CC BY
168
АСТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№ 3 (25) 2013. с. 145-151. Научные сообщения ЛОТОС ОРЕХОНОСНЫЙ В ДЕЛЬТЕ ВОЛГИ - ОХРАНА И ВОЗМОЖНОЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Юрий Сергеевич Чуйков Астраханский государственный университет [email protected]
Лотос орехоносный, дельта Волги, фармакология
Рассмотрены вопросы и проблемы использования и охраны лотоса орехоносного в дельте Волги
LOTUS (NELUMBO NUCIFERA) IN THE VOLGA DELTA-PROTECTION AND THE
POSSIBLE USE
Yuriy Chuikov Astrakhan State University
Lotus Nelumbo nucifera, Volga delta, Pharmacology
Reviewed questions and problems of the use and protection of Lotus Nelumbo nucifera in the Volga delta
Лотос орехоносный занесен в Красную книгу РФ [2] (некогда и Красную книгу СССР [3]) и в Красную Книгу Астраханской области [18]. Дельта Волги является в настоящее время единственным местом в нашей стране, где он в естественных условиях занимает значительные площади [10] и является объектом охраны и посещения туристами в тех местах, где это разрешено.
Однако в 2013 году в средствах массовой информации Астраханской области появились выступления с предложениями исключить это растение из Красных книг и разрешить его уничтожение в тех местах, где, по мнению этих «специалистов», он наносит ущерб рыбному и водному хозяйству. Мотивировка была следующей: первое - в зарослях лотоса отсутствуют промысловые рыбы, следовательно, чем больше зарослей лотоса в дельте, тем меньше рыбы. Второе - разрастаясь, лотос способствует обмелению и отмиранию водотоков, следовательно, его нужно выкашивать, чтобы этого не происходило.
И в первом и во втором случаях «специалисты» путают причины и следствия: рыбы в дельте действительно становится меньше, но причина здесь не в «разрастании лотоса». Подробно проблемы рыбного хозяйства региона были нами рассмотрены в специальной статье [19]. Обмеление водоемов также не связано с лотосом напрямую - это обусловлено антропогенными изменениями гидрологического режима Волги и естественными процессами дельтообразования - одни водотоки отмирают, другие - прогрессируют.
Данная ситуация напоминает аналогичную, сложившуюся с бакланами (еще в середине прошлого века) и лебедями в последние годы.
В 30-40 годы прошлого века большой баклан был объявлен «злостным вредителем» рыбного хозяйства и повсеместно уничтожался всеми доступными способами. Позже, когда исследования показали, что это не так (см. [21]), от уничтожения перешли к регулированию численности. Сейчас эти мероприятия также имеют место. Предлог тот же
- чем меньше бакланов, тем больше должно быть рыбы. Но запасы промысловых рыб
продолжают катастрофически снижаться, и бакланы здесь ни при чем. А охотники, «регулирующие» численность бакланов, получают бюджетные деньги на эти работы и ежегодно, совместно с рыбниками, инициируют эту работу, приносящую хороший доход, но не имеющую биологического смысла.
Последние несколько лет региональными нормативно -правовыми актами лебедь -шипун, гнездящийся в дельте Волги, был отнесен к охотничьим видам, и охота на него разрешена. Формальным предлогом послужило то, что численность лебедей в дельте очень высока, и этот «агрессивный вид» вытесняет из угодий другие виды, в частности -гусей. Здесь опять же налицо подмена причин и следствий - численность серого гуся, уток и другой водоплавающей дичи сокращается отнюдь не по вине лебедей (см. [20]). Реальной причиной стало желание некоторых охотников (в том числе и занимающих руководящие посты в регионе) поохотиться на этих крупных, легкодоступных, непуганых в течение многих десятилетий, птиц.
Нам представляется, что компания в прессе за исключение лотоса орехоносного из Красных книг тоже имеет свою подоплеку: лотос можно использовать в
фармацевтических и косметических целях. Но заготовка его, в соответствии с законодательством Российской Федерации в естественных условиях запрещена. Разведение в искусственных условиях несложно, но требует определенных затрат. Поэтому легче найти предлог и изменить статус этого растения, чем обременять себя затратами на его искусственное разведение.
