На Земле не существовало народа, который не использовал бы ядовитые растения для лечения различных недугов. Как удалось народной медицине превратить зло ядовитых растений в добро? Как узнали, от каких болезней и в каких дозировках могут помочь смертельные яды? На эти вопросы трудно ответить. Знания целебной силы растений настолько удивительны, что об их происхождении складывались легенды.
Мифы Древней Греции рассказывали не только о Гекате – прародительнице всех отравителей. Если эта богиня ведала злом в растениях, то мудрый кентавр Хирон знал, напротив, целебные силы всех трав и сообщил эти знания Аполлону.
Согласно мифу Аполлон попросил Хирона воспитать его сына Асклепия, покровителя врачей и врачебного искусства. На горе Пелион Хирон обучал Асклепия распознавать лекарственные растения, и вскоре способный ученик превзошел своего учителя.
В память о первом, хотя и мифологическом врачевателе травами, кентавре Хироне, два рода растений, принадлежащих к разным ботаническим семействам, носят название «кентавровы». Это василек – Centaurea и золототысячник – Centaurium, а сем. Ластовневых по-латыни именуется в честь Асклепия – Asclepidaceae.
У индейцев Америки были свои представления о происхождении знаний о целебных растениях. Когда индейцев племени Дакота спрашивали об этом, они отвечали: конечно, от водяного бога Унк-та-ге. Он и его свита являются знахарями во сне. Он – глава всех духов и придает знаниям сверхъестественные силы.
Иначе думали жители южноафриканской страны Наталь. Среди лих было распространено мнение, что все растения подряд надо пробовать, тогда и узнаешь среди них лекарственные. Как рассказывала китайская легенда, император Шень-Нун, написавший «Трактат о корнях» за 4000 лет до п. э., именно так и поступал.
В России собиратели фольклора прошлого столетия записали легенду, сложенную крестьянами Вологодской губернии о барине – знатоке целебных трав. В легенде говорилось, что он ходил в лес и искал там змей с короной на голове. Из их мяса слуга готовил ему пищу. Отведав ее, барин начинал понимать разговор трав. От него-то и пошли все травники и лечебники. Другая легенда, записанная в Стародубском уезде на юге России о девочке, заблудившейся в лесу, также посвящалась разгадке тайн трав с помощью мудрых змей.
Возможно, подобные легенды послужили созданию символа – чаши, обвитой заглядывающей в нее сверху змеей, эмблемы занятий Асклепия, – современной эмблемы медиков. Это – символ высшей гуманности. Мудрая змея изучает содержимое чаши для того, чтобы применить его только на благо.
Возможно, животные действительно кое-что могли подсказать. До сих пор неясно, однако, какое чутье помогает им верно находить нужные растения, когда они заболевают. Изюбр в дальневосточной тайге скусывает острые шипы аралии маньчжурской («шип-дерева»), о которые можно легко поранить руку, и жесткие листья элеутерококка. Оба растения оказались лекарственными и применяются в медицине как тонизирующие и стимулирующие средства. Охотники Бурятии наблюдали, как раненые олени лечились красной гвоздикой. Исследования показали, что она является прекрасным кровоостанавливающим лекарством. Лечебные свойства «маральего корня» – левзеи тоже подсказали олени, поедавшие этот своеобразный допинг перед наступлением брачных боев.
Так как народная медицина применяла лекарственные растения эмпирически, не имея представления об их химическом составе и механизме действия содержащихся в них веществ, было время, когда к этим знаниям снисходительно относились ученые-медики. Лишь в последние годы стали отдавать должное ее огромному, ценнейшему опыту.
История научного изучения лекарственных растений в высшей степени интересна и поучительна. Первооткрыватели растительных ядов начинали с нуля, часто жертвуя здоровьем, материальным благополучием и славой ради науки.
Первым в их ряду стоит Карл Вильгельм Шееле (1742–1786) выделивший из растений органические вещества в чистом виде. Ему удалось открыть в растениях лимонную, яблочную, щавелевую, винную, галловую и другие кислоты. С полным правом К. В. Шееле можно считать основателем новой науки – фитохимии (биохимии растений). После его работ утвердилось мнение, что все растения содержат органические кислоты, и они являются главными веществами в растительных соках.
