«Мощный природный антиоксидант»: специалист — о получении ценных соединений из отходов древесного производства

Древесина многих деревьев содержит целый спектр биологически активных соединений. Так, в пихте присутствуют различные тритерпеновые кислоты (ТТК), которые обладают противовирусным, антиоксидантным и даже противоопухолевым эффектом. Об этом в интервью RT рассказала заведующая кафедрой природных соединений, фармацевтической и медицинской химии Томского государственного университета Ирина Курзина. Учёные ТГУ исследуют свойства таких веществ, а также ищут оптимальные способы их получения из древесины, коры и побегов растений. По словам Курзиной, большим потенциалом обладает лиственница, в которой высоко содержание мощного антиоксиданта дигидрокверцетина, а также берёза и другие деревья. Важно, что сырьём в этом случае служат отходы древесного производства, специально вырубать лес для получения ценных химических соединений не нужно, пояснила специалист.

• Gettyimages.ru
• © Ukususha

— Совместно с коллегами из Томского государственного университета вы запатентовали новый способ определения тритерпеновых кислот в экстрактах древесной зелени пихты сибирской. Расскажите, пожалуйста, об этих соединениях: как они воздействуют на организм человека, почему они ценны?

— Тритерпеновые кислоты (ТТК) обладают противоопухолевым, противовирусным, антиоксидантным действием — их потенциал огромен. Однако такие кислоты пока не нашли широкого применения в медицинской практике. Эксперименты показывают, что они плохо проходят сквозь клеточную мембрану, поэтому не позволяют достичь достаточно мощного противоопухолевого эффекта. Поэтому поиск возможностей доставки этих молекул внутрь клеток — актуальная задача для учёных.

— Тритерпеновые кислоты также применяются в качестве стимуляторов роста растений. На каком механизме основан этот эффект? В каких случаях такие препараты применяются в сельском хозяйстве и какой дают результат?

— Наша команда как раз изучает эти процессы. Уже известно, что при применении препаратов активируются гены стрессоустойчивости растения. Растение начинает синтезировать особые соединения, которые обеспечивают включение генов, отвечающих за защитные реакции. Таким образом, экстракты на основе ТТК обеспечивают защиту растения от стресса, вызванного засухой или другими негативными факторами.

• Gettyimages.ru
• © Morsa Images

При этом очень важно правильно подбирать дозировку и концентрацию веществ, входящих в такие натуральные препараты. Дело в том, что если в малых концентрациях ТТК стимулируют рост растений, то в больших, наоборот, подавляют их рост.

— Какие ещё полезные соединения получают из пихты? Народная медицина активно применяет настои и экстракты пихты против целого ряда заболеваний, от ревматизма до псориаза. Какие из этих приписываемых пихте свойств получили научное обоснование?

— С давних времён пихта считалась священным деревом. Древние греки, египтяне и китайцы прекрасно знали о полезных свойствах этого растения. Шумеры, например, использовали пихту во всех ритуалах, окуривая помещение перед обрядами. На Руси в терапевтических целях применяли хвою этого дерева в тех случаях, когда необходимо было успокоить расшалившуюся нервную систему или уменьшить боли в желудке. Отвар на основе хвои пили после еды. Живицу (смолу. — RT) деревьев использовали для лечения инфицированных ран и язв. Пихтовые шишки считались действенным средством от ревматизма и других поражений суставов ног.

На сегодняшний день есть много научных данных о широком спектре действия экстрактов пихты. В том числе известно, что они способствуют кроветворению, стимулируют иммунитет, борются с воспалением и обладают противомикробным действием. За счёт этого экстракты пихты могут применяться в комплексной терапии при профилактике и лечении ряда заболеваний. 

— Ещё одно сибирское дерево, лиственница, также славится биологически активными соединениями. Расскажите, пожалуйста, об этом подробнее.

— В живице лиственницы содержится, к примеру, соединение изоцемброл — это гормональный регулятор роста растений, который может применяться в сельском хозяйстве. Также из живицы выделяют спирты, углеводороды и лигнановые соединения — мощные антиоксиданты. Доказано, что смола лиственницы положительно влияет на силу и рост корневой системы, что также позволяет разрабатывать на её основе препараты для роста и защиты растений.

• Желтеющие лиственницы на холмах в Республике Тыва
• РИА Новости
• © Александр Кряжев

В частности, дигидрокверцетин — это биофлавоноид, наиболее мощный природный антиоксидант. Важно, что у данного соединения полностью отсутствуют мутагенные для человека свойства. Дигидрокверцетин связывает свободные радикалы, выделяемые при воспалительной реакции, и лишает их вредоносной активности в тканях организма.

Он также положительно влияет на клеточные мембраны в организме, снижает воспаление и, как следствие, оказывает противоотёчное действие.

Ещё один продукт лиственницы, арабиногалактан, повышает защитные функции организма. Это пребиотик, который способен стимулировать рост полезной микрофлоры кишечника. Он также обладает иммуномодулирующим эффектом. Было доказано, что в результате применения этого соединения у людей существенно снижалась заболеваемость простудой. 