Изучение лотоса орехоносного в дельте Волги имеет давнюю историю [1, 17]. В конце девятнадцатого века он спорадически встречался здесь. В начале двадцатого века единственную известную тогда заросль в дельте изучала Н.Л. Чугунова -Сахарова [17]. По ее предложению ильмень Дамчик, где находилась эта крошечная заросль лотоса, позже вошел в состав Астраханского государственного заповедника, и силами ученых и энтузиастов стал распространяться по другим водоемам. Этот период совпал с периодом понижения уровня Каспийского моря, что привело к образованию авандельты -мелководий, пригодных для произрастания этого растения. В последующие годы заросли лотоса в дельте стали местом нагула множества растительноядных птиц. Все части этого растения охотно поедают все виды лебедей, встречающиеся здесь (шипун, кликун, малый лебедь), гуси и многие другие.
Распространение зарослей лотоса по дельте и авандельте способствовало поддержанию численности этих видов.
В зарубежной практике (Япония, Китай, Вьетнам и др.) лотос широко используется и как лекарственное растение, и как пищевой объект. Его искусственно выращивают в этих целях. В нашей стране долгое время не обращали внимания на это растение с фармацевтической точки зрения. Это было связано с отсутствием сырьевой базы, а, затем и с включением этого вида в Красную книгу СССР и России.
Искусственное выращивание этого растения достаточно несложно, это показали еще в 30-е годы опыты ботаников Астраханского заповедника.
В свое время мы, в составе группы исследователей, провели первые работы по изучению фармацевтических свойств этого растения. Работы проводились на базе Волгоградского медицинского института. Однако публикации материалов этих работ были сделаны в малотиражных изданиях [11 -13, 16] и, практически, не попали в поле зрения последующих исследователей.
В связи с этим, приведем здесь основные результаты этих исследований.
Анализ содержания биологически активных веществ (БАВ) в корневище и орехах лотоса показал, что они содержат широкий спектр биологически активных веществ. Среди них аспаргин, витамины группы А, В, РР. С. В молодых листьях, ростках и зародыше растения содержится кардиотонический алкалоид нелумбин. Следует полагать, что спектр БАВ до настоящего времени не изучен полностью и требует дальнейших исследований и уточнений.
Целью исследования [11] являлось: а) изучение влияния экстрактов лотоса на физическую работоспособность (интегрированный тест, характеризующий на организменном уровне степень адаптационно-приспособительных механизмов при физических нагрузках на организм). В качестве теста использовалась методика оценки длительности плавания белых лабораторных мышей - самцов с 10% нагрузкой к весу тела.
б) Изучалось содержание альфа -токоферола (Витамин Е) в отварах и спиртных настоях лотоса.
в) Исследовались влияния экстрактов на ферментные системы метаболизма и биотрансформации ксенобиотиков (КБ) в мембранах эндоплазматического ретикулума печени (первая и вторая фаза биотрансформации), а также влияние на состояние системы перекисного окисления липидов (ПОЛ) в мембранных системах печени и в плазме крови, в условиях токсического воздействия.
Для достижения цели этого этапа работы изучалось влияние лотоса орехоносного (субхронический прием экстрактов из листьев, орехов, экстрактов смеси орехов, листьев и коробочек в течение трех суток) на содержание восстановленной формы глутатиона (GSH), активности глутатион-S-трансферазы (GST) и глутатион редуктазы (GR) в мембранах эндоплазматического ретикулума (ЭПР) - микросомальная фракция - печени белых беспородных лабораторных крыс - самцов. Состояние системы ПОЛ оценивалось по активности отдельных компонентов данной системы в мембранах ЭПР - аскорбат зависимое ПОЛ - (АЗП) и НАДФ.Н - зависимое ПОЛ - (НЭП) в мембранах Мс фракции печени, а также ПОЛ плазмы крови и ее антиокислительной активности - (АОА). Таким образом, использованный комплекс биохимических методов позволил в достаточной степени судить о влиянии экстрактов лотоса на состояние систем метаболизма и биотрансформации КБ и сопряженных с ним процессов ПОЛ в мембранах ЭПР и на организменном уровне. Известно, что система метаболизма и биотрансформации, наряду с иммунной системой является первой линией «защиты внутренней среды организма от повреждающих» факторов химического происхождения, являющихся, как известно, следствием отрицательного техногенного воздействия на окружающую среду (ОС). Поиск путей сохранения и мобилизации систем биохимической защиты в условиях воздействия на организм повреждающих факторов химического происхождения, с использованием природных адаптогенов растительного и животного происхождения, является весьма актуальной задачей для профилактики и лечения экопатологических состояний.