В 1804 г. это мнение удалось опровергнуть бельгийскому ученому Фридриху Вильгельму Сертюрнеру, выделившему из опия морфий – вещество, по своим свойствам подобное щелочам. В 1819 г. немецкий ученый Мейснер назвал щелочи растительного происхождения алкалоидами (буквально – «щелочеподобными»), и вскоре морфий, названный так Сертюрнером в честь греческого бога сновидений Морфея, стали называть морфином по аналогии с другими растительными алкалоидами – бруцином, стрихнином, атропином и т. д. В конце прошлого века известный русский химик Е. А. Шацкий сказал об открытии Сертюрнера, что оно имеет для медицины такое же значение, как открытие железа для мировой культуры.
Лавина открытий
Среди врачей и фармацевтов открытие Ф. В. Сертюрнера произвело сенсацию. Была доказана возможность получения из растений их главного вещества, «активного принципа», «квинтэссенции», т. е. терапевтически действующего лекарства. Стали искать еще, и вскоре сообщения о новых открытиях посыпались как из рога изобилия.
В 1818 г. парижские фармацевты П. Ж. Пеллетье и Ж. Б. Кавенту из семян рвотного ореха – чилибухи выделили стрихнин и бруцин, а в 1820 г. эти же исследователи из коры хинного дерева получили хинин.
В 1819 г. из коры кофейного дерева удалось выделить кофеин, позже из табака был выделен никотин, из самшита – буксин, из белладонны – атропин, из белены – гиосциамин, из листьев коки – кокаин, из семян клещевины – рицинин и т. д.
Советская школа химиков, изучающих алкалоиды, была создана академиком А. П. Ореховым. Ученикам и сотрудникам А. П. Орехова удалось выделить около 40 алкалоидов.
В настоящее время изучено более 1000 видов алкалоидных растений. Полагают, что более 400 видов растений, произрастающих в нашей стране, содержат алкалоиды. Продолжается исследование и многих других видов.
Сейчас известно уже свыше 2500 алкалоидов. В монографии Т. А. Генри «Химия растительных алкалоидов» (Л., 1956) приводится список соединений и синтетических препаратов, созданных на их основе. Он насчитывает более 141 280 названий, и трудно сказать, каким окажется число растительных алкалоидов, их производных и заменителей к 2000 г. Интерес к этим веществам не ослабевает, несмотря на открытие антибиотиков и создание ценных химических лекарств. И это потому, что часто каждому из алкалоидов присуще свое, индивидуальное, характерное и незаменимое действие. Они по-разному токсичны, есть среди них и почти неядовитые (рицинин – алкалоид клещевины, тригонеллин, содержащийся во многих растениях), а многие способны подобно физостигмину – алкалоиду калабарских бобов (физостигмы ядовитой) – служить одновременно и ядом и противоядием.
В Западной Африке, по берегам реки Ольд-Калабра, впадающей в залив Биафру, встречается вьющаяся лиана с красивыми ярко-красными цветками – калабарский боб (Physostigma venenosum) из сем. Бобовых. Аборигены Гвинеи издавна применяли плоды этой лианы, под названием «эзера» для того, чтобы установить вину человека в каком-нибудь преступлении. Симптомы отравления проявлялись сначала в резком возбуждении, потом – в постепенно нарастающем параличе.
Основной алкалоид калабарских бобов – физостигмин, или эзерин, блокирует действие очень важного фермента организма – холинэстеразы. Если этот фермент отравить, начнет в большом количестве накапливаться ацетилхолин, передающий возбуждение (нервный импульс) с окончания нервного волокна на мышечную клетку. Холинэстераза контролирует этот процесс, расщепляя лишний ацетилхолин. Если же он выйдет из-под контроля, возбуждение мышц достигнет максимума вплоть до появления судорог и разрыва мышц. Когда ацетилхолин накопится во всех синапсах (местах сближения мышц с окончаниями нервных волокон), это вначале вызовет резкое возбуждение, потом – паралич.
Интересно, что алкалоид белладонны – атропин действует прямо противоположно: лишает нервные окончания чувствительности к ацетилхолину и этим блокирует передачу нервных импульсов на мышцы. В результате мышцы расслабляются.
