CC BY
78
водорастворимые пигменты, окрашивающие среды в желтый, сиреневый, серый, коричневый цвета.
Определение антагонистических свойств по отношению к условно-патогенной микрофлоре проводили методами перпендикулярного штриха и дисков. При культивировании выделенных штаммов в лабораторных условиях, некоторые штаммы при пересевах изменяли свои культурально-
морфологические признаки. Наблюдаемый факт объясняется популяционной изменчивостью
отдельных видов актиномицетов. В результате диссоциации (выщепления) вида образуется ряд из нескольких вариантов: основной, блеклый,
олигоспоровый, аспорогенный, белый, карликовый, нокардиоподобный (Кузнецов, Филиппова, 2004). Нужно сказать, что в процессе такой диссоциации происходит изменение степени вирулентности
патогенных бактерий, интенсивности синтеза
биологически активных соединений
соответствующими продуцентами. Что касается антибиотической активности вариантов,
составляющих такой гомологичный ряд, то она наиболее выражена у основного варианта, составляющего по численности около 75% и более в популяции. Остальные варианты популяции
обладают более низкой активностью.
В подавляющем большинстве случаев отдельные виды актиномицетов синтезируют не один, а несколько вторичных метаболитов (антибиотики, пигменты и т.д.). Некоторые же варианты популяции (кроме основного) синтезируют лишь один вторичный метаболит из общего комплекса
биологически активных веществ, выделяемых
типовым штаммом. Такие варианты называются «вариантами - моносистетиками». Именно эти варианты могут быть использованы в промышленности как продуценты «чистых»
продуктов, поскольку не синтезируют
сопутствующих пигментов, а также в качестве модели для изучения механизмов биосинтеза
антибиотиков и генетических исследований.
В современной медицине применяется более сотни лекарственных препаратов, созданных с «помощью» почвенных антибиотиков. В связи с тем, что спектр резистентных бактерий расширяется, поиск новых продуцентов биологически активных соединений становится все более актуальным,
особенно из мало изученных мест обитания, таких как донные отложения водных экосистем и др.
экстремальных мест обитания.
п □ □
УДК 582.998:547.926
А.Н.Воробьева\ Е.В.Зарембо2, В.Г.Рыбин3
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЕ ВИДЫ РОДОВ STEMMACANTHA CASS. И SERRATULA L. - ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ФИТОЭКДИСТЕРОИДОВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1 Амурский филиал Ботанического сада-института ДВО РАН,
2Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН 3Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр
РЕЗЮМЕ
Исследованы наличие, характер распре-
деления и динамика содержания 20-гидро-ксиэкдизона в надземных и подземных органах дальневосточных видов родов Serratula и Stemmacantha. Выявлено, что дальневосточные виды Serratula manshurica, S. centauroides,
S. komarovii и Stemmacantha uniflora является перспективными сырьевыми источниками для получения лекарственных препаратов.
SUMMARY A.N.Vorobiova, E.V.Zarembo, V.G.Rybin
THE FAR EAST SPECIES OF GENUS OF STEMMACANTHA CASS.
AND SERRATULA L. - THE PERSPECTIVE SOURCES OF PHYTOECDYSTEROIDS
Distribution and the content dynamics of 20-hydroxiecdysone in the overground and underground organs of Far-Eastern species of genus Serratula and Stemmacantha have been
studied. It was shown that the species Serratula manshurica, S. centauroides, S. komarovii and Stemmacantha uniflora of Far East can be used for producing drugs.
Растения считаются важными источниками биологически активных соединений и лечебные препараты растительного происхождения составляют свыше 40% медикаментов,
применяемых в медицинской практике [6].
Использование растений родов
Stemmacantha Cass. (Leuzea DC., Rhaponticum Ludw.) и Serratula L. практиковалось еще в древней китайской, тибетской и монгольской медицине. Наибольшую известность они приобрели в последние десятилетия в качестве адаптогенов, значительно повышающих выносливость человека в процессе физических и психических нагрузок.