Результаты экспериментов по изучению влияния экстрактов из листьев и семян лотоса на физическую работоспособность и ее восстановление показаны в таблице 1.
Таблица 1.
Результаты экспериментов по изучению влияния экстрактов лотоса (по [11])
группа Продолжительность плавания (мин) в первый день Продолжительно сть плавания (мин) во второй день Сокращение продолжительно сти в % Продолжительность плавания (мин) в третий день Сокращение продолжительно сти в %
Контрольная группа 83,2±6,2 60,4±8,8 27,8 21,3±11,6 74,3
1 опытная группа 96,3±4,7* 81,5±9,2* 15,4 52,3±10,2* 45,7
2 опытная группа 106,0±5,3 92,3±11,3 13,0 73,3±9,8 30,9
Примечание: 1 группа - животные употребляли настой листьев лотоса; 2 группа - настой из семян лотоса. " статистически достоверные различия (Р< 0,05) по сравнению с контролем
В контрольной группе (в %) показано падение работоспособности на второй и третий день плавания по отношению к первому дню.
Результаты свидетельствуют о том, что повторные ежедневные нагрузки путем принудительного плавания «до предела» приводили к уменьшению продолжительности плавания животных контрольной группы на второй, а особенно на третий день.
Напротив, субхронический прием настоя из листьев и в большей степени орехов лотоса, вызывал отчетливое повышение физической работоспособности животных по сравнению с контрольной группой.
Результаты наблюдений на второй и третий день показали, что экстракты лотоса не только повышают работоспособность, но и ускоряют ее восстановление.
Исследования содержания а -токоферола (ТФ), одного из важных компонентов антиокислительной системы мембран животных и растительных клеток, в отварах и спиртовых вытяжках листьев лотоса показало, что в настоях и вытяжках содержится ТФ. Так свежий отвар листьев (10г/100 мл) содержит 890 мкг ТФ в 100 мл отвара.
Спиртовой настой листьев (10 г/100 г) в течение восьми суток показал более низкое содержание ТФ - 585 мкг/100 мл. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о наличии в листьях лотоса природного АО - ТФ, играющего важную роль в регулировании процессов ПОЛ в организме и целого ряда других биохимических и физиологических процессов.
Эксперименты по изучению влияния экстрактов лотоса - смесь листьев, орехов и коробочек - проводили в сериях, в которых были сформированы четыре группы животных (по шесть в каждой группе). Первая группа была контрольной, вторая группа получила экстракт лотоса в качестве питья, третьей группе внутримышечно вводили в течение семи суток 1/5 ЛД50 масляного раствора четыреххлористого углерода (CCl4) стандартного химического агента для моделирования токсического гепатотропного эффекта и активности ПОЛ в клетках печени. Четвертой группе вводили аналогичную дозу CCl4 на фоне приема экстракта лотоса. В сутки животные потребляли в среднем 20 -25 мл экстракта.
В контрольной группе животных в Мс фракции печени наблюдали увеличение содержания цитохромов Р -450 и b5 (в среднем на 20%), данный эффект характерен для веществ, являющихся субстратом Мс окисления и индукции монооксигенозной системы.
CCl4 - вызвал характерное для данного вида снижение уровней цитохромов Р -450 и b5, активности GST и снижение GSH в крови (до 67%).
Введение CCl4 на фоне приема животными экстрактов лотоса вызывало увеличение содержания цитохромов Р-450 и b5, сниженных введением CCl4. Было отмечено также увеличение уровня GSH в крови и GS-редуктазной активности заингибированной в третьей группе токсическим действием CCl4. По сравнению с третьей группой отмечалось также повышение АОА плазмы крови.
