Фитонциды – что такое фитонциды

Содержание

Какова природа свойства фитонцидов

Какова роль фитонцидов у производящих их растений

Значение фитонцидов для теории и практики

Концепция фитонцида была предложена русским биохимиком Борисом Петровичем Токиным в 1928 г. Токин написал книгу под названием «Фитонцид» в 1956 году.

Затем японский врач Камияма Кэйдзоу в 1980-х написал еще одну книгу о фитонцидах.

Поместим под стеклянный колпак свежую ветку черемухи с не сколькими листьями и стакан с загрязненной водой, в которой находится масса микроорганизмов. Через четверть часа все живое население в стакане воды погибнет — вода от него очистится.

Из этого следует, что вокруг ветки черемухи создается смертельная для микроорганизмов зона, и это зависит, по-видимому, от выделения черемухой каких-то летучих веществ.

Что такое фитонциды

Подобные вещества растительного происхождения, губительно действующие на бактерий, инфузорий и многих других микроорганизмов, получили название фитонцидов, т. е. «растительных губителей».

Эти вещества бывают летучими, как в данном случае, или стойкими, когда для уничтожения живых существ последних необходимо смачивать фитонцидными соками.

Впервые фитонциды были открыты советским биологом Б. П. Токиным, профессором Томского университета, в 1928 г. (им же было предложено название веществ).

Изучение фитонцидов и особенно применение их во врачебной практике широко развернулись в связи с запросами Отечествен ной войны. Наиболее полные данные опубликованы лишь в конце 1944 г., и с тех пор работа по фитонцидам продолжает развиваться.

Аналогичные вещества несколько позже были открыты и выделены английскими и американскими учеными — Флеммингом, Флореем, Гайном, Дюбо и др. В СССР, кроме Токина, фитонциды изучались Карповым, Торопцевым, Карелиной, Янович и многими другими, преимущественно работниками научных учреждений г. Томска.

Ученые работают с естественными соками цветковых, т. е. высших растений. Зарубежные ученые имеют дело с выделенными в чистом виде химическими соединениями, источником которых являются низшие растения — грибки, бактерии.

Возможно, что действующие там и здесь начала, сходные по эффекту, химически более различны, чем это кажется. «Фитонциды не могут не поражать… своими мощными и весьма универсальными бактерицидными свойствами», говорит Б. П. Токин.

Как мы дальше увидим, фитонциды способны убивать и высшие растения, и животных. Не удивительно поэтому, что проблема фитонцидов стала теперь одной из наиболее острых для ботаников, физиологов, микробиологов, биохимиков, врачей и фитопатологов.

Каковы источники фитонцидов

На содержание фитонцидов было испытано довольно много растений. Фитонциды оказались крайне распространенными в растительном мире. Экспериментально подтверждено наличие фитонцидов у таких культурных растений, как горчица, картофель, лук, стручковый перец, редька, сахарная свекла, томат, хрен, чеснок; у таких диких трав, как крапива, кровохлебка, любка, молодило, пеон, репейник, таволга, тысячелистник.

У таких лиственных древесных пород и кустарников, как береза, белый тополь, черемуха, черная смородина; у таких хвойных пород, как ель, можжевельник, пихта, сосна, туя, а также у многих чужеземных теплолюбивых растений, обычно содержимых в теплицах: лимон, апельсин, мандарин, филодендрон, кактус и др.

Сила действия фитонцидов у разных растений не одинакова. На первом месте стоит чеснок, губительность которого для бактерий удивительна. В четыре раза слабее, судя по влиянию на простейших животных, фитонциды лука.

Одни и те же растения проявляют разную силу фитонцидов в зависимости от того, какие их части или в какое время года берутся они для испытания.

У луковичных растений более активны в данном отношении донца, т. е. основания луковиц, в момент их прорастания, а у кровохлебки — корневища, взятые осенью. Разные виды или сорта растений, вероятно, не равноценны в отношении наличия фитонцидов.

В то время как российские ученые ставили опыты с высшими растениями, их западноевропейские товарищи открыли (1929 г.) у зеленой плесени вещество, действующее подобно фитонцидам и особенно сильно поражающее гнойных бактерий. Оно получило название «пенициллина», т. е. «плесневого вещества», и применяется в медицине подобно фитонцидам чеснока и т. п.

