НЕКОТОРЫЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ В ПОИСКЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ ПРЕДСТАВИТЕЛЯ СЕМЕЙСТВА ТОЛСТЯНКОВЫХ ГОРНОКОЛОСНИКА КОЛЮЧЕГО

Одинец Александр Дмитриевич

ассистент кафедры фармакологии, Иркутский государственный медицинский университет, г. Иркутск

E-mail: igmu1@yandex.ru

Левента Алексей Иванович

канд. фармацевт. наук, заведующий кафедрой фармакологии, Иркутский государственный медицинский университет, г. Иркутск

Бутуханова Ирина Сергеевна

канд. мед. наук, доцент кафедры терапии № 1 медицинского факультета, Бурятский государственный университет, г. Улан-Удэ

Щепина Леонтина Сергеевна

студент 3 курса педиатрического факультета, Иркутский государственный медицинский университет, г. Иркутск

Калашникова Мария Игоревна

студент 3 курса педиатрического факультета, Иркутский государственный медицинский университет, г. Иркутск

E-mail: 

Разнообразие природных условий Байкальской Сибири: недос­таток (или переизбыток) увлажнения, значительные колебания темпе­ратуры воздуха и почвы в течение суток, большая солнечная радиация и каменистый и песчаный характер почв, высокогорье — обуславливает контрастность биоразнообразия растительного покрова. При этом во флоре региона присутствуют особые экологические группы растений, адаптировавшиеся к суровым условиям внешней среды [12]. Среди них могут встречаться перспективные растения с адаптогенным характером действия.

Работы известного исследователя флоры Сибири и Дальнего Востока Брехмана И. И. по изучению свойств элеутерококка колюче­го показали перспективность следующего научного подхода: иссле­дование свойств филогенетически родственных растений, с целью выявления новых и перспективных лекарственных растений [1, 2]. Особый интерес представляет семейство толстянковые (CRASSULACEAE) лат. Sempervivum — объясняет истинную сущ­ность этого растения: «semper» — «всегда», «vivus» — «живой», а в вольном переводе — «живучка». Эти растения являются суккулен­тами (от лат. succus — сок) — экологическая группа растений, обитающая главным образом в теплых и засушливых областях. Суккулентность — качественно новый уровень в эволюционном развитии растений, позволяющий адаптироватся к экстремальным условиям среды. Этому способствует феномен Crassulacean acid metabolism (CAM), впервые обнаруженный у представителей Crassulaceaе, заключается в разделении во времени процессов образо­вания органических кислот и их декарбоксилирования [5, 17]. В Заалтайской Гоби в течение нескольких лет биологию этих растений изучала Совместная россиийско—монгольская комплексная биологи­ческая экспедиция АН СССР и АН МНР. Было показано, что в край­не аридных пустынях (количество атмосферных осадков менее 50 мм в год) суккуленты составляют 96—99 % флоры. На европейс­ком Северо—Востоке России семейство Crassulaceae представлено родом — родиола (Rhodiola L.) преставитель этого рода — родиола розовая это хорошо известное адаптогенное растение [11]. Филогенетический подход к поиску новых лекарственных растений, подробно изложен­ный в монографии Брехмана И. И. <Элеутерококк> [2], позволяет применить этот метод и к семейству толстянковые, в котором имеет­ся эффективный представитель адаптогенов — родиола розовая. На рис. 1 приведена схема из монографии Гончаровой С.Б., позволяю­щей наглядно увидеть распределение видов внутри семейства толс­тянковые [3, 4]. На территории Сибири и российского Дальнего Востока подсемейство Sedoideae представлено 51 видом и подвидом из 6 родов (Hylotelephium — 13 , Rhodiola — 13, Aizopsis — 12, Orostachys — 10, Pseudosedum — 1, Sedum — 2).