Эксперименты по изучению влияния экстрактов листьев лотоса на ферментативные системы биотрансформации Мс фракции и процессы ПОЛ показали, что экстракты листьев лотоса не индуцируют цитохромы Р -450 и b5. В тоже время водные экстракты вызывали значительное повышение АОА активности плазмы крови (на 42%) и снижали уровень ПОЛ в Мс фракции - АЗП на 18%, а НАДФ.Н -зависимое ПОЛ на 67%, проявляя, таким образом, выраженное антиоксидантные свойства.
Прием экстрактов ЛО в значительной степени гасил активность процессов ПОЛ, вызванных действием CCl4, нормализовывал содержание GSH, вызывал усиление активности GS-редуктазы (на 43%), возрастание GST активности (до 149%). До контрольного уровня снижался уровень процессов ПОЛ в плазме крови и в Мс фракции печени, особенно АЗП (до 88%), индуцированный токсическим действием CCl4. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о способности экстрактов из листьев лотоса стимулировать ферментные и субстратные системы второй фазы биотрансформации КБ. Выявленное свойство отваров листьев лотоса может найти
применение при нарушении биохимических функций систем второй фазы биотрансформации.
Изучение влияния экстрактов из орехов лотоса на ферментные системы первой и второй фаз биотрансформации и компоненты системы ПОЛ показали, что длительных их прием животными (7 суток) способствует индукции цитохрома Р-450 (до 132%) и не влияет на уровень АЗП и НАДФ.Н-зависимого ПОЛ в Мс фракции печени. В плазме крови уровень ПОЛ снижался на 23% по сравнению с контролем. Активность GST и GS-редуктазы, а также уровень GSH оставались сравнимыми с контролем. У животных, получивших экстракты из орехов лотоса и подвергнутые токсическому воздействию (1/5 CCl4) наблюдали сохранение уровня цитохрома Р-450 и активности GS-редуктазы до величин, сравнимых с контрольной группой.
Активация процессов ПОЛ плазмы крови, АЗП и НЗП в Мс фракции, вызванная введением CCl4, гасилась в группе животных, получавших предварительно в качестве питья водные экстракты орехов лотоса.
Установлено, что отвары и спиртовые вытяжки листьев лотоса содержат БАВ - а-токоферол, природный антиоксидант и биорегулятор, играющий важную роль в регуляции ряда ключевых биохимических и физиологических процессов в организме.
Изучение влияния экстрактов лотоса из различных частей растений и их семян на системы первой и второй фазы биотрансформации в мембранах ЭПР печени (Мс фракция), процессы ПОЛ в мембранах ЭПР и в крови показало, что экстракты лотоса обладают свойствами индуцировать содержание цитохрома Р-450 в мембранах ЭПР печени, активировать ключевые ферментные системы второй фазы биотрансформации и влиять на уровень ПОЛ в мембранах ЭПР печени и в крови животных.
В условиях интоксикации гепатотрофным ядом - CCl4 - экстракты и отвары смеси частей растения и его отдельные компоненты оказывают значительное действие, способствуя нормализации активности ключевых ферментов первой и второй фаз детоксикации, и оказывают стабилизирующее действие на активацию процессов ПОЛ, в мембранах ЭПР и крови животных, индуцированных токсичным действием химического яда. Совокупность полученных результатов позволила полагать, что фитопрепараты из лотоса могут быть как эффективными адаптогенами и применяться для фармакологической профилактики и коррекции системы биологической защиты организма от токсичного действия КБ, а также использоваться при профилактике и лечении экопатологических состояний.
При исследовании половой функции крыс - самцов - исходили из положения, что влияние веществ на половые клетки может быть обусловлено, как влиянием на генеративный эпителий семенников и функциональную активность сперматозоидов, так и изменением полового поведения, являющегося отражением нейрогуморальной регуляции в системе «гипоталамус - аденогипофиз - семенники».
Изучали также состояние половой функции крыс - самок с учетом функции яичников и способности самок к полноценной репродукции потомства в условиях контроля и при воздействии водных настоев лотоса в обычном питьевом режиме (в течение 60 дней) в группах животных (n=10), получавших раздельно - настой из плодов (первая группа), настой из кубышек (вторая группа), настой из листьев (третья группа).
В контрольной группе (в %) установлено падение работоспособности на второй и третий день плавания по отношению к первому дню.
