Метод выявления новых лекарственных растений

Пути и методы выявления новых лекарственных растений (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4

2.2.3 Пути и методы выявления новых лекарственных растений

Пути и методы выявления новых лекарственных растений: химический скрининг, филогенетический принцип (хемосистематический), изучение и использование опыта народной медицины

По подсчетам специалистов, на нашей планете обитает около 300 тыс. видов растений. В одной только Евразии их произрастает не менее 75 тыс. видов. Наиболее богата флора Центральной Азии (около 7 тыс. видов) и Кавказа (около 6 тыс. видов). Значительные богатства отечественной флоры используются пока недо­статочно.

Важнейшим условием совершенствования лекарственной службы в стра­не является наличие каталога лекарственных средств.

При Пересмотре каталога учитывается следующее:

— исключаются малоэффективные средства, а также препараты и сырье ино­земного происхождения, в импорте которых не было необходимости;

— наряду с этим включаются новые, более эффективные средства отечественного происхождения.

В итоге интенсивного изучения и производственного освоения новых лекарственных растений резко изменилась номенклатура растений, применяемых в современной научной отечественной медицине.

Количество официнальных растений увеличилось более чем в 2 раза, причем среди них остались только единичные иноземные растения (строфант, чилибуха и др.); свыше 200 видов представлены отечественными растениями (дикорастущи­ми или культивируемыми).

В исследованиях по выявлению новых лекарственных растений ученые используют несколько методов:

1 изучение опыта народной и традиционной медицины

Известно, что почти все растения, применяемые в современной научной медицине, были заимствованы из народной медицины.

Началь­ными этапами изучения народной медицины являются:

а) проведение спе­циальных или использование попутных (этнографических и др.) экспедиций для сбора сведений путем опроса населения, знакомство со знатоками растений, приобретение образцов и т. п.;

б) организация корреспондентской сети для сбора литературной информации.

Очень важно уметь из обилия собранной информации отобрать сведения, представляющие наибольший интерес для современной научной медицины и подвергнуть их планомер­ному изучению.

Вначале необходимо проверить правильность основных лечебных показаний для изучаемого объекта.

Если первичный фармаколо­гический (или биологический) поиск подтвердит достоверность сведений, то целесообразно дальнейшее изучение растения:

— фармакогностическое (в первую очередь фитохимическое),

— технологическое (выделение индивиду­альных веществ или создание суммарных препаратов),

— фармакологическое (углубленное на базе созданных препаратов) и, наконец, клиническое.

2 более глубокое изучение уже используемых в научной медицине рас­тений

На этот путь исследователей часто подталки­вают сведения народной медицины, ранее не известные, они возвращаются к изучению «забытых» лекарственных растений, которые в свое время были даже официнальными, а затем вышли из употребления.

3 филогенетический метод

Третий метод — поиски новых лекарственных средств по принципу фитогенетического родства. Давно подмечено, что ботанически родст­венные растения могут иметь аналогичный или весьма близкий химический состав, а следовательно, проявлять подобное фармакологическое действие.

Знание этих биологических закономерностей делает поиск новых лекарст­венных растений весьма эффективным. Наряду с возникновением исключительно законо­мерных, хемотаксономических явлений имеются случаи, когда нет полного параллелизма между биохимическими признаками растений и их филогене­тическими отношениями.

Наблюдаются также явления химической конвер­генции, т. е. возникновения одинаковых веществ в различных группах рас­тений, филогенетически не связанных друг с другом. Однако на современном этапе развития науки о лекарственных растениях накопившихся данных по хемотаксономии уже достаточно для целенаправленного поиска новых ценных растений.

По многим сырьевым объектам напряженность с полным обеспечением растущей потребности обусловливается тем, что заготовка сырья ограничивается лишь одним видом растения, который когда-то был установлен как официнальный.

Пользуясь филогенетическим методом, нужно исследовать ближайших «родственников» и тем самым расширить видовой состав сы­рьевых растений. В настоящее время имеется экспериментальный материал, во многих случаях позволяющий расширить видовой состав лекарственных растений, например видов горицвета, пустырника, зверобоя, термопсиса, галпы и др.

Особенно актуален вопрос о близких видах для стран Централь­ной Азии и Казахстана, Дальнего Востока, во флоре которых часто отсут­ствуют принятые лекарственные виды, но произрастают другие близкие виды.

Филогенетические поиски могут успешно проходить и за пределами рода — внутри семейств и даже порядков. Иллюстрацией к этому могут служить, в частности, исследование советских ученых в семействах амариллисовых, лютики и маковые, что закончились выявлением ряда наиболее интересных алкалоисодержимых растений. Филогенетические закономерности, которые оказались между систематическим положением и его химическим составом, открыли новые поисковые возможности. В частности, фармакогностические – все чаще стали возвращаться к так называемым забытым растениям, химический состав которых в свое время не был раскрыт в результате недостаточности знания химии естественных веществ и несовершенства фитохимических методов исследования.

Филогенетические представления помогли провести целеустремленные фитохимические исследования и вывести «забытые» растения на путь широкого медицинского использования. Как примеры можно привести руту, петрушку, барвинок, и др.