Уникальная биологическая активность растений родов Stemmacantha и Serratula определяется сочетанием комплекса веществ, среди которых идентифицированы: моно-, ди- и полисахариды,
стероиды, тритерпеновые сапонины, витамины, каучук, фенолкарбоновые кислоты и их производные, катехины, дубильные вещества, хиноны, алкалоиды, кумарины, флавоноиды, камеди, макро- и микроэлементы [7, 12].
Основными действующими веществами растений выступают фитоэкдистероиды-
полигидрокси-лированные стерины, обладающих активностью гормонов линьки и метаморфоза у членистоногих [18]. При фармакологическом исследовании экдистероидов обнаружили их психостимулирующее, адаптогенное, тонизирующее и анаболическое действия [1, 3, 13, 17],
противоязвенную [9], гепатопротекторную [2], гипогликемическую [5] и гемореологическую
активности [4], способность значительно снижать содержание холестерина в сыворотке крови [24]. Имеются данные по ингибированию экдизоном роста клеток саркомы и других видов раковых опухолей [10]. Показана перспектива их
использования в составе лекарственных препаратов кардиотропного, антиатеросклеротического,
ранозаживляющего [26] и антимикробного действия [18].
Достижением последнего времени является
разработка технологий использования
фитоэкдистероидов в управлении процессами роста и развития организмов. Являясь лигандами для внутриклеточных и мембранных рецепторов, они обладают способностью изменять гомеостаз организма, воздействуя на рост, дифференциацию и запрограммированную смерть клеток [25].
Механизмы взаимодействия экдистероидов с мембранными рецепторами в качестве сигнальных молекул только начинают изучаться [29], но это не препятствует использованию экдистероидсо-держащих препаратов при нарушениях сердечнососудистой, центральной нервной и репродуктивной системы организма.
Потребительский рынок экдистероид-содержащих препаратов не ограничивается только медициной, им являются сегменты рынка, ориентированные на физическую культуру и спорт; наукоемкие отрасли биотехнологии, генетической инженерии и микробиологии; косметические и парфюмерные изделия; производство
животноводческой про-дукции; промышленное
разведение пресноводных и морских ракообразных; защиту урожая растениеводческой продукции от насекомых-вредителей; применение в качестве антипаразитарных (антигельминтных) средств;
использование в качестве регуляторов роста и развития сельскохозяйственных и декоративных культур, управления признаком, устойчивостью и продуктивностью трансгенных растений [21].
Учитяывая экономическую и биологическую важность фитоэкдистероидов, за последние десятилетия были приложены значительные усилия по скринингу мировой флоры с целью выявления видов-сверхпродуцентов [18]. На сегодняшний день основными источниками фитоэкдистероидов являются два вида растений - Stemmacantha
carthamoides (Iljin) Dittrich (левзея сафлоровидная или «маралий корень») и Serratula coronata L. (серпуха венценосная).
Для России экономически оправдано культивирование этих двух видов, так как базисная концентрация 20-гидроксиэкдизона (20Е,
мажорного компонента экдистероидной фракции, определяющего фармакологические свойства)
составляет у них 0,06% и 1,7% соответственно [16]. Для St. carthamoides разработана промышленная технология возделывания, а S. coronata проходит интродукционное изучение в различных регионах России.
Большинство растений дальневосточного региона близки по химическому составу и терапевтическому действию растениям,
преимущественно европейским, признанным официальной медициной. Использовать такие растения можно, только доказав идентичность их фармакологических свойств, для этого необходимо детальное изучение химического состава растений и их лечебного действия.
Состав и локализация экдистероидов у дальневосточных видов Stemmacantha и Serratula изучены фрагментарно. Мы исследовали наличие, характер распределения и динамику содержания 20-гидроксиэкдизона в надземных и подземных
органах дальневосточных видов Serratula и Stemmacantha с целью выявления новых источников и перспективных продуцентов этих соединений [8,
14, 15, 19, 20].
Растения для химического исследования были собраны во время полевых работ 1999-2003 гг. в различных районах Амурской, Читинской областей и Приморского края. Подготовку образцов проводили твердофазной экстракцией.
