Эссе на тему: "Основные направления научных исследований в области изучения ЛРС"

Одной из задач фармакогнозии является поиск и внедрение новых лекарственных растений и сырья в медицинскую практику, расширение ассортимента средств растительного происхождения.
Причины поиска новых лекарственных растений:
запасы дикорастущих лекарственных растений сокращаются, и они уже не могут удовлетворить потребности медицинской практики;
уже имеющееся виды лекарственного растительного сырья становится неэффективным;
развитие методов аналитической и органической химии позволяет более детально изучить фитохимический состав лекарственных растений, которые ранее были отобраны в «резерв».
Поиск новых перспективных лекарственных растений, с целью создания из них фитопрепаратов, процесс очень длительный и трудный. Так в мире, по разным оценкам, произрастает более 300 тысяч видов высших растений, а в России около 11 000 видов. Значительные богатства отечественной флоры используются пока недостаточно.
Методы выявления новых лекарственных растений
1. Изучение опыта народной и традиционной медицины
Использование лекарственных растений уходит глубоко в древность. Эмпирические сведения, накопленные многовековым народным опытом, являются надежной основой для поиска новых растительных лечебных препаратов. Известно, что почти все растения, применяемые в современной научной медицине, были заимствованы из народной медицины. Такие общеизвестные лекарственные растения, как ландыш, горицвет, бессмертник, чистотел, пастушья сумка и др., вошли в отечественную научную медицину из арсенала русской народной медицины.
На территории бывшего СССР по исторически сложившимся обстоятельствам остались значительные следы прежних знаменитых восточных медицинских систем: в Центральной Азии и отчасти в Закавказье - арабской медицины; в Бурятии - тибетской; на Дальнем Востоке - китайской и т.д.
Начальными этапами изучения народной медицины являются:
проведение специальных или использование попутных (этнографических и др.) экспедиций для сбора сведений путем опроса населения, знакомство со знатоками растений, приобретение образцов и т.п.;
организация сбора и изучение литературной информации.
Очень важно уметь из обилия собранной информации отобрать сведения, представляющие наибольший интерес для современной научной медицины и подвергнуть их планомерному изучению.
Вначале необходимо проверить правильность основных лечебных показаний для изучаемого объекта. Однако фармакологический эксперимент на животных - это сложное и дорогое исследование. Очень трудно испытать какое-либо вещество на всевозможные виды фармакологической активности. Для этого прибегают к методам фармакологического скрининга in vitro с использованием биохимических тест-систем или культуры клеток.
Если первичный фармакологический (или биологический) скрининг подтвердит достоверность сведений, то целесообразно дальнейшее изучение растения:
фармакогностическое (в первую очередь фитохимическое);
технологическое (выделение индивидуальных веществ или создание суммарных препаратов);
фармакологическое (углубленное на базе созданных препаратов) и, наконец, клиническое.
2. Углубленное изучение растений научной медицины, химический состав которых в свое время не был раскрыт в результате недостаточности знания химии природных соединений и несовершенства фитохимических методов исследования. В условиях 21 века развиваются инструментальные методы анализа (хроматографические, спектральные и их комбинации), которые позволяют проводить выделение, разделение, идентификацию и установление структуры новых, до этого не обнаруженных в данном растении групп БАС. Данные исследования могут позволить расширить показания к применению.
3. Филогенетический (хемосистематический) метод – метод, основанный на использовании филогенетического родства. Согласно закону гомологических рядов, установленный академиком Н. И. Вавиловым (1920 г.) изменчивость близких по происхождению родов и видов растений осуществляется общим (параллельным) путем. Генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости, что позволяет на основании знания общих закономерностей изменчивости предсказать существование в природе не известных ранее форм с ценными для селекции признаками. Общеизвестно, что растения, принадлежащие к одному семейству, очень часто обладают однородным химическим составом и проявляют аналогичное фармакологическое действие. В связи с этим изучение видов, родственных и близких тем, которые уже используются медициной, может довольно быстро дать новые источники растительного сырья. Например, общеизвестно, что такие растения как белена черная, дурман обыкновенный и красавка обыкновенная, представители семейства пасленовые, накапливают тропановые алкалоиды. Таким образом если мы ищем новый растительный источник тропановых алкалоидов, то имеет смысл изучить другие растения семейства пасленовые. Но существуют исключения: перец однолетний того же семейства пасленовые также накапливает алкалоиды, но другой группы – алкалоиды с азотом в боковой цепи (протоалкалоиды).
4. Метод «сита» (метод массового полевого фитохимического экспресс-скринига ЛР на содержание БАС) - метод поиска биологически активных соединений путем массовых, полевых рекогносцировочных (разведочных), фитохимических анализов.
Метод предполагает подвергать анализу всех представители флоры какого- либо района, области или республики. Разработанный экспресс-метод определения ряда биологически активных веществ позволяет оценивать растения в полевых условиях с минимальной затратой средств и времени. Этот метод носит название метода «сита», поскольку в результате среди относительно бесполезных растений (как бы отсеваемых сквозь сито) обнаруживают и перспективные для медицинского применения виды, содержащие алкалоиды, гликозиды, флавоноиды, кумарины, сапонины, дубильные вещества, витамины и т. д. Однако надо проводить химический анализ разных органов (не менее 4-х – подземная часть, листья, цветы, плоды) алкалоид цитизин содержится лишь в семенах термопсиса ланцетовидного, отсутствуя в его надземной части; в разные фенологические фазы, т.к. разные вещества содержатся в разные фазы.
Каждый из вышеописанных методов имеет те или иные достоинства и недостатки, рациональным является использовать все методы в комбинации:
I.Изучить данные народной и традиционной медицины, посмотреть к какому таксону (роду, семейству и т.д.) относятся лекарственные растения;
II. Установить какие уже работы были проведены по изучению ЛР данных таксонов, какие из них уже применяются в медицинской практике;
III. Во время проведения исследований методом «сита» уделить больше внимания малоизученным или неизученным растениям таксона.
5. Исследование отходов агро-, лесотехнических санитарных мероприятий и деревоперерабатывающей промышленности
В настоящее время нерациональность использования сырья и несовершенство технологий переработки в ряде отраслей промышленности, в том числе и в фармацевтической, обернулись для биосферы мощным антропогенным загрязнением промышленными отходами, снижением продуктивности возобновляемых биологических ресурсов, в том числе и растительного происхождения.
Следствием этого является огромное количество неиспользуемых отходов с высоким содержанием биологически активных соединений в различных областях, связанных с переработкой растительного сырья, в том числе в фармацевтической промышленности, аграрном секторе и лесоперерабатывающей промышленности.
Таким образом изучение растительных отходов – еще одно перспективное направление поиска лекарственных растений.