По тем же обстоятельствам в ряде случаев весьма целесообразное возвращение к более глубокому изучению растений, которые уже используются в научной медицине. Есть много фактов, когда подобная «ревизия», проведенная на современном научном уровне, значительно расширила область медицинского использования широко известных лекарственных растений. Характерным примером может служить хотя бы солодка голая.

При филогенетическом методе следует учитывать наследственную изменчивость накопления, эволюцию ферментных систем вторичного метаболизма.

Наследственная изменчивость накопления, эволюция ферментных систем вторичного метаболизма. Генотипическая изменчивость, обусловленная различиями в генотипе между отдельными особями или разными популяциями одного вида, также характерна для состава и содержания вторичных метаболитов, как и для любых других признаков, используемых в систематике растений.

Так, при изучении наследственной изменчивости накопления антоцинанов у девяти линий вида Mathiola incana, отличающихся качественным составом этих соединений, было показано, что внутри линий обнаруживаются значительные различия в количественном содержании антоцианов. Поскольку все изученные растения выращивались в идентичных условиях, такое различие может быть только следствием небольших различий в генотипе между особями одной линии.

На примере растений рода Mentha было показано, что биосинтез терпеноидов находится под контролем относительно простой генетической системы: доминантная аллель гена Lm блокирует модификацию лимонена в дальнейшие продукты биосинтеза, такие как: ментон, ментол и метилацетат – соединения, обычно накапливаемые растениями рода Mentha, у которых данный ген находится в рецессивном состоянии. Кроме того, в M. citrata был обнаружен ген I, доминантная аллель которого блокирует биосинтез терпеноидов на еще более ранних стадиях, чем ген Lm, что приводит к накоплению предшественника лимонена – линалина и его ацетатов. Таким образом, один ген может препятствовать накоплению целого спектра соединений одного класса.

В процессе эволюции может происходить различная модификация ферментов, отвечающих за биосинтез вторичных метаболитов, что приводит к появлению большого разнообразия структур одного класса соединений. Так, в настоящее время известно более 6000 различных алкалоидов, около 1400 секвитерпеноидов, не менее 300 небелковых аминокислот. Разнообразие структур соединений одного класса, накапливаемых в изучаемой группе растений, отражает разнообразие существующих путей биосинтеза, знание которого необходимо при построении таксономической гипотезы.

При анализе информации о наличии и отсутствии вторичных метаболитов в изучаемой группе растений, необходимо учитывать, что эти соединения образуются в результате сложного пути биосинтеза, в который вовлечено большое число различных ферментов. Ход биосинтеза одних и тех же соединений может оказаться разным у разных групп растений, что является результатом конвергентной эволюции.

4 Уровень накопления вторичных метаболитов как таксономический маркер

Кроме знания внутривидовой изменчивости большое значение при объяснении закономерностей распространения вторичных метаболитов имеют данные об их качественном и количественном составе, знание путей биосинтеза этих соединений и биологической активности.

Во многих фитохимических работах приводятся данные о наличии и отсутствии какого-либо соединения в изученной выборке видов. Однако этого зачастую недостаточно, так как таксономическим маркером может являться уровень накопления этого соединения.

Так, способность к синтезу никотина считалась присущей только видам рода Nicotiana, которые накапливают это соединение в значительных концентрациях. Применение высокочувствительных методов позволило обнаружить следовые количества никотина в филогенетически удаленных родах, таких как Equsetum, Licopodium, Asclepias, Acacia и Mucuna. Очевидно, что способность к биосинтезу этих соединений появилась независимо в нескольких группах растений, но это не уменьшает значение никотина как таксономического маркера рода Nicotiana, который по этому признаку четко отделяется от других родов семейства Solanaceae.

На основании данных о распространении небелковых аминокислот высказано предположение, что многие или даже все растения способны синтезировать эти соединения в предельно низких концентрациях, ниже порога чувствительности используемых методов.

Источник

Составление отчета

Отчет должен содержать необходимые сведения для оценки методической правильности, полноты и точности проведенной ра­боты, а также исчерпывающую информацию о результатах работ в форме, удобной для использования.

Отчет должен включать:

1. Задачи работы, перечень районов, которые необходимо было обследовать, список видов лекарственных растений, запасы кото­рых подлежали изучению, а также договорная стоимость работ.

2. Краткое описание района обследования с указанием основ­ных путей сообщения, процента площади, занятой лесом (с указа­нием преобладающих типов леса), сельскохозяйственными уго­дьями, нераспаханными лугами и т. п.

3. Подробную методику работ с указанием следующих момен­тов:

какие и для чего были использованы картографические мате­риалы;

какими методами оценивали запасы сырья (какие виды изу­чались на конкретных зарослях, какие — на ключевых участках);

как выбирали места для ключевых участков;

число их и процент их площади от всей территории, занятой соответствующими угодьями;

как проводилась экстраполяция данных, полученных на ключе­вых участках.