Результаты свидетельствуют о том, что повторные ежедневные нагрузки путем принудительного плавания «до предела» приводили к уменьшению продолжительности плавания животных контрольной группы на второй, а особенно на третий день.
Напротив, субхронический прием настоя из листьев и, в большей степени, из орехов лотоса вызывал отчетливое повышение физической работоспособности животных по сравнению с контрольной группой.
Результаты наблюдений на второй и третий день показывают, что экстракты лотоса не только повышают работоспособность, но и ускоряют ее восстановление.
В процессе изучения влияния лотоса на половое поведение было установлено статистически значимое повышение у животных, получавших водные настои плодов лотоса, по отношению к контролю количества покрытий с интромиссиями (22,3±1,7 ед./час в опыте, 15,1±1,5 ед./час - в контроле).
Данное обстоятельство свидетельствует о положительном влиянии настоя из плодов лотоса на половую активность животных. Одновременно показано, что водные настои из плодов, кубышек и листьев лотоса токсичного влияния на репродуктивную функцию крыс
- самцов не оказывают.
Оценка влияния водных настоев из плодов, кубышек и листьев лотоса на репродуктивную функцию самок крыс показала, что применение водных настоев не влияло отрицательно на способность животных к зачатию (индекс беременности составил 85, 90 и 85% в первой, второй и третьей группах при 90% в контрольной группе), на внутриутробное развитие плодов (не зафиксировано статистически значимых различий в массе и размерах плодов и плацент), не выявлено анатомических пороков развития. Визуальный осмотр плодов по методике Доусона показал, что костная система формировалась без отклонений, употребление настоев не оказывало вредного влияния на физическое развитие крысят в постнатальном периоде. Таким образом, водный настой плодов, кубышек и листьев лотоса орехоносного в опытах на крысах при субхроническом (60 дней) выпаивании животных не вызывает у подопытных особей обоего пола нарушений репродуктивной функции [11 -13].
В указанных публикациях высказывалась необходимость разработки технологий культивирования этого растения для создания сырьевой базы для дальнейших исследований и использования лотоса в фармакологии.
Позже другими исследователями также изучались фармакологические свойства лотоса орехоносного [4 -9], разрабатывались методы его культивирования [14,15].
Подводя итог вышеизложенному, следует заметить, что использование лотоса в нашей стране в фармакологических и иных целях имеет серьезные перспективы, но для этого его не следует исключать из Красной книги. Необходимо введение его в культуру для создания сырьевой базы этого направления. Утверждения о том, что есть необходимость сокращения зарослей лотоса в Дельте Волги, не имеют под собой серьезных оснований.
Литература
1.Гремяченский С.П. Астраханская водяная роза или каспийская нимфа-нелюмбо. //Вестник МОИП. 1856. Т. 3.
2.Красная книга РСФСР (растения). /М.: Росагропромиздат, 1988. - 590 с.
3.Красная книга СССР: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных и растений. Т 2. Изд. 2-е. М.: Лесная промышленность, 1984. - 480 с.
4.Кондратенко Е.И. Ломтева Н.А., Бони А.А., Самотруева М.А. Липсон Н.Ю. Иммунотропные и антиоксидантные свойства экстракта лотоса орехоносного. //Фармация, 2012, №1. - с. 40-42.
5.Кондратенко Е.И., Мохамад А.Э., Ломтева Н.А., Касимова С.К., Липсон Н.Ю., Марченко Н.В. Динамика параметров липидного обмена крыс при внутрижелудочном выведении экстракта семя лотоса орехоносного (№1итЬо nucifera). Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т. 12, № 1 (8), 2010. - с. 2062-2064 .
6.Кондратенко Е.И., Великородов А.В., Авад М.А., Ломтева Н.А., Кондратенко К.Н. Химический состав и антиоксидантная активность экстрактов семян №1итЬо nucifera. // Химия растительного сырья. №3, 2012. - с. 115-120.
7.Кондратенко Е.И., Марченко Н.В., Ломтева Н.А., Шимина Н.А., Пилипенко С.В. экологобиологические особенности лотоса каспийского (№1итЬо caspica) в Астраханской области. // Естественные науки, № 1(38), 2012. - с.59-67.