Открыты и другие вещества, вероятно, подобного же типа, например, грамицидин (из бактерий). Итак, растения, служащие источником фитонцидов и аналогичных веществ, широко распространены и в культуре, и в дикой природе.

В связи с этими открытиями надо поставить данные этноботаники, т. е. народного растениеведения, опыт которого накоплен миллионами людей в течение тысячелетий. В самом деле, знаменитый ныне по фитонцидам чеснок известен с незапамятных времен как лекарственное растение.

Во время чумы 1612 г. люди натирались чесноком для защиты от заразы. Возможно, что благодаря любви к чесноку южные народы менее подвергаются заболеваниям, носящим эпидемический характер. Вероятно, и многие другие растения, давно известные в «бытовой» медицине, являются фитонцидами.

Это, в первую очередь, по моему мнению, растения с чесночными маслами из групп крестоцветных, зонтичных, резедовых, фитолакковых, капуциновых, перечных и др. Некоторые такие растения издавна применяются подобно чесноку.

Особенно знамениты среднеазиатские пустынные ферулы — дурнопахучки или асафетиды, сассыры и т. п., а среди наших обычных сорняков надо было бы испытать чесночную сурепку, или аллиарию, применяемую в деревнях от глистов и для лечения ран.

Из ароматических растений надо обратить внимание на аир — растение, очень часто встречающееся по рекам юга Восточной Европы. В давние времена татары-кочевники бросали корневища аира в водоемы для очищения воды.

На кого действуют фитонциды

Действие фитонцидов губительно для простейших животных. Фитонциды оказались ядовитыми также для многих бактерий, паразитических грибков и для цветковых растений при воздействии ими на проростки или отдельные клетки.

Губительны они и для высших животных при воздействии как на яйца или зародыши, так и на взрослое животное: например, лягушка быстро умирает в атмосфере, насыщенной парами чеснока.

Следовательно, название «фитонциды» могло бы быть заменено термином: «растительные биоциды», т. е. растительные губители жизни.

Доказано смертельное действие фитонцидов на болезнетворных микробов, например, на один вид туберкулезной палочки, на бактерии тифодизентерийной группы, на дифтерийную палочку, на парахолерного вибриона, на бактерий газовой гангрены, на стафилококков, стрептококков, сарцин, на различных микробов, вызывающих нагноение ран, и др. Действие фитонцидов на вирусы, по-видимому, не доказано.

Каково действие фитонцидов

Результатом действия фитонцидов в одних случаях является остановка движения, прекращение размножения, повышение изменчивости, в других, — крайних, но обычных, — смерть.

Смерть бактерий и других микроорганизмов от фитонцидов бывает настолько быстрой, что процесс напоминает действие высокой температуры или сильных ядов. Летучие фитонциды убивают низших животных в течение нескольких минут.

Пары растертого чеснока вызывают смерть некоторых микроорганизмов, помещенных в капле воды, через 10 — 12 секунд и всех поголовно — через 10 минут.

Разные микроорганизмы проявляют различные реакции на одни и те же фитонциды, но с своеобразными и постоянными показателями.

Фитонциды красного перца губительны для бактерий, но безвредны для протозоев. Сок лука сохраняет свою ядовитость для микробов даже при разведении 1:100.

Для испытания бактерицидности фитонцидов существует много приемов: на поверхность твердой питательной среды, зараженной бактериями, приливают 10 — 15 капель сока испытуемого растения; измельченное фитонцидное растение накрывают чашкой с колонией бактерий на питательной среде;

испытуемые бактерии выдерживают 5 — 8 минут в петле платиновой проволоки над «кашицей» фитонцидного растения; бактерии испытывают в виде взвеси в капле фитонцидного сока.

Измельченное растение кладут в ямку твердой питательной среды с колонией бактерий, капли фитонцидного сока стекают, образуя дорожку на наклонной поверхности питательной среды с разводкой бактерий; наконец, подвижные формы микроорганизмов можно наблюдать в висячей капле, помещенной над фитонцидной кашицей.

Для обнаружения фитонцидов при постановке опытов в школьной обстановке можно воспользоваться их влиянием на движение живого содержимого клеток растений.