Рисунок 1 – Схема изучение растительных отходов как потенциальных источников БАС
Методы анализа биологически активных соединений
На кафедре аналитической химии Химического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова разработан подход к фитохимическому изучению лекарственных растений на основе комбинации хромато-масс-спектрометрического анализа водно-спиртовых экстрактов растительного сырья и методов машинного обучения. Предложенный подход не требует применения индивидуальных стандартных соединений и использует данные масс-спектрометрии низкого разрешения.
Профессором Куркиным В. А. с соавторами (СамГМУ) проведен ряд фитохимических исследований с использованием ВЭЖХ-МС. С учетом полученных данных пересмотрены стандарты качества на многие виды лекарственного растительного сырья: корни щавеля конского, цветки ноготоков, семена расторопши и др. Пересмотрена классификации природных соединений в соответствии с современным мировым уровнем фитохимии. Предложен биогенетический диалектический подход к построению классификации природных соединений.
Сотрудниками Института биохимической технологии и нанотехнологии РУДН (Марахова А. И. и др.) предложены методы разработки и валидации спектрофотометрических и потенциометрических методов анализа БАС.
Впервые разработаны методики потенциометрического определения органических кислот и дубильных веществ в 18 видах ЛРС, 26 препаратах (настоях и отварах из исследованных видов ЛРС, настойках пустырника и зверобоя, комплексных препаратах «Тонзилгон-Н», «Стоматофит», «Доппельгерц Невротоник») и 2 сборах (витаминных №1, 2) и показана возможность их применения в «сквозной» стандартизации. Разработаны методики потенциометрического определения макроэлементов на примере кальция в ЛРС и препаратах на его основе.Научные разработки в области изучения ресурсов ЛР, методов стандартизации ЛРС
Специалистами Пермской государственной фармацевтической академии предложен алгоритм создания и использования ресурсоведческой геоинформационной системы (на примере ряда растений Пермского края). Система позволяет проводить учет результатов комплексной ресурсоведческой и фитохимической оценки состояния ценопопуляций любых лекарственных растений, в то числе редких и охраняемых.

