Введение в проблемы биохимической экологии (стр. 9 )

Каннабиоиды производят очень существенные нарушения в организме животных: считается, что в организме нет системы которую они бы не нарушали. На клеточном уровне они, по-видимому, изменяют проницаемость мембран. Показана их способность подавлять образование цАМФ, что, как полагают, немаловажно для их ингибирующего действия на синтез проетагландинов в яичниках млекопитающих [Lewysohn et al., 1984].

Б. Госсипол. Этот полифенол (см. рис. 8) из семян хлопчатника проявляет контрацептивные свойства при введении в организм самцов млекопитающих. В ряде опытов самцы крыс получали госсипол ежедневно в оральных дозах 15-40 мкг/кг массы тела; инфертильность (потеря способности иметь потомство) наступала через 2-4 нед [Jensen et al., 1982]. У крыс нарушался сперматогенез, наблюдались ненормальности в ультраструктуре и морфологии сперматозоидов. Характерно, что после прекращения приема госсипола контрацептивный эффект исчезал. По некоторым наблюдениям китайских исследователей, аналогичное контрацептивное воздействие госсипол оказывал и на мужчин, получавших орально дозы 20 мг в день. Инфертильность в этом случае наступала через 20 дней и также была связана с ультра - структурными нарушениями в сперматозоидах.

биохимических процессов" width="680 height=641" height="641""/>
Таблица 23. Примеры нарушения метаболитами растений молекулярных структур и биохимических процессов

Некоторые другие аспекты действия госсипола показаны в табл. 23,

В. Индолизидиновые алкалоиды. В растениях пастбищ на западе США - астрагале - Astragalus и остролодочнике - Oxytropis spp. (бобовые, подсем. Lotoideae) - найдены два индолизидиновых алкалоида (свайнсонип, слафрамин), которые вызывают у пасущихся животных хроническое заболевание нервной системы, называемое локоизмом. Помимо депрессии, ухудшения координации и других нарушений нервной системы, они вызывают аборты и дефекты у потомства. Эти алкалоиды ингибируют лизосомальную а-маннозидазу и вызывают вакуолизацию клеток тканей в результате накопления олигосахаридов, содержащих маннозу.

Недавно было показано, что корни цикория - Cichorium intylus L. содержат вещество или вещества, подавляющие сперматогенез млекопитающих [Roy-Choudhury, Venkatakrishna-Bhatt, 1983].

Плодовитость млекопитающих снижают экстракт Aristolochia indica L. [Che et al., 1984] и ряд других растительных препаратов.

Таблица 24. Примеры некоторых генотоксичных веществ растений

Таблица 25. Некоторые примеры веществ растений, показавших в определенных тест-системах канцерогенное действие [Kinghorn, 1983; и др.]

По-видимому, способность подавлять плодовитость консумен - тов гораздо шире распространена в растительном мире, чем считалось ранее.

Мутагены, канцерогены и антиканцерогены. Некоторые виды сосудистых растений содержат мутагенные вещества (табл. 24) LAmes, 1982; Carr, 1985; Shankel et al., 1987]; среди распространенных мутагенов растительного происхождения - флавоноиды.

Одним из часто встречающихся производных флавоноидов является кверцетин. Он может индуцировать мутации у культивируемых клеток млекопитающих. Показана также мутагенность сульфатного эфира кверцетина и других производных флавоноидов - кемпферола и изорамнетина [Sugimura, Sato, 1983].

Таблица 26. Примеры некоторых веществ растений, которые в определенных тест-системах показали коканцерогенное или нромоторное действие (по [Kinghorn, 1983]; и др.)

Ряд веществ растений являются канцерогенами (табл. 25) и коканцерогенами (табл. 26).

Показано, что пирролизидиновые алкалоиды канцерогенны для грызунов и мутагенны в тесте с предварительной активацией. Циказин (метилазоксиметанолгликозид) является канцерогеном для грызунов и мутагеном для сальмонеллы S. typhimurium His G 46. Данные об этих и других канцерогенах собраны, например, в работе [Шгопо, 1987].

Папоротник Pteridium aquilinum (L.) Kuhn содержит мутагенное вещество, выделенное в 1983 г. нидерландскими учеными и названное ими аквилидом А (рис. 21). Наличие этого вещества обеспечивает более 50% мутагенной активности, имеющейся у тканей папоротника. В данной работе в качестве теста на мутагенность применяли тест с использованием сальмонелл и микросом. В опытах с млекопитающими ранее было установлено, что данный вид папоротника, используемый в пищу, может вызывать карциномы кишечника и мочевого пузыря у животных.

В Национальном институте по изучению рака (США) был проведен массовый анализ экстрактов из 2500 видов растений, и оказалось, что экстракты 42 видов существенно усиливают рост опухолей у мышей и других видов экспериментальных животных. Экстракты этих видов усиливали рост опухолей на 175-466% [Caldwell, Brewer, 1983].