Кроме того, необходимо привести методику определения уро­жайности каждого вида, т. е. указать:

какие виды оценивались на учетных площадках (их число, раз­мер, способ закладки);

какие — по проективному покрытию число заложенных площа­док) ;

какие — по модельным экземплярам (число модельных экзем­пляров каждого вида, способ определения их численности на еди­ницу площади);

при проведении химической таксации — какие методы анализа были использованы.

Основные термины

Поскольку в настоящее время единая терминология в геобота­ническом ресурсоведении еще не разработана и различные иссле­дователи для обозначения одних и тех же понятий нередко ис­пользуют разные термины, ниже приведены пояснения терминов, употребляемых в этой методике, с указанием их синонимов.

1. Заросль(популяция или ее часть на участке заготовки) —

совокупность особей одного вида, произрастающих в раститель­ном сообществе на участке, пригодном для проведения промысло­вой заготовки.

2. Промысловый массив— несколько близко расположенных зарослей (популяций) изучаемого вида, пригодных для организа­ции заготовок.

3. Учетные (пробные) площадки — участки размером от 0,25 м 2 до 10 м 2 , заложенные в пределах заросли или промысло­вого массива для подсчета численности, проективного покрытия или урожайности изучаемого растения.

4. Товарные экземпляры— взрослые, неповрежденные экземпляры, подлежащие сбору. В их число не входят особи, остав­ляемые (в соответствии с Инструкцией по сбору) для семенного или вегетативного возобновления заготавливаемого растения.

5. Проективное покрытие— процент площади, занятой проек­цией надземных органов изучаемого вида на почву в пределах учетной площадки или всей заросли. Ме следует путать с процен­том площади, занятой зарослью изучаемого растения в раститель­ном сообществе.

6. Урожайность(плотность запаса сырья) — величина сырье­вой фитомассы, полученная с единицы площади, занятой зарос­лью.

7. Биологический запас— величина сырьевой фитомассы, об­разованная всеми (товарными и нетоварными) экземплярами дан­ного вида на любых участках — как пригодных, так и не пригод­ных для заготовки — низкоурожайных, труднодоступных или не­значительных по площади.

8. Эксплуатационный (промысловый) запас— величина сырье­вой фитомассы, образованной товарными экземплярами на уча­стках, пригодных для промысловых заготовок.

9. Оборот заготовки— период, включающий год заготовки и число лет, необходимых для восстановления запасов сырья.

10. Возможный ежегодный объем заготовок— количество сы­рья, которое можно заготавливать ежегодно на данной террито­рии без ущерба для сырьевой базы. Определяется как частное от деления величины эксплуатационного запаса сырья на всех участках заготовки на оборот заготовки.

11. Трансекта— узкая прямоугольная площадка, закладывае­мая для изучения численности, проективного покрытия, урожайно­сти (плотности запаса сырья).

Методы выявления новых лекарственных растений

По подсчетам специалистов, на нашей планете обитает около 300 тыс. видов растений. В одной только Евразии их произрастает не менее 75 тыс. видов. На долю бывшего СССР приходилось около 20 тыс. видов цветковых вместе с папоротниками, хвощами и плаунами. Наиболее богата флора Центральной Азии (около 7 тыс. видов) и Кавказа (около 6 тыс. видов).

Значительные богатства отечественной флоры используются пока недо­статочно.

Важнейшим условием совершенствования лекарственной службы в стра­не является наличие каталога лекарственных средств.

Пересмотр каталога, шел по нескольким направлениям:

исключались малоэффективные средства, а также препараты и сырье ино­земного происхождения, в импорте которых не было необходимости;

наряду с этим включались новые, более эффективные средства отечественного происхождения.

В итоге интенсивного изучения и производственного освоения новых лекарственных растений резко изменилась номенклатура растений, применяемых в современной научной отечественной медицине.

Количество официнальных растений увеличилось более чем в 2 раза, причем среди них остались только единичные иноземные растения (строфант, чилибуха и др.);

свыше 200 видов представлены отечественными растениями (дикорастущи­ми или культивируемыми).

В исследованиях ученые используют несколькометодов:

изучение опыта народной и традиционной медицины.

Известно, что почти все растения, применяемые в современной научной медицине, были заимствованы из народной медицины.

Началь­ными этапами изучения народной медицины являются:

а) проведение спе­циальных или использование попутных (этнографических и др.) экспедиций для сбора сведений путем опроса населения,

знакомство со знатоками растений, приобретение образцов и т.п.;

б) организация корреспондентской сети для сбора литературной информации.

Очень важно уметь из обилия собранной информации отобрать сведения, представляющие наибольший интерес для современной научной медицины и подвергнуть их планомер­ному изучению.

Вначале необходимо проверить правильность основных лечебных показанийдля изучаемого объекта.

Если первичный фармаколо­гический (или биологический) поиск подтвердит достоверность сведений, то целесообразно дальнейшее изучение растения:

фармакогностическое (в первую очередь фитохимическое),

технологическое (выделение индивиду­альных веществ или создание суммарных препаратов),

фармакологическое (углубленное на базе созданных препаратов) и, наконец, клиническое;

Источник