Например, если к листику водяной чумы (элодеи), обычного в наших реках растения, прилить под микроскопом сока фитонцидного растения, то движение протоплазмы прекращается (от чеснока — моментально, от лука — через 1 — 1,5 мин.).

Для воздействия летучими фитонцидами чашечка с измельченным чесноком и т. п. растениями накрывается стеклом с каплей воды, в которую погружен листок элодеи.

Какова природа свойства фитонцидов

До последнего времени эти вещества находились вне поля зрения химии и фармакологии. Поэтому их природа изучена совершенно недостаточно. Кроме летучих и стойких фитонцидов в виде соков, Торопцевым (сотрудником проф. Токина) недавно получены из лука кристаллы восьмигранники огромной «бактериебойной» силы: при разведении даже 1: 40 000 это вещество почти моментально убивает дифтерийную палочку.

Обычные фитонциды относятся к числу веществ, быстро улетучивающихся или разлагающихся при окислении. Летучие фитонциды продолжают выделяться очень долго, например, в течение более 200 часов в открытом состоянии, при температуре 18 — 20°.

Это явление, по выражению одного ученого, основано «на каком-то буквально неиссякаемом источнике, беспрестанно вырабатывающем все новые и новые порции летучих ядовитых веществ».

Летучие фитонциды могут быть целиком отделены от нелетучих. Летучей фракции может и совсем не быть. Наличие запаса, т. е. летучих веществ, но всегда связано с фитонцидным действием.

Растворимость летучих фитонцидов в воде различна; у лука — больше, у чеснока — меньше. Сок лука сохраняет бактериебойные свойства до 5 месяцев, лучше — в профильтрованном через бумагу виде или под вазелином.

Стойкие фитонциды лука и чеснока проходят через бактериальные фильтры, растворимы в воде и спирте, устойчивы к температуре и к высушиванию.

Какова роль фитонцидов у производящих их растений

Вероятно, фитонциды вырабатывались в процессе борьбы за существование растений для защиты их от заразных болезней. Недаром растительный мир, столь богатый фитонцидами, в общем несравненно реже животного страдает бактериальными болезнями.

Летучие фитонциды — это, так сказать, первая линия обороны, соки — вторая. Способны противостоять фитонцидам только немногие, специально приспособившиеся агенты заразы.

Значение фитонцидов для теории и практики

Открывший фитонциды Б. Н. Токин предложил применять их в качестве «биологических антисептиков», т. е. обеззараживающих веществ, взятых из живых организмов. Достаточно 1 — 5 минут пожевать лук, чтобы полость рта очистилась от микробов.

Это важно и для сохранения зубов и для здоровья вообще, как защита от микробов. Мне и многим фитонциды лука хорошо помогают от «насморка». Для лечения нужно смазать шарики из ваты соком из луковой кашицы и всунуть эти шарики в ноздрю на несколько минут. Можно также дышать парами луковой кашицы. Рекомендуем испробовать.

Что же касается чеснока, то его сок слишком едок. Фитонциды лука при распылении — пульверизации способны, вероятно, обезвреживать воздух.

Еще важнее летучая группа фитонцидов. «Струи вечернего воздуха, напоенные благоуханием цветов, ароматное дыхание далеких лесов, какими чарами владеете вы? Откуда-то влияние, которое производите вы на душу?» — спрашивал знаменитый астроном К. Фламмарион.

Может быть, эти «чары», это «влияние» состоят в пользе фитонцидов, связанных с этими благоуханиями, с этими ароматами?

Мы знаем уже, что вокруг черемухи и многих других, например, хвойных растений создается сфера воздуха, более чистого, очищенного фитонцидами от микробов. По моему мнению, новая сторона открывается в деле озеленения населенных центров. Это дело приобретает, возможно, еще большее значение, и при подборе пород для зеленого строительства необходимо их испытание в отношении богатства фитонцидами.

Исследователями установлено, что один гектар соснового леса выделяет в атмосферу до 5 килограммов летучих фитонцидов в сутки. Можжевелового леса — до 30 килограммов в сутки. Поэтому в хвойных лесах (особенно в молодом сосновом бору) воздух практически стерилен (воздух содержит не более 250 — 300 бактериальных клеток в одном кубическом метре), что представляет интерес для гигиенистов и специалистов по озеленению.