— Насколько сложен технологический процесс получения биоактивных компонентов из древесины? Какая древесина обычно используется для этого — отходы лесопилок или целые деревья? 

— Процесс получения конкретных веществ с биоактивными свойствами включает много стадий. На каждой стадии экстракции мы применяем разные растворители, меняется также температура, что позволяет разделять исходную смесь на фракции с разными группами веществ. 

Процесс повторяется до тех пор, пока мы не получим искомый продукт. Часто это целый комплекс соединений. Так, известно, что тритерпеновые кислоты, о которых я говорила в начале, лучше использовать в комплексе, а не по отдельности. 

Для экстракции ценных веществ используется древесная зелень — хвоя, листья, почки и молодые побеги, при заготовке древесины образуется много таких зелёных отходов.

• Gettyimages.ru
• © simonkr

— Для чего деревья синтезируют эти активные соединения, какую роль они играют для растений?

— Каким образом эти вещества синтезируются в растениях и каков точный механизм действия каждого такого соединения, пока до конца не ясно. Однако известно, что такие вещества выполняют ряд важных функций для растения. Прежде всего они подавляют рост микроорганизмов, грибков, а также защищают от насекомых-вредителей.

Кроме того, так растения защищаются и от небиологических угроз, таких как чрезмерное воздействие света, кислорода и т. д. Так, испаряясь, эфирные масла уменьшают вблизи растения теплопроницаемость воздуха. Это защищает дерево от перегрева днём и переохлаждения ночью, а также помогает в регуляции водного обмена. Кроме того, биологически активные соединения участвуют в процессах запасания растением необходимых микроэлементов.

— Ещё одно известное полезное соединение древесного происхождения — бетулин, который получают из берёзовой коры. Считается, что он обладает целым спектром полезных свойств. В древности им лечили туберкулёз, сейчас установлено, что он способен помогать в профилактике диабета. Его содержание в коре берёзы может достигать 40%. Что на сегодня известно науке о свойствах этого соединения? И насколько просто его получать?

— Бетулин получают из бересты — верхнего слоя коры берёзы. Вещество выделяют методом экстракции, а затем очищают от нежелательных примесей. На крупных целлюлозно-бумажных и деревообрабатывающих предприятиях ежегодно скапливается большое количество коры. Как в случае с хвоей, эти ценные материалы, богатые по содержанию БАВ, являются отходами производства. Поэтому специально добывать берёзовую кору или древесную зелень нет никакой необходимости.

• Gettyimages.ru
• © Patrick J. Endres

Бетулин используют как биодобавку для улучшения состояния пациентов в рамках комплексной терапии ряда заболеваний. Кроме того, это дешёвое исходное сырьё для производства других биологически активных веществ.

— Почему у большинства биологически активных соединений древесного происхождения такой широкий спектр действия? Можно ли их синтезировать искусственно?

— Деревья, как и другие растения, нуждаются в защите и питании, все необходимые для этого вещества растение получает в ходе биосинтеза. Эти реакции протекают под действием биокатализаторов — ферментов. Каждое биологически активное соединение выполняет множество функций в организме дерева, поэтому и мы можем найти для таких веществ сразу много различных применений.

• Чага
• Gettyimages.ru

Да, все эти соединения технически можно синтезировать искусственно. Но это потребует куда больших ресурсов, чем получение их из отходов древесного производства. Важно учитывать и экологическую целесообразность: получая ценные продукты из стружек и т. п., мы эффективнее распоряжаемся природными ресурсами. Природа уже создала целый спектр полезных веществ, нам остаётся только грамотно их выделить и использовать.

— Берёзовая чага тоже славится как целебный гриб. Что из приписываемых ей свойств правда, а что — миф?

— Являясь «паразитом», гифы (образования. — RT) чаги разрушают древесину дерева, вызывая её загнивание. Процессы биосинтеза, вероятно, проходят где-то на границе древесина/гриб, и поэтому сложно сказать, чьей конкретно заслугой являются ценные свойства чаги. 

Плодовое тело гриба содержит целый спектр соединений, включая стерины, органические кислоты, алкалоиды и т. д. А также ещё более богатый набор элементов: алюминий, кремний, магний, медь, цинк. 

В составе комплексной назначенной врачом терапии чага способна улучшать общее самочувствие пациентов с диагностированной начальной стадией рака. Разумеется, пытаться лечиться одной чагой нельзя, это биологически активная добавка к пище, а не лекарство. Учёные считают, что благотворные свойства чаги связаны с иммуностимулирующими свойствами гриба. А этот эффект, в свою очередь, обеспечивается наличием в чаге полифенола, ланостана и лигин-углеводного комплекса.

Также чага может помочь облегчить состояние в рамках лечения диабета и бронхиальной астмы, описаны гепатопротекторные и антибактериальные свойства этого гриба.

Источник