В растениях найдены вещества, обладающие в некоторых тест - системах и противоположным, т. е. антиканцерогенным, действием, а также антимутагены (рис. 22, табл. 27).

Противоопухолевая активность ряда растительных веществ сопряжена с другими проявлениями токсичности, что хорошо известно для некоторых алкалоидов. Таковы колхамин из безвременника великолепного Colchicum speciosum Stev. и безвременника осеннего С. automnale L., винбластин и винкристин из барвинка розового Vinca rosea L. Последние два вещества перспективны для биотехнологического синтеза ввиду высокой рыночной цены - около 5 млн долл, за 1 кг (1986 г.)

В число растительных веществ, обладающим антиканцерогенным эффектом в тех или иных фенолы, индолы, ароматические изотиоцианаты, метилированныем флавоны, кумарины, стеролы, ингибиторы протеаз, аскорбиновая кислота, токоферолы, каротены и др. [Ames, 1982; Wattenberg, 1983; Shankel et al, 1987].

Рис. 21. Аквилид A (aquilide А), мутагенное и канцерогенное вещество папоротника Pteridium aquili - num (L.) Kuhn [Hoeven van der et al., 1983]

Рис. 22. Циннамальдегид (cinnamaldehyde), антимутаген из лекарственного растения коричника китайского Cinnamomum cassia

Среди этих веществ выделяются три группы.

Во-первых, вещества, предотвращающие образование канцерогенов из веществ-предшественников, например аскорбиновая кислота и а-токоферол. Во-вторых, так называемые блокирующие агенты, предотвращающие взаимодействие канцерогенных агентов с молекулами-мишенями в тканях живого организма. Примерами таких блокирующих агентов являются антиоксиданты. В-третьих, так называемые супрессивные агенты. Они подавляют злокачественное развитие в тканях организма, уже получившего такие дозы канцерогена, которые могут вызывать рак. К группе супрессивных агентов относятся ингибиторы протеаз и встречающийся в растениях из семейства крестоцветных бензилизотиоцианат (рис. 23).

Один из путей образования канцерогенных веществ в организме млекопитающих, включая человека,- реакция нитрита с вторичными и третичными аминами и амидами, которая может протекать в желудке при имеющихся там pH с образованием нитрозаминов и нитрозамидов [Lijinsky, 1986; см. также гл. 6 о биотрансформации ксенобиотиков]. Поэтому представляют несомненный интерес вещества растительного происхождения, подавляющие реакции этого типа. Недавно было найдено, что таковыми являются дубильная, галловая и хлорогеновая кислоты. Найдены еще два вещества растений с подобным действием, которые в растворе, имитирующем желудочную жидкость, быстро реагировали с эквимолярным количеством нитрита - кофейная и феруловая кислоты (см. рис. 23) [Kuenzig et al., 1984].

Таблица 27. Примеры антимутагенной активности некоторых веществ растений

Ряд работ содержит дополнительные данные о генотоксичности для клеток животных веществ растений (например, [Ames, 1982; Fujiki et al., 1984; Maier et al., 1985; Das, 1987]), промоторной активности веществ растений (например, [Horiuchi et al., 1987]), снижении частоты химически индуцированных хромосомных аберраций в клетках животных под действием веществ растений (например, [Sasaki et al., 1987] ), ингибировании экспериментально индуцированных опухолей животных веществами растительного происхождения [Carr, 1985], включая более 70 сесквитерпеновых лактонов, ряд кумаринов [Краснов и др., 1987], о роли свободных радикалов, антиоксидантов и антимутагенов в процессах канцерогенеза и их ингибирования [Shankel et al., 1987], веществах растений, действующих как антимутагены [Kada, Shimoi, 1987; Gichner, Veleminsky, 1988] и антиоксиданты [Nakatani, Kikuzaki, 1987; Su et al., 1987].

Показано, что ванилин и некоторые другие антимутагенные вещества увеличивали частоту обменов сестринских хроматид (sister-chromatid exchanges, SCEs), индуцированных мутагенами у культивируемых клеток китайского хомяка [Sasaki et al., 1987]. По-видимому, механическое деление веществ, воздействующих на мутагенез, на два альтернативных класса: на мутагены и антимутагены, является весьма условным и отражает только современный уровень недостаточного познания механизмов мутагенеза. Так, перекиси липидов, которые обычно рассматриваются как вещества, обладающие мутагенной и канцерогенной активностью (и в определенных тест-системах их действительно проявляют), могут окалывать и противоположное воздействие. Аутоокисленные линолевая и олеиновая кислоты оказывали антимутагенное воздействие на УФ-индуцированный мутагенез Е. coli [Aikawa, Komatsu, 1987].