Рисунок 2 - Алгоритм создания и применения ГИС «Лекарственные растения»
ГИС позволяет автоматизировать формирование ресурсной карточки (паспорта мест сбора сырья) по каждому месту сбора.

Рисунок 3 - Паспорт популяции (на примере боярышника кроваво-красного в Карагайском районе Пермского края)
Перспективными для использования являются молекулярно-генетические методы (основанные на гибридизации ДНК, полимеразной цепной реакции или на установлении нуклеотидных последовательностей), позволяющие применять ДНК-маркеры для ДНК-типирования образцов растительного сырья.
Молекулярно-генетические методы могут использоваться для подтверждения подлинности малоизвестных в Российской Федерации видов «экзотического» растительного сырья, для которых нет пока соответствующих методов анализа, основанных на морфологических и анатомических признаках. Методы ДНК-анализа можно также применять при анализе тонкоизмельченных порошков растительного сырья в тех случаях, когда затруднено или даже невозможно визуальное определение анатомических диагностических признаков.
Роль отечественных ученых в изучении лекарственных растений. Роль томских ученых ботаников, фармакологов, фитохимиков в изучении и внедрении ЛР флоры Сибири в медицинскую практику.
Драгендорф (Dragendorff) Георгий Людвигович (Иоганн Георг Ноель, 1836–1898) - выдающийся фармакогност и фитохимик, доктор медицины и хирургии, профессор и заведующий кафедрой фармации Дерптского (Юрьевского, ныне Тартуского) университета.
Его можно считать основоположником фитохимии. Он разработал методику изучения лекарственного растительного сырья и в 1882 написал пособие «Качественный и количественный анализ лекарственных растений» Его интересовали филогенетические связи растений с их химическим составом, о чем он написал серию статей.

Рисунок 4 – Драгендорф Г. Л.
Написал знаменитое справочное руководство «Лекарственные растения разных народов и времен, их применение, важнейшие химические вещества и история» (1890), в основу которого легли исследования по изучению лекарственных растений народной медицины Туркестана, Тибета, Китая, Африки.
Владимир Андреевич Тихомиров (1841—1915) — русский учёный в области фармации, фармакогнозии, микробиологии, ботаники и микологии; педагог. Классик российской фармакогнозии, один из основоположников технологии лекарств как научной дисциплины.

Рисунок 5 – Тихомиров В. А.
Профессор Московского университета по кафедре фармации и фармакогнозии, один из составителей IV издания «Российской фармакопеи» (1888—1890). Участвовал в кругосветном путешествии, во время него изучал культуру выращивания и производства чая на Цейлоне, Яве, в Китае и Японии, культуру разведения хинных деревьев, шоколадника, мускатного ореха и других растений. Привёз из экспедиции многочисленные коллекции тропического лекарственного сырья.А более 50 научных работ. Наиболее известные: Руководство к изучению фармакогнозии (в 2-х томах, 1888—1890), учебник фармакогнозии (в 2-х томах, 1900).
Орехов Александр Павлович (19 ноября 1881 – 19 октября 1939) - выдающийся русский и советский химик-органик, фитохимик, специалист по химии алкалоидов. Внедрил промышленные методы получения ряда лекарственных препаратов. С 1939 г. – академик АН СССР. Исследовал свыше 800 растений алкалоидоносной флоры. За время работы во ВНИХФИ А.П. Ореховым и его сотрудниками открыто около 100 новых алкалоидов, для части их установлено строение и проведен их синтез.

