеку веществ, например, можно брать клетки растений и культивировать их отдельно.

Эксплант — группа клеток, отделенных от материнского организма (это могут быть клетки коры, корня, листа, пыльцы). Они помещаются в питательную среду, и из них вырастает каллус (от лат. «мозоль») — бесформенная масса, результат усиленного деления клеток. Вот из него затем и получают клеточную культуру.

— В ферментерах можно регулировать метаболизм клеточной культуры в направлении биосинтеза тех или иных веществ, — говорит Владимир Николаевич. —Большинство из них — вторичные метаболиты. Когда клетки размножатся и накопят нужные вещества, их отделяют от жидкостной среды и получают клеточную массу или целевое вещество. Так работают биотехнологические производства.

Как уже говорилось, так называемые биологически активные вещества (БАВ) для жизнедеятельности самого растения вторичны (поэтому их образуется так мало). Они, в частности, выполняют функцию защиты.

— Растение не может убежать от опасности, поэтому многие растительные организмы выработали именно такой вид защиты. То есть, по сути, в больших дозах это яды. Поэтому и проводится биологическая стандартизация, когда выясняется, какая доза того или иного вещества для человека максимальна и в каких пределах оно приносит пользу. Исходя из этих исследований рассчитываются дозы для ребенка, подростка, взрослого и пожилого человека, — поясняет собеседник.

Вторичные метаболиты имеют наибольшую биоактивность. В настоящее время их известно около 100 000, причем порядка 20 000 не синтезируется искусственно. Структура многих БАВ настолько сложна, что их единственный источник — растения.

— Если постараться, сегодня все эти вещества можно получить и без участия растений, — отмечает Владимир Решетников. — Но это будет невероятно затратно.

Кроме того, говорит он, при получении тех или иных лекарств химическим путем в процессе синтеза используются различные вещества, в том числе абиогенные. И их доля, пусть и мизерная, вероятно, останется в готовом препарате.

— Когда же мы в качестве биофабрики используем живой растительный организм, там тоже могут быть сопутствующие вещества, и их, как правило, много. Но они для человека не являются абиогенными. Это клетчатка, пектины, органические кислоты, — подчеркивает академик.

Есть различия и в структуре молекулы. Так, существуют оптические изомеры — идентичные молекулы, но являющиеся зеркальным отражением друг друга. Нередки случаи, когда, например, правосторонняя молекула будет работать на 80 %, а эффективность же левосторонней составит всего 8 %. Синтезированные же непосредственно из растения БАВ всегда будут правильной направленности.

Изготовленные на основе растительных БАВ фитопрепараты оказывают длительное мягкое фармацевтическое действие (что особенно важно при хронических болезнях) и в большинстве случаев гипоаллергенны. Поэтому опыт народной медицины сегодня изучают повсеместно при ведущих медуниверситетах и фармакологических компаниях мира. Ведь человечество методом проб и ошибок давным-давно выяснило то, чему смогло дать научное обоснование только в конце 2-го или начале 3-го тысячелетия своей истории.

— Например, во Вьетнаме в каждом дворе растет папайя, а любая трапеза начинается с нескольких кусочков этого плода, — говорит Владимир Решетников. — Дело в том, что он содержит папаин — группу гидролитических ферментов ЖКТ. В жарком климате быстро размножаются болезнетворные бактерии, папаин же гидролизует их при попадании в ЖКТ. На Востоке этот способ обезопасить себя люди используют с незапамятных времен. Не менее интересны и открытия белорусского народа, тоже некогда сделанные интуитивно. Например, в моем детстве при простудах широко использовали отвар веточек малины. Дело в том, что в ее коре, древесине и листьях содержится салициловая кислота. Можно, конечно, получить ее и из малинового варенья. Но, во-первых, там много сахара, а во-вторых, чтобы был эффект, надо очень тщательно жевать ягоды, разгрызать косточки, чтобы они не проходили транзитом. А вообще народная медицина — это синтез биохимии и психологического воздействия на организм. И это тоже интересный аспект для изучения.

Александра АНЦЕЛЕВИЧ

Фото Виктора ДРАЧЁВА и из открытых интернет-источников