Идентификацию экдистероидов - методами УФ-спектрофотометрии и хромато-масс-спектрометрии. Количественный анализ проводили методом обратно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Содержание экдистерона в вегетативных и генеративных органах Serratula manshurica Kitag. в зависимости от органа и фазы развития растения варьировало от 0,012 до 1,8%. Максимальное содержание 20Е отмечено в молодых листьях (1,8%) в вегетативную фазу и соцветиях (0,67%) в период плодоношения [8].
Содержание 20Е в надземных и подземных органах S. centauroides L. варьировало от 0,045 до 1,7%. Максимальное его количество отмечено в листьях (1,7%), несколько меньшее - в стеблях (1,4%) и соцветиях (0,65%) [19].
Содержание 20Е в надземных и подземных органах S. komarovii Iljin в зависимости от фазы развития варьировало от 0,001 до 0,47%. Максимальное содержание его наблюдалось в активно развивающихся частях органов: в период развития генеративного побега - в листьях (0,3%), в период бутонизации - в верхней части стебля (0,29%), в период цветения - в обертке и хохолках (0,31 и 0,25%, соответственно), в период плодоношения - в семянках (0,47%) [20].
Полученные экспериментальные данные мы сравнили с содержанием 20Е в наиболее перспективном виде S. coronata (1,7%). По содержанию 20Е дальневосточные виды
S. manshurica и S. centauroides превосходят или практически не отличается от S. coronata. Полученные данные позволяют считать эти виды перспективным продуцентами 20-гидроксиэкдизона.
Сравнение полученных данных по содержанию 20Е S. komarovii с таковыми для S. coronata показало, что изученный вид уступает S. coronata, но позволяет рассматривать его дополнительным потенциальным источником экдистерона.
Изучению состава экдистероидов в подземных и надземных органах восточноазиатского вида Stemmacantha uniflora (L.) Dittrich посвящен ряд работ [14, 22, 23, 27, 28, 30]. Однако, мало сведений относительно распределения экдистероидов в растениях этого вида. Мы изучили сезонную динамику и общие тенденции распределения 20Е в растениях St. uniflora, произрастающих в Приморском крае и Амурской области и выяснили, что высокое содержание 20Е на протяжении всего вегетационного периода характерно для активно растущих органов растения.
Анализ содержания экдистерона в вегетативных и генеративных органах приморских растений St. uniflora в различные фазы вегетации показал, что максимальное количество 20Е наблюдается в молодых листьях в фазы бутонизации и цветения (0,78% и 0,76%, соответственно) и в зрелых семянках (1,12%) [15].
Содержание 20Е в надземной и подземной частях растений St. uniflora Приамурья в зависимости от органа и фазы развития варьировало от 0,023 до 0,85%. Максимальное его количество наблюдалось в фазу бутонизации - в верхних частях стеблей (0,47%), в период цветения и плодоношения - в молодых листьях (0,85%) и к концу вегетационного периода - в семянках (0,57%).
Полученные данные о содержании 20Е в изученном виде мы сравнили с содержанием 20-гидроксиэкдизона фармакопейного вида St. carthamoides (0,066%). Содержание этого соединения у St. uniflora в среднем в 10 раз выше, чем у St. carthamoides, поэтому дальневосточный вид можно считать перспективным продуцентом 20-гидроксиэкдизона.
В официальной медицине нашли применение лекарственные средства, изготовленные только из подземных органов St. carthamoides: экстракт на 70% этиловом спирте, таблетки из тонкоизмельченного корня в чистом виде и смеси с микрокристаллической целлюлозой. Химически чистая субстанция 20Е, извлекаемая из корневищ этого вида в виде кристаллического порошка, была запатентована под наименованием «Экдистен». Однако, St. carthamoides является эндемиком Алтая, видом, включенным в «Красную книгу», и заготовка его корневищ ограничена. Кроме того, выделение экдистероидов из подземных органов является весьма трудоемким процессом, что обусловливает высокую стоимость 20-гидроксиэкдизона. Так, на
международном рынке 20Е при химической чистоте свыше 95% предлагается по цене 3,5-6,0 у.е. за 1 мг (фирмы «Aldrich-Sigma», «Latoxan», «Northen Biochemical Company» и др.). Добавим, что химическим путем экдистероиды не синтезируются, достаточно хорошо разработаны биохимические технологии по извлечению его из растительных материалов.