Авторами в своих предыдущих работах исследовался близкий родственник родиолы по семейству Orostachys spinoza (L.) С. А. Меу., горноколосник колючий, молодило, заячья капуста [9, 10]. Представители рода имеют поразительную способность к регенерации, в связи с этим травматическая партикуляция обычный способ неспециализированного вегетативного размножения толстянковых, имеющий существенное значение в жизни как особи, так и популяции. Горноколосник колючий — двулетнее растение из семейства толстянковых, в первый год имеющее вид шаровидных луковиц (розеток), диаметром до 10 сантиметров, сос­тоящих из укороченного стебля и плотносближенных мясистых продол­говатых листьев, оканчивающихся колючками. Листья мясистые, продол­говатые, от 1,5 до 3 миллиметров в длину, по краю с беловатой каймой. На второй год из центра растения вырастает стебель, оканчи­вающийся многоцветковой кистью с зеленовато-желтыми цветками.

Рис. 1 Распределение видов и подвидов в семействе толстянковые (CRASSULACEAE). Гончарова С. Б. и др. (2006).

Цветки мелкие, звездчатые или колокольчатые, почти сидячие или на короткой ножке. Колосовидное (початковидное) открытое соцветие имеет прямую удлиненную и утолщенную главную ось. Боковые оси короткие или отсутствуют вообще. Цветет горноколосник колючий в июле-августе преимущественно по скальным обнажениям, южным склонам гор, районам лесостепи, где поселяется на степных, реже солонцеватых лугах, по открытым каменистым склонам, в разреженных сосновых и смешанных лесах и по их окраинам.

В районах горной тайги растет только на открытых южных склонах и обрывах. Плод — много листовка с очень мелкими, много­численными семенами. В надземной части горноколосника колючего содержатся в большом количестве органические кислоты (яблочная кислота) и микроэлементов. [5, 6, 7, 16].

Лекарственное значение горноколосника колючего. В народной медицине, свежее растение прикладывают к геморроидальным шиш­кам и мозолям, порезам, ссадинам. Соком листьев горноколосника колючего смазывают ожоги, укусы пчел и летние прыщи. Настой тра­вы применяют внутрь от эпилепсии, сердечной недостаточности, как средство стимулирующее центральную нервную систему.

Тибетская медицина использует отвар, настой травы горно­колосника колючего при рожистых воспалениях, коликах, гастроэнте­ритах, различных заболеваниях почек, а также в качестве ранозажив­ляющего средства. Монгольская медицина применяет сок горноколос­ника колючего при дерматозах и как ранозаживляющее. Кисловатые толстые листочки молодых растений употребляют в пищу [16, 19].

Ареал горноколосника колючего включает Среднюю Азию, Монголию, Китай, Японию, Европу. В России распространен в Сибири, на Алтае, Урале, Дальнем Востоке. Представители Orostachys встречаются в трех флористических областях: циркумбореальной, Ирано-Туранской и Восточно-Азиатской, с наибольшим числом видов в последней. Как и у Hylotelephium, центр разнообразия рода несколько смещен относительно "Тибетско-Гималайского центра", наиболее многочисленны виды горноколосников в Китае (8/2), на Российском Дальнем Востоке — (8/3), Японии (5-8/2). Вне России встречаются лишь 2 представителя Orostachys флоры России — O. thyrsiflora, O. fimbriata. Среди представителей рода наиболее широко распространены O. malacophylla и O. spinosa.

Рис. 2 Ареал распространения подвидов горноколосника .
4) Orostachys malacophylla (Pallas), Fischer, 8) Orostachys japonica A. Berger, 6) Orostachys fimbriata A. Berger, 4) Orostachys spinoza (L.) С. А. Меу. (по Гончаровой С. Б.).

В работах Гончаровой С. Б. сделано предположение, что различие и сходство видовых составов Sedoideae флор Российском Дальнем Востоке и Сибири обусловлено различием путей миграции видов из «Тибетско-Гималайского» центра видового разнообразия [5, 6, 8]. «Дальневосточная ветвь» сформировалась при распространении видов в направлении на восток, а «сибирская» — в направлении на северо-восток вдоль «центрально-азиатского высокогорного коридора» и с востока на запад из районов Российском Дальнем Востоке:

Рис. 3. Предполагаемые пути расселения и диверсификации восточно-азиатских родов Sedoideae - наиболее крупного подсемейства Crassulaceae , насчитывающего около 600 видов (большинство видов толстянковых флоры России, в том числе Сибири и российского Дальнего Востока).