Вполне возможно, что ароматные растения должны привлекаться к озеленению не только ради удовольствия, но и для пользы. Блестящие результаты были достигнуты в СССР в лечении фитонцидами гнойных ран. 5 — 10-минутная ежедневная обработка ран фитонцидами чеснока вела (в опытах Торопцева) к быстрому заживлению ран.

Это применимо и в домашней медицине. Проведенные уже опыты, говорит Б. П. Токин, «дают широкие возможности ученому врачу для смелых попыток использования фитонцидов в различных областях медицины: кишечные заболевания, легочные, борьба с бациллоносительством и т. д.».

В этих случаях фитонциды могут заменить недостающие, дорогие и не всегда безвредные химические препараты. Уже доказано губительное действие фитонцидов на зачатки, споры возбудителя болезни картофеля — картофельной плесени (фитофторы).

Эта картофельная болезнь в середине XIX в. вызвала голод среди населения Западной Европы и общественное потрясение такого размера, что об этом грибке упоминает Энгельс. Теперь благодаря открытию фитонцидов мы имеем новое мощное средство для борьбы с эпидемиями сельскохозяйственных растений.

Вероятно, что объединение различных растений в «ассоциации», т. с. такие сочетания, как лес, степь, луг и т. д., зависит в какой-то мере от «взаимообслуживания» этими растениями друг друга разными фитонцидами.

Не в фитонцидах ли причина, спрашивает Токин, того явления, что картофель, если он растет рядом с ароматной коноплей, меньше поражается фитофторой? А из всего этого может последовать новая агротехническая программа подбора растений для смешанных посевов, для севооборотов, для соседних полей.

Фитонциды, вероятно, выделяются и корнями, что также связывает растения между собой и делает почву еще более «живым» телом, чем обычно думают.

Жизнь растительных сообществ, жизнь в почве и жизнь почвы не могут быть поняты и управляемы без учета фитонцидов. Итак, открытие фитонцидов еще на шаг углубляет наши познания связей в природе и, как всякое крупное достижение этого рода, обогащает новыми средствами практику — медицину, сельское хозяйство и т. д.

Мир, богаче, живее, разнообразнее, чем он кажется, ибо каждый шаг развития науки открывает в нем новые стороны. Новой, неожиданно новой, стороной живого мира являются и фитонциды.

Это новое обещает многое для науки и техники. «Как во всяком новом деле, — правильно замечает Токин, — здесь возможны увлечения, которые лучше всего корректируются коллективной мыслью».

Член-корреспондент Академии Наук СССР Козо-Полянский Б. М.

В тайваньском регионе фитонциды известны как летучие органические соединения растительного происхождения.

Фитонциды оказывают стерилизующее и антимикробное действие. Они также эффективно лечат болезни человека.

Исследователи обнаружили, что фитонциды в основном содержат α-пинен, β-пинен, 1,8-цинеол, γ-терпинен, камфен, лимонен. Это означает, что фитонциды представляют собой мономеры на основе терпенов.

Лесная терапия

Камияма Кейдзоу обнаружил, что хвойный лес содержит фитонциды высокой чистоты. Например, японский кипарис в основном содержит α-пинен. Японская красная сосна богата содержанием α-пинена и α-терпинена.

Листва выделяет различные концентрации фитонцидов в течение дня по времени. Содержание летучих органических соединений также зависит от вида растений.

Так растение влияет на разную степень целебных способностей при медицинском применении. Лесная терапия является важным поддерживающим лечением. «Наука о лесной медицине» является междисциплинарным предметом с точки зрения медицины для изучения функций лесов в лечении, реабилитации, оздоровлении и восстановлении организма человека.

Некоторые исследования показывают, что лесная терапия может снижать симпатическую активность, повышать парасимпатическую активность и снижать секрецию кортизола, адреналина и норадреналина в слюне, а также может стабилизировать вегетативную нервную деятельность.

Поставка терпеновых химикатов

Терпеновые соединения долгое время были недооценены. Сейчас монотерпены постепенно ценятся производителями, потому что спрос покупателей на продукцию экотипа становится все более интенсивным.

Древесные растения являются основным источником химикатов живицы. Эти виды богаты монотерпеновыми веществами. Фармацевтическая промышленность фокусируется на мономерных экстрактах сосны, камфорного дерева и эвкалипта.