Из надземных частей St. carthamoides не существует официальных фармсредств, кроме как препарата в виде зеленого чая «Maralan», выпускаемого в Чехии. Поэтому, исходя из целого ряда причин практического характера, в настоящее время ведутся разработки получения экдистероидсодержащих препаратов из надземных частей видов-сверхпродуцентов [11].
По результатам наших исследований,
дальневосточные виды S. manshurica,
S. centauroides, S. komarovii и St. uniflora является перспективными сырьевыми источниками для получения экдистероидсодержащих препаратов и лекарственных средств с широким терапевтическим действием.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ (проекты МК-4620.2006.4 и МК-6993.2006.4) и гранта ДВО РАН № 8470.
ЛИТЕРАТУРА
1. Адаптогенный эффект экдистероидсо-держащей фракции Serratula coronata L. [Текст]/Пчеленко Л.Д. [и др.]//Химия раст. сырья.-2002.-№1.-С.69-80.
2. Влияние фитоэкдистероидов и неборола на показатели углеводного и липидного обменов и фосфолипидный спектр мембран митохондрий печени крыс при экспериментальном сахарном диабете [Текст]/Сыров В.Н. [и др.]//Укр. биохим. журн.-1992.-Т.64.-С.61-67.
3. Влияние экдистерона на биосинтез белков и
нуклеиновых кислот в органах мышей [Текст]/Тодоров И.Н. [и др.]//Хим.-фармацевт.
журн.-2000.-Т.34, №9.-С.3-5.
4. Гемореологическая активность экстрактов из
надземной части Lychnes chalcedonica L., Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin при экспериментальном инфаркте миокарда
[Текст]/Плотников М.Б. [и др.]//Раст. ресурсы.-1999.-Т.59, вып.1.-С.103-107.
5. Гипогликемическая активность суммы
фитоэкдистероидов из Ajuga turkestanica [Текст]/Кутепова Т.А. [и др.]//Химико-фармац.
журн.-2001.-№ 11.-С.24-25.
6. Дальневосточные растения - наш доктор [Текст]/Ю.Г.Тагильцев, Р. Д. Колесникова, А.А.Неча-ев.-Хабаровск: Артек-Медиа, 2004.-520 с.
7. Дикорастущие полезные растения России
[Текст]/А.Ф.Гаммерман.-СПб.: Из-во СПХФА,
2001.-663 с.
8. Динамика содержания 20-гидроксиэкдизона в различных органах дальневосточного вида Serratula manshurica Kitag. [Текст]/Зарембо Е.В. [и др.] //Растит. ресурсы.-2004.-Т.40, вып.3.-С.65-72.
9. О противоязвенной активности
фитоэкдистероидов [Текст]/Сыров В.Н. [и
др.]//Хим.-фармац. журн.-1989.-№°4.-С441-445.
10. Подавление роста экспериментально индуцированных опухолей нервной системы с помощью препаратов из Eleutherococcus senticosus (Rupr. et Maxim.) Maxim., Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin и Plantago major L. [Текст]/Беспалов В.Г. [и др.]//Раст. ресурсы.-1992.-Т.28. Вып.4.-С.70-73.
11. Разработка новых фармпрепаратов из левзеи сафлоровидной («Биоинфузин» и «БЦЛ-ФИТО») [Текст]/Н.П.Тимофеев//Инновационные технологии и продукты.-Новосибирск: НТФ «АРИС», 2000.-Вып.4.-С.26-36.