При построении схемы учитывалось современное распрост­ранение родов и филогенетические взаимоотношения, установленные при анализе нуклеотидных последовательностей ДНК Состав толстян­ковых флоры Российском Дальнем Востоке имеет явно выраженный восточно-азиатский характер, а Сибири — испытывает влияние Ирано-Туранской флоры, представителями которой можно назвать Sedum albertii и Pseudosedum lievenii. Анализируя распространение Sedoideae флоры Сибири и, можно предположить, что различие и сходство видовых составов Sedoideae флор Российском Дальнем Востоке и Сибири, центром происхождения которых, вероятно, является Тибетско-Гималайский центр разнообразия семейства, обусловлено различием путей миграции видов (рис. 3). «Сибирская ветвь» сформи­ровалась при распространении видов в направлении на северо-восток вдоль «центрально-азиатского высокогорного коридора», через северо-западные районы Китая и Монголию (Orostachys thyrsiflora, Aizopsis hybrida, Rhodiola coccinea и др.), вплоть до арктических районов Евра­зии и через Берингийский мост до северо-западных районов Северной Америки (Rhodiola quadrifida, R. rosea), и с востока на запад из районов Российском Дальнем Востоке (Aizopsis aizoon, Orostachys spinosa и др.). «Дальневосточная ветвь» при распространении видов в направлении на восток. Необходимо отметить, что флора толстянковых Российском Дальнем Востоке имеет большее число эндемичных видов, по сравнению с толстянковыми Сибири (11 и 3, соответственно). Что свидетельствует, вероятно, о более благоприятных эколого-климатичес­ких условиях этого региона для развития Sedoideae [6, 14, 15]. Сравни­тельный филогенетический анализ позволяет предположить, что Crassulaceae произошли примерно 70 млн. лет назад в конце Мезозойской — начале Кайнозойской эры. К этому времени приходится и начало формирования осевых хребтов современных Альп, Кавказа, Гималаев, с которым, по нашему мнению, тесно связан процесс диверси­фикации семейства. Наиболее вероятно, что Sedoideae сформировались политопно и автохтонно на разных континентах, в результате парал­лельной эволюции слабо дифференцированных предковых форм. Вероятно, что восточно-азиатская ветвь Sedoideae выделилась в результате широтных миграций анцестральных видов из районов Средиземноморья или южной Африки — предполагаемых центров происхождения семейства. Комплекс морфологических, анатомических и физиологических признаков свидетельствует, что ведущим фактором эволюции как семейства, так и подсемейства явился дефицит влаги. Мы полагаем, что эволюция Sedoideae тесно связана с процессом орогенеза. Разнообразие климатических и эдафических условий горных субтропических стран послужило причиной образования большого числа, как видов, так и жизненных форм, встречающихся в этих областях. Sedoideae могли эволюционировать в нескольких направлениях, одни из них осваивали высокогорные участки (Rhodiola, каудексообразующие и моноподиальные биоморфы); другие - открытые, сухие с высокой инсоляцией скалистые и каменистые участки (Orostachys, розеточные и полурозеточные биоморфы); третьи – расположенные ниже, более или менее мезофитные местообитания (большинство Hylotelephium и Aizopsis, корневищные биоморфы, симподиально длиннопобеговые формы роста). Специфика коротких вегетационных периодов горных местообитаний выработала у очитковых и целый ряд приспособлений (закладка генеративных органов осенью предыдущего года, весеннее-летнезеленый фенорит­мотип) для оптимального использования благоприятных условий. В условиях похолодания климата выработались приспособления, обеспечивающие успешное возобновление после неблагоприятных периодов. Произошел постепенный переход от хамефитов к гемикрип­тофитам и криптофитам, постепенное погружение почек возобновления в почву, что обеспечило максимальную защиту органов возобновления от воздействия суровых климатических условий. Молекулярно-филогенетические исследования показали отсутствие четких различий между родами Hylotelephium и Orostachys, а также Rhodiola и Pseudosedum, предполагавшихся на основании различий в морфологии. Очевидно, что виды этих родов близки между собой и ведут происхождение от общего предка.