8.Кондратенко Е.И., Мажитова М.В., Ломтева Н.А., Нетипанова Н.В., Губанова М.В., Бони А.А., Абделхамид М.С. фармакогностическая оценка и фармакологические свойства экстракта семян лотоса орехоносного. // Естественные науки, № 2 (43), 2013. - с. 112-119.
9.Липсон Н. Ю., Кондратенко Е.И., Армель Б.А., Ломтева Н.А., Касимова С.К., Марченко Н.В. Динамика показателей крови крыс при внутрижелудочном введении экстракта семян лотоса орехоносного (№1ийю nucifera) // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010, т. 12. № 1-8. -С. 2073-2075.
10.Лабутина И.А., Балдина Е.А. Мониторинг распространения лотоса в дельте Волги. //Вестник Московского университета. Серия 5: Геграфия. 2009, № 9. - с. 27-33.
11.Михайлов Г.М., Тюренков И.Н., Чуйков Ю.С., Ворыханов А.А., Омарова Л.А., Попова О.В. Влияние лотоса орехоносного (№1итЬо nucifera ^ейЪ) на физическую работоспособность, активность и содержание ферментов биотрансформации ксенобионтов, уровень перекисного окисления липидов в мембранах эндоплазматического ретикулума печени. // Экология Астраханской области (информационный сборник), выпуск 1, - Астрахань,1993, с.51-56.
12.Михайлов Г.М., Тюренков И.Н., Чуйков Ю.С., Вырыханов А.А., Омарова Л.П. Изучение адаптогенных свойств лотоса орехоносного. // Фундаментальные исследования как основа создания лекарственных средств. Сборник тезисов 1-го Съезда Российского научного общества фармакологов, 9-13 октября, Волгоград. - М. 1995, с. 285.
13.Михайлов Г.М., Тюренков И.Н., Чуйков Ю.С., Варыханов А.А., Масленников А.А., Горшунова Л.Н. Адаптогенные свойства астраханской популяции лотоса орехоносного. Влияние на некоторые физиологические процессы и системы биохимической защиты организмов от низкомолекулярных ксенобиотиков. // Каспий - настоящее и будущее (тезисы докладов) под общей редакцией Чуйкова Ю.С. -Астрахань, 1995, 256-258 с.
14.Пилипенко С.В., Бармин А.Н. Использование почвогрунтов и удобрений при выращивании лотоса орехоносного (№1ийю nucifera). // Геология, география и глобальная энергия. 2011, № 2 - с. 287-293.
15.Пилипенко С.В., Бармин А.Н Методика сбора и первичной переработки лотоса орехоносного (№1ийю nucifera). // Естественные науки , 2011, № 1 - с. 80-85.
16.Тюренков И.Н., Маслеников А.А., Михайлов Г.М., Чуйков Ю.С., Попова О.В. Действие настоев и экстрактов из плодов, кубышек и листьев лотоса орехоносного (№1итЬо nucifera ваегШ) на физическую работоспособность, половое поведение и репродуктивную функцию лабораторных животных. // Экология Астраханской области (информационный сборник), выпуск 3. - Астрахань, 1994 г. - с. 72-74.
17.Чугунова-Сахарова Н.Л. Некоторые результаты исследования лотоса №1ийю nucifera в Каспийско-Волжском районе. //Отд. оттиск Рус. Гидробиол. Журн. 1924. Т. 3. № 8-10.
18.Чуйков Ю.С. (ред). Красная книга Астраханской области. // Астрахань: Изд -во Нижневолж. центра экологич. образования, 2004. - 356 с.
19. Чуйков Ю.С. Реализация некоторых фундаментальных законов экологии на примере рыбного хозяйства Волго-Каспия. ж. Астраханский вестник экологического образования. № 1-2 (13-14), 2009. - 1043.
20.Чуйков Ю.С. Об охоте на лебедей в дельте Волги // Русский орнитологический журнал 2012, Том 21, Экспресс-выпуск 772: 1551-1556.
21.Чуйков Ю.С. Особенности структуры биогеоценозов колониальных гнездовий веслоногих и голенастых птиц в дельте Волги. // Русский орнитологический журнал 2012, Том 21, Экспресс-выпуск 776: с. 1659-1672.