Рисунок 6 – Орехов А.П.
Книга А.П. Орехова «Химия алкалоидов» (1938) – первое русское руководство по этому разделу фитохимии. Классификацией алкалоидов, разработанной академиком А.П. Ореховым, фитохимики всего мира пользуются до сих пор.
Адель Федоровна Гаммерман (Адель-Луиза Фридриховна, 26 ноября 1888, Санкт-Петербург — 17 июня 1978, Ленинград) — родилась в семье потомственных фармацевтов, советский фармакогност, педагог. Она организовала преподавание фармакогнозии как особой дисциплины, сочетающей себе данные ботаники, химии, географии, экологии, заготовки, стандартизации и медицинского использования ЛР и ЛРС. Ввела в курс химическую классификацию объектов, микроскопический, микрохимический, фитохимические методы анализа и основы ресурсоведения.

Рисунок 7 – Гаммерман А.Ф.
Ею создан ряд учебников по фармакогнозии: первое руководство к практическим занятиям по фармакогнозии (1926, переиздано в 1934), «Курс фармакогнозии» (1938), выдержавший 6 изданий (6–е издание вышло в свет в 1967 г.), «Определитель растительного лекарственного сырья» (1952).
Известные ученики - Д.А. Муравьёва, К.Ф. Блинова, Г.П. Яковлев и др.
Муравьева Дария Алексеевна (19 марта 1922 – 4 ноября 2008) - было создано научное направление по изучению лекарственных растений отечественной и иностранной флоры, содержащих различные биологически активные соединения (алкалоиды, гликозиды, сапонины, флавоноиды и др.). Д.А. Муравьевой опубликовано свыше 350 научных работ, разработан целый ряд фармакопейных статей, инструкции и другая нормативно-техническая документация.

Рисунок 8 – Муравьева Д.А.
Автор учебника для фармацевтических институтов и факультетов по фармакогнозии (с основами биохимии лекарственных растений) (1978, 1981, 1991, 2002), учебного пособия «Тропические и субтропические лекарственные растения» (1974, 1983), монографий «Лекарственная флора Кавказа», «Лекарственные растения Северной Осетии» и др.
За долгие годы руководства кафедрой фармакологии Томского государственного университета (1908-1951 гг.) Заслуженный деятель науки РСФСР, лауреат Государственной (Сталинской) премии СССР Н.В. Вершинин создал большое количество ценных лекарственных средств из сибирских растений для лечения заболеваний сердца, легких и печени.