Список литературы:

1. Брехман И. И. Валеология — наука о здоровье / Брехман И. И. — М.: Физкультура и спорт, 1990. — С. 208.
2. Брехман И. И., Элеутерококк, Л., 1968. — С. 181.
3. Гончарова С. Б. Очитковые (Sedoideae, Crassulaceae) флоры российского Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 2006. — С. 223.
4. Гончарова С. Б. Подсемейство Sedoideae (Crassulaceae) флоры Сибири и Российского Дальнего Востока // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук, Владивосток — 2006
5. Гончарова С. Б. Биоморфологические особенности дальневосточных представителей подcемейства Sedoideae (Crassulaceae) // Krylovia. — 2000. Т. 2, № 1. — C. 87—94.
6. Гончарова С.Б. Биоморфы рода Sedum L. (Crassulaceae DC.) и их эволюция (на примере видов российского Дальнего Востока) // Комаровские чтения. — Владивосток, 1997. Вып. 43. — C. 261—276.
7. Гончарова С. Б. Crassulaceae // Флора российского Дальнего Востока Дополнения и изменения к изданию "Сосудистые растения советского Дальнего Востока" тт. 1—8 (1985—1996). — Владивосток: Дальнаука, 2006. — С. 151—160.
8. Гончарова С. Б., Артюкова Е. В., Гончаров А. А. Филогенетические связи представителей подсемейства Sedoideae (Crassulaceae) на основании сравнения последовательностей ITS региона ядерной рДНК // Генетика. — 2006. Т. 42, № 6. — С. 1—8.
9. Левента А. И., Усов Л. А. К вопросу о фармакологической адаптации человека к ритмам современной жизни // Вестник ИРО АН ВШ России.— 2007 — № 1 —С. 187—193;
10. Левента А. И., Одинец А. Д., Охремчук Л. В., Усов Л. А. Влияние извлечений из горноколосника и рододендрона Адамса на поведенческие реакции лабораторных животных// Сибирский медицинский журнал.— 2010.— Т. 95, № 4.— С. 103—105.
11. Саратиков А. С. Золотой корень. — Томск: Изд-во Тюменского ун-та, 1974. — С. 156.
12. Хохряков А. П., Синев И. Е. Знакомые и незнакомые суккуленты // Природа. — 1997— № 12 — С. 44—56.
13. Яременко И. В., Адаптогены как средства профилактической медицины. — Томск: Изд-во Томского унив-та, 1990. — С. 96.
14. Gontcharova S. B. Conspectus of Sedoideae (Crassulaceae) of the Russian Far East // Bull. Nat. Sci. Mus. (Tokyo). — 1999. Ser. B. Vol. 25. — P. 49—63.
15. Gontcharova S. B. Ornamentation of the testa of some Sedeoideae (Crassulaceae) in Eastern Asia // Bull. Nat. Sci. Mus. (Tokyo). — 1999. Ser. B. Vol. 25. — P. 131—141.
16. Kunjun F., Kun-tsun F., Ohba H., Crassulaceae //Flora of China — 2001.— Vol. 8, Р. 202 —268.
17. Lems K. Botanical notes on the Canary islands. II. The evolution of plant forms in the islands: Aeonium // Ecology — 1960. — Vol. 41, № 1. — P. 1—17.
18. Lems K. Adaptive radiation in the Ericaceae. Shoot development in the Andromedeae // Ecology— 1962. — Vol. 43, № 3. — P. 324—328.
19. Ohba H. Orostachys / Illustrated handbook of succulent plants: Crassulaceae. Berlin; Heidelberg; New York: Springer, 2005. — P. 186 —190.