У рослин немає рогів і копит, вони не можуть сховатися від ворогів. Тому боротися їм доводиться хімічними методами. Швидше за все, саме пірролізідінові алкалоїди багатьом рослинам служать бойовими отруйними речовинами. Інтерес до цих алкалоїдів виникне, після спроби на смак живокісту. Народні травники не відносять цю рослину до сильно отруйних, проте після ознайомлення більш детально з цією рослиную, мобуть досліди на собі краще припинити.
Ще б пак: по отруйності пірролізідінові алкалоїди (далі ПА) живокосту можна порівняти хіба що з діоксинами або бензпіреном.
МОЗ ФРН попереджає
У спеціальній доповіді Всесвітньої організації охорони здоров'я за 1998 рік рівень ризику при вживанні живокосту оцінений дозою 1 мг ПА в день. Ця кількість містить всього один листочок. За нормами фармакопеї ФРН, затвердженим в 1992 р, безпечна добова доза становить всього 0,1-1 мкг суми всіх ПА, включаючи і їх ІМ-окису, - тобто одну тисячну листочка живокосту. Деякі з цих ПА в дослідах з мишами показали себе канцерогенами; найбільш явно - лазіокарпін.
Серед лікарських рослин живокіст аж ніяк не єдине, що містить ПА. Ось список аналогів:
- В сімействі бурачнікових крім нього - роди бораго (бурачник), воловик (анхуза), воробійник, геліотроп, медунка, чорнокорінь;
- В сімействі айстрових (складно-кольорових) - роди арніки, хрестовик, мати-мачуха, ехінацея і білокопитник.
Якщо сюди додати незабудку (теж із сімейства бурачникових), то вийде список багатьох виробників ПА, яких можна зустріти в помірних широтах в природній або окультуреній формі. На півдні їх більше. Всього близько 3% відомих рослин (понад 6000 видів) містять приблизно 360 структур ПА. Крім бурачнікових і айстрових, вони є в орхідеї і в одному вельми численному роді бобових - кроталяріях. Чим же небезпечні рослини з ПА?
Подивимося на короткий список викликаних ними лих.
Що допоможе австралійським фермерам?
Як не раз траплялося в Австралії, завезений сюди з Європи вид рослин, в даному випадку отруйний геліотроп європейський (Heliotropium europeaum), розмножився значно сильніше, ніж на батьківщині. У посушливі роки, коли бур'яни особливо рясні, гине кожна третя вівця, яка паслася на полі з геліотропом.
Оскільки вивести цей бур'ян важко, спробували лікувати тварин за допомогою вітаміну В12. Як виявили вчені в дослідах «іп vitro», цей вітамін (маючи порфіринову структуру, як у гемоглобіну, але з кобальтом в центрі замість заліза) здатний активізувати мікрофлору, знешкодивши геліотрин, головний алкалоїд гелиотропа. У польових умовах вівці отримували прeпарати Со, а В12 з нього робили мікроорганізми, які завжди живуть в травному тракті жуйних тварин. Однак відчутного позитивного результату досягти не вдалося. А ось добавка в корм іонів Сu дала явно негативний результат - мідь підвищила токсичність ПА.
Не зовсім вдало скінчилися спроби очистити пасовища від гелиотропа за допомогою його природних шкідників. В рамках міжнародної австралійсько-французької програми на батьківщині гелиотропа, Середземноморському узбережжі, відібрали дві культури грибків, що вражають рослина на різних стадіях його циклу розвитку, а також жучка, що ним харчується. На жаль, надія на те, що перемога над геліотропом увійде в підручники як приклад повної біологічної блокади пасовищного бур'яну, поки не виправдалася: для шкідників австралійський клімат виявився занадто посушливим.
Втім, в допомозі потребуються не тільки австралійські фермери. Падіж великої рогатої худоби від ПА різних видів хрестовника на півдні Бразилії буває майже таким же (15%). На додаток до місцевих видів в Америку потрапив і завезений зі Старого Світу хрестовник Якова (він же хрестовник суходольний).
Епідемії без інфекцій
В Узбекистані є захворювання, відоме в народі як «верблюжий живіт», а серед медиків - токсичний гепатит або венозно-окклюзивна хвороба. Симптоми: здуття живота, набряк печінки, кривава блювота, цироз. В інші роки ця хвороба набувала масштаб епідемії і вражала тисячі людей. Наприклад, в 30-і роки XX століття смертність від неї досягала 15%. Радянські фахівці зуміли знайти причину захворювання: насіння сорного гелиотропа (Н.іаsіосагріm) в харчовому зерні.