12. Растительные ресурсы СССР: Цветковые
растения, их химический состав, использование. Т.7. Сем.Asteraceae. [Текст]/П.Д.Соколов.-СПб.: Наука,
1993.-352 с.
13. Результаты экспериментального изучения фитоэкдистероидов в качестве стимуляторов эритропоэза у лабораторных животных [Текст]/В.Н. Сыров, С.С. Насырова, З.А. Хушбактова//Эксперим. и клин. фармакология. -1997.-№3.-С.41-44.
14. Содержание 20-гидроксиэкдизона в видах родов Rhaponticum Ludw. и Serratula L. флоры Дальнего Востока России [Текст]/Е.В.Зарембо, Л.И.Соколова, П.Г.Горовой//Раст. ресурсы.-2001.-Т.37, №3.-С.59-64.
15. Содержание 20-гидроксиэкдизона в дальневосточном виде Stemmacantha uniflora subsp. satzyperovii (Asteraceae) [Текст]/Зарембо Е.В. [и др.] //Химия природ. отедин.-2003.-.№5.-С392-395.
16. Состав и содержание экдистероидов в растениях и культуре ткани Serratula coronata [Текст]/Ануфриева
Э.Н. [и др.]//Физиол. растений.-1998.-Т.45, №3.-С.382-389.
17. Сравнительное изучение анаболической
активности фитоэкдистероидов и стеранаболов в эксперименте [Т екст]/В .Н. Сыров//Химико -фармац.
журн.-2000.-№4.-С.31-35.
18. Фитоэкдистероиды [Текст]/Алексеева Л.И. [и
др.].-СПб.: Наука, 2003.-293с.
19. Фитоэкдистероиды Serratula centauroides [Текст]/Воробьева А.Н. [и др.]//Химия природ. соедин.-2005.-№1.-С.85-86.
20. Фитоэкдистероиды Serratula komarovii [Текст]/Воробьева А.Н. [и др.]//Химия природ. соедин.-2004.-№5.-С.404-406.
21. Экдистероиды в медицине: значение, интернет-
ресурсы, источники получения, активность
[Электронный ресурс]/Тимофеев Н.П.-Режим доступа: sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5078.html.
22. A new ecdysteroids from Rhaponticum uniflorum [Text]/Zhang Y.H. [et. al.]//Chin. Chem. Lett.-2001.-Vol.12, №9.-P.797-798.
23. A new phytoecdysone from the roots of Rhaponticum uniflorum [Text]/Li X.Q. [et. al.]//J. As. Nat. Prod. Res.-2000.-Vol.2, №3.-P.225-229.
24. Embryotoxicity of 20-hydroxiecdysone and polypodine B from Leuzea carthamoides DC. [Text]/Kosar K. [et. al.]//Pharmazie.-1997.-Vol.52, №5.-P.406-407.
25. Hormone nuclear receptors and their ligands: role in programmed cell death [Text]/S. Kucharova, R. Farkas//Endocr. Regul.-2002.-Vol.36, №1.-P.37-60.
26. Insect hormones - ecdysteroids: their presence and actions in Vertebrates [Text]/K. Slama, R. Lafont//Europ. J. Entomol.-1995.-Vol.92.-P.355-377.
27. New phytoecdysterones from Rhaponticum uniflorum [Text]/Li X.Q. [et. al.]//J. Chin. Med. Chem.-1998.-Vol.8, №3.-P.199-201.
28. Studies on structure of ecdysterones from Rhaponticum uniflorum [Text]/Cheng J.K. [et. al.]//Chem. J. Chin. Univ.-2002.-Vol.23, №11.-P.2084-2088.
29. The ecdysone inducible gene expression system: unexpected effects of muristerone A and ponasterone A on cytokine signaling in mammalian cells [Text] / Constantino
S. [et. al.]//Eur. Cyt. Net.-2001.-Vol.12, №2.-P.365-367.
30. The phytosterones in Rhaponticum uniflorum (L.) DC [Text]/Li X.Q. [et. al.]//J. Shen. Pharm. Univ.-2000.-Vol.17, №4.-P.260-263.
П □ □