Алкалоиды вмешиваются в важнейшие процессы, идущие в организме: передачу нервного импульса, способность мышц сокращаться, работу сердечно-сосудистой системы, процесс осуществления дыхания. В терапевтических дозах они помогают при самых различных заболеваниях. Атропин и гиосциамин (алкалоиды белены и дурмана) снимают спазмы сосудов и гладких мышц внутренних органов; лобелии (алкалоид лобелии одутлой) является сильным возбудителем дыхательного центра и применяется при отравлениях ядовитыми газами, потере сознания; эрготоксин (алкалоид спорыньи) в сочетании с атропином успокаивает нервную систему…
В 1887 г. в китайском лекарственном растении «ма-хуанг» (под названием «ма-хуанг» в китайской народной медицине значились разные виды эфедры) был открыт эфедрин. Прошло почти 40 лет, прежде чем заметили сходство (по действию) эфедрина с гормоном надпочечников – адреналином. Так же как и адреналин, эфедрин сужает сосуды, повышает кровяное давление, расширяет зрачок, вызывает усиление секреции слюнных и слезных желез. Позже заметили и некоторые отличия. Эфедрин действует медленнее, но постояннее (примерно в 10 раз дольше, чем адреналин), являясь более устойчивым к изменениям условий обмена веществ. Эфедрин стали применять как кровоостанавливающее средство. Кроме того, установили, что он, возбуждая нервную систему, стимулирует деятельность мозга и может помогать поэтому при депрессиях, вызываемых наркотиками, и при нарколепсии (нарушение бодрствования, проявляющееся во внезапном засыпании во время ходьбы, смеха, разговора и т. п.).
Благодаря исследованиям П. С. Массагетова этот алкалоид был обнаружен в наших среднеазиатских кустарниках – хвойниках хвощевом и среднем, в тиссе ягодном, в одном из видов аконита.
В 1920 г. впервые были получены вещества, заменившие природный эфедрин, и постепенно спрос на него уменьшился благодаря синтетическому заменителю. Так происходит всегда в алкалоидной химии: открытие алкалоида в растении – изучение его структуры и фармакологического действия – синтез искусственного алкалоида в лаборатории (если он действительно представляет ценное лекарство). Искусственный синтез алкалоидов явился величайшей победой науки. Самый первый в истории науки синтез алкалоида болиголова – кониина был осуществлен в 1886 г. немецким химиком А. Ладенбургом.
Задача синтеза растительных алкалоидов сильно упростилась после того, как была сделана попытка объяснить их биосинтез в живых клетках растений.
В 30-х годах нашего столетия американский биохимик Д. Робинсон предложил теорию, объясняющую образование алкалоидов. Эта теория послужила стимулом для лабораторных синтезов алкалоидов с использованием реакций, идущих в растениях. Многие алкалоиды удалось синтезировать именно так, как предполагал Д. Робинсон, т. е. теория нашла свое экспериментальное подтверждение. Кроме того, она помогла проникнуть в тайну сложнейшего хода биосинтеза алкалоидов в живых клетках растений и позволила объяснить, почему в одном растении могут образовываться разные алкалоиды (для этого достаточны незначительные изменения исходного материала или изменения в обмене веществ). Вместе с тем стало понятно, почему в двух родственных растениях образуются разные алкалоиды. Стало также ясно, почему у растений, далеких в систематическом отношении, могут образовываться одинаковые алкалоиды.
Сравнительно небольшие изменения в метаболизме (обмене веществ) или в исходных веществах приводят к образованию разных алкалоидов у близких родственников из сем. Пасленовых. Мандрагора и скополия очень похожи по алкалоидному составу, но все же между ними есть различия, как, например, между дурманом и беленой. А от табака, томатов, картофеля и пасленов они отличаются еще больше. В то же время никотин, впервые открытый в табаке, был обнаружен в очитке едком, ваточнике сирийском, эклипте белой, в четырех видах плауна и в хвоще. Эти открытия выявили химическое родство между пятью разными ботаническими семействами и такими отдаленными группами, как цветковые растения, хвощи и плауны.