Значно пізніше отримав сумну популярність аналогічний випадок в Афганістані, коли в районі з населенням 35 тисяч захворіло 8 тисяч осіб і кожен четвертий хворий помер.
Останнє масове отруєння людей цими насінням трапилося в 1992 році в Таджикистані.
Що викликають хворобу алколоїди гелиотропа, геліотрин і лазіокарпін, які руйнують печінку людини, відкрив і описав у 1932- 1935 роках Г.П.Меньшиков, згодом професор Московського хіміко-фармацевтичного інституту ім. С.Орджонікідзе. Геліотрин став першим докладно дослідженим ПА.
Настільки ж важке захворювання, але протікає зовсім по-іншому і вражає не печінку, а центральну нервову систему (прихований період десять днів, головний біль, втрата свідомості, марення, задуха), проявилося в 1942-1951 роках у Ферганській долині. Спершу його назвали енцефалітом. З 200 хворих дорослих людей померло 44. Згодом знайшли причину: в їжу потрапили насіння бур'яну Тrichоdesmа іnсаnа (бурачникових), які містять 1,5-3,1% тріходесміна і інканіна. Після прийняття оргмір - боротьба із засміченістю полів, контроль чистоти зерна і т.п. - захворювання припинилося. Крім як в Узбекистані, його ніде не спостерігали, і це не випадково: настільки отруйна триходесма зустрічається тільки там. Тріходесмін також був виявлений в деяких видах кроталярія, але при вживанні в їжу насіння цієї рослини страждала лише печінка.
*
Таблиця
Відносна сприйнятливість до піроллізідіновим алкалоїдів
миша 1,0
людина 0,1
корова 0,2
кінь 0,35
Кролик, коза 6,0
вівця 15
Морська свинка 26
Японський перепел 122,5
Піщанка 182
Отруйні речовини рослин і комах
Хімічна зброя рослин в ході еволюції удосконалювалося тисячоліттями, поряд з іншими видами захисту - шипами, колючками або маскуванням. Однак противник розробляв засоби нейтралізації. В результаті спільної еволюції саме травоїдні тварини, які мешкають серед рослин, що містять ПА, виявилися найменш сприйнятливі до них. Так, лабораторні миші майже в 200 разів чутливіші до ПА, ніж гризуни напівпустель - піщанки (див. Таблицю). Це пов'язано з тим, що організм звиклого до отрути тваринного виробляє ферменти, що прискорюють ту чи іншу стадію перетворення алкалоїду в печінці. Наприклад, у морської свинки налагоджено виробництво ферменту, який каталізує перетворення ПА в менш токсичні N-окиси.
А найкраще до життя з отруйними рослинами пристосувалися травоїдні комахи. Відомі представники багатьох загонів (метелики, жуки-листогризи, коники, попелиці), які взагалі нечутливі до ПА. Більш того, деякі з них взяли отруйні речовини рослин собі на озброєння. Хід еволюції видно на прикладі жучка-лістогриза Огеіnа: одні його види виробляють власну отруту, що виділяється екзокринними залозами; інші до власних додають ПА, які добувають із рослин. На вищому щаблі еволюції виявився вид, що повністю перейшов на рослинні ПА, спасаючись за допомогою синтезованих рослинами речовин від хижих птахів.
Є метелики, які витягують ПА з рослин і накопичують їх на всіх стадіях метаморфоза, від гусениць і до крилатих комах. Деякі метелики набувають ПА тільки в зрілому віці (Danainae, Ithomiinae), витягуючи ПА із нектару квіток або навіть просто із омертвілих, зав'ялих частин. Для цього вони випускають спеціальний слиз (мабуть, підкислений) і потім засмоктують екстракт. Вміст ПА може досягати 20% від сухої ваги метелики. Накопичена отрута переходить в яйця: крихітне яйце метелика може містити 0,8 мкг ПА (вважай добову фармакопейну дозу ФРН).
Метелики і жучки пристосувалися тримати в собі ПА в менш токсичній формі N-оксидів. У них, як і у морської свинки, ПА перетворюються в N-окис за допомогою ферменту, тільки він більш ефективний, високовибірковий і працює лише з токсичними ПА. Потрапляючи з комахою в шлунок ворога, N-окис перетворюється в токсичне пиррольне з'єднання, і здійснюється акт відплати. Але щоб до цього справа не дійшла, комаха своїм яскравим забарвленням попереджає: «Обережно, отрута!». Відносна легкість відтворення N-оксидів, притаманна ПА, дуже зручна: ці реакції добре вписуються в біохімічні ланцюги тварин і рослин. Не випадково їх використовують різні генетично не зв'язані види.