Рисунок 9 – Верщинин Н.В.
Первым в мире осуществил синтез левовращающей камфоры из пихтового масла методом дегидрирования борнеола. В 1921 г. он предложил заменить дефицитную западноевропейскую наперстянку пурпуровую отечественным растением - наперстянкой крупноцветной.
Комплексная работа фармакологов, ботаников, химиков и терапевтов, объединенных идеями Н.В. Вершинина, дала возможность за короткий срок выявить многие эффективные отхаркивающие (термопсис, синюха, сенега, чина), седативные (пустырник, шлемник байкальский), желчегонные (пижма, володушка), вяжущие (кровохлебка, бадан, змеевик) средства. Максимально очищенные препараты из желтушника и сирении – эризид и сиренид, содержащие сердечные гликозиды, стали полноценной заменой импортного строфантина.
Научное направление, сформированное профессором кафедры фармакогнозии ТМИ С.Е. Дмитруком в середине 1980-х гг., было посвящено изучению антигрибковых свойств растений и других природных источников биологически активных веществ.
Представителем и продолжателем традиций научной школы кафедры фармакогнозии в настоящее время является выпускница фармацевтического факультета Томского медицинского института доктор фармацевтических наук, эксперт Фармакопейного комитета РФ, профессор Галина Ильинична Калинкина. Ее работа связана с поиском перспективных растительных объектов для создания иммунокорригирующих средств и коррекции климактерических расстройств. Результатами исследований доктора фармацевтических наук Натальи Эдуардовны Коломиец являются проекты новых фармакопейных статей на лекарственное растительное сырье получаемое от видов хвощей.
Широко известна Томская научно-педагогическая школа, которая активно занималась изучением торфа, как источника уникального комплекса БАВ. Группой ученых СибГМУ (М. В.Белоусов, М. В.Зыкова и др.) исследуются влияние компонентов торфа на сердечную активность и разрабатывают препараты из природного сырья.
Список литературы.
Большой энциклопедический словарь лекарственных растений [Текст] : учебное пособие / [Г. А. Белодубровская и др.] ; под ред. Г. П. Яковлева. - 3-е изд., испр. и доп. - Санкт-Петербург : СпецЛит, 2015. – 757 с.
Вичканова, С. А. Лекарственные средства из растений (опыт ВИЛАР): Научное издание / С. А. Вичканова [и др.] - М.: АДРИС, 2009. - 432 с.
Куркина, А. В. Экспериментально-теоретическое обоснование подходов к стандартизации сырья и препаратов фармакопейных растений, содержащих флавоноиды : автореферат дис. ... доктора фармацевтических наук : 14.04.02 / Куркина Анна Владимировна; [Место защиты: Сам. гос. мед. ун-т]. - Самара, 2013. - 48 с.
Марахова, А. И. Унификация физико-химических методов анализа лекарственного растительного сырья и комплексных препаратов на растительной основе : автореферат дис. ... доктора фармацевтических наук : 14.04.02 / Марахова Анна Игоревна; [Место защиты: Сам. гос. мед. ун-т]. - Самара, 2017. - 48 с.
Назаренко, Д. В. Химический анализ для идентификации лекарственных растений : хромато-масс-спектрометрия с интерпретацией данных методами машинного обучения : автореферат дис. ... кандидата химических наук : 02.00.02 / Назаренко Дмитрий Владимирович; [Место защиты: Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова]. - Москва, 2019. - 24 с.
Основы фармацевтической ботаники / Т. П. Березовская, С. Е. Дмитрук, Е. И. Гришина, М. В. Белоусов ; Сиб. гос. мед. ун-т. - Томск : Печ. мануфактура, 2004. - 294 с. : ил. ; 21 см. - Указ. растений: с. 287-294. - Библиогр.: с. 286. - 500 экз. - ISBN 5-94476-044-3
Повыдыш, М. Н. Молекулярно-генетические методы в фармакогнозии / М. Н. Повыдыш, М. Ю. Гончаров, Г. П. Яковлев, А. В. Родионов // Фармация. — 2007. — № 6. — С. 47–48. - Библиогр.: с. 48. (10 назв.)
Путешествие в мир фармакогнозии. Пронченко Г.Е. 2010. - 176 с.: ил. [Электронный ресурс]: база данных: – Режим доступа: http://ezproxy.medlib.tomsk.ru:2195/book/ISBN9785970417249.htmlСамылина И.А, Куркин В.А, Яковлев Г.П. Научные основы разработки и стандартизации лекарственных растительных средств. Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения 2016; (1); 41-44.
Смирнова, Ю. А. Разработка научно-методических подходов к расширению номенклатуры отечественного официнального лекарственного растительного сырья : автореферат дис. ... кандидата фармацевтических наук : 15.00.02 / Смирнова Юлия Анатольевна; [Место защиты: Моск. мед. акад. им. И.М. Сеченова]. - Москва, 2009. - 24 с.
Турецкова, В. Ф. Теоретическое и экспериментальное обоснование рационального использования коры и побегов облепихи крушиновидной и коры осины обыкновенной : Автореф. дис. на соиск. учен. степ. д.фарм.н. : Спец. 15.00.01 : Спец. 15.00.02 / Турецкова Вера Феопеновна ; [Алтайс. гос. мед. ун-т]. - Пермь, 2001. - 49 с.
Турышев, А. Ю. Геоинформационные технологии в изучении дикорастущих лекарственных растений Пермского края : автореферат дис. ... кандидата фармацевтических наук : 15.00.02 / Турышев Алексей Юрьевич; [Место защиты: Перм. гос. фармацевт. акад.]. - Пермь, 2007. - 25 с.
Фармакогнозия: учебник / Самылина И.А., Яковлев Г.П. - М.: ГЭОТАР- Медиа, 2013. - 976 с.: ил. [Электронный ресурс]: база данных: – Режим доступа: http://ezproxy.medlib.tomsk.ru:2195/book/ISBN9785970426012.html Часть I. Основные понятия фармакогнозии. Медицина и фитотерапия. Глава 1. Основные понятия фармакогнозии. Медицина и фитотерапия. Глава 2. Гомеопатическая медицина Глава 3. Изучение традиционных медицин (на примере тибетской медицины).