Однак не всіх комах влаштовують досягнення рослин в справі синтезу ПА. Деякі модифікують рослинні ПА. Наприклад, алкалоїди креатонотін і калліморфін знайдені тільки у комах. Доведено, що вони синтезують їх переетерифікацією ПА, що витягується з рослин, замінюючи вихідний залишок нецинової кислоти на речовину власного виготовлення.
Комахи використовують ПА і в мирних цілях. Метелики декількох сімейств, наприклад Сгеаtоnоs, пристосувалися переробляти геліотрин в феромон - чоловічий статевий аттрактант спарювання гідроксіданаідал. Щоб його використовувати за призначенням, тобто розпорошувати в повітрі для залучення метеликів, з'явилися спеціальні органи - коремат, які досягають у деяких видів значних розмірів. Інші взагалі стали ПА-залежними - без алкалоідоносних рослин вони просто не можуть розмножуватися.
ПА для сусіда по дачі
У помірному поясі, на відміну від південних країн, випадково отруїтися ПА неможливо, і ось чому: наші дикорослі бурачниковиє (незабудки, живокіст, медунка) не засмічують зерно своїми насінням; зміст ПА у них в 100-1000 разів менше, ніж у південних видів; отруєння медом або пергою, зібраними з рослин, що містять ПА, поки ще ніхто не зафіксував.
Перевищити рівень ризику за кількістю ПА, можна лише поїдаючи отруйні рослини або приймаючи їх разом з лікарськими травами. Але і цей канал майже не працює. Бурачнікові в народній медицині малопопулярні, вони не «фармакопейні» рослини, їх в аптеці не продають. Бораго в народі більше відомий не як лікарська рослина, а як замінник огірків на початку літа - огуречник або огіркова трава. У літературі важко знайти опис випадків отруєння ним, так само як і докладні відомості про склад його ПА. Однак слід очікувати, що найближчим часом дані про склад з'являться у пресі: бораго на Заході інтенсивно впроваджують як технічну олійної культуру. Борагова олія, багата зверхнасиченими жирними кислотами і токоферолами (вітаміни Р і Е), запатентовано і проходить випробування в парфюмерній промисловості і в ветеринарії як замінник риб'ячого жиру. Йде розробка методів аналізу олій і, очевидно, допустимих домішок ПА. З окопником ситуація зрозуміла.
Представників айстрових (виключаючи хрестовник) легко можна купити в звичайній аптеці. Арніка гірська і ехінацея пурпурова якщо і містять ПА, то лише нетоксичний туссілагін або його похідні і то в малих кількостях. А ось в мати-мачусі (Tussilaga farfara) в основному присутні руйнуючі печінку і підозрювані в канцерогенності сенеціфілін і сенкіркін. Випадки смертельного отруєння мати-мачухою відомі в меншій кількості, ніж отруєння живокостом. Проте співробітники Віденського університету горді тим, що отримали культуру мати-мачухи, листя якої вільні від ПА. Можливо, приймаючи склянку настою мати-мачухи проти кашлю або з'їдаючи в салаті листочок живокосту, людина ризикує здоров'ям не більше, як коли викурює сигарету. Але курців постійно попереджають про ризик ...
Взагалі ж в якості лікарських препаратів використовують як нетоксичні, так і токсичні ПА.
Платифиллин і саррацин, які виділяють з кавказького хрестовника Senecio platiphillus, щодо застосування аналогічні алкалоиду атропіну, як болезаспокійливий засіб. N-окис індіціна, виділена з геліотропа індійського (Н.іndicum), намагалися випробовувати як протираковий засіб. Дослідники при цьому, мабуть, виходили з даних східної медицини.
Прагнучи уникнути впливу на печінку, препарат вводили шляхом ін'єкцій, виключаючи тим самим перехід N-окису у вільний індіцін в шлунково-кишковому тракті. Проте уникнути побічної дії не вдалося - відновлення N-окису у людини, виявляється, протікає і поза шлунка.
В загальному зрозуміло, що з цими цікавими речовинами все не настільки просто, як може здатися на перший погляд. Мабуть, і біохімікам, і біологам-трансгенникам є де розгулятися, працюючи з рослинами-постачальниками пірролізидінових алкалоїдів.
