Natura związków

PRAKTYKA  WYKORZYSTANIA  ZŁOŻONYCH  ZWIĄZKÓW  CHEMICZNYCH

1. KRÓTKA HISTORIA ROŚLINY.

Botaniczny początek rośliny rodzaju Rhaponticum z rodziny Asteraceae (astrowate) sięga korzeniami w głębię starej medycyny Wschodu, gdzie znana była przed 5000 lat temu pod nazwą Loulu (Guo i Lou, 1992). Spośród trzech gatunków największe uznanie uzyskała leuzea – szczodrak krokoszowy Rhaponticum carthamoides (Willd) Jljin, zaliczona do kategorii rzadkich, zagrożonych i ginących roślin (Sobolewska, 1991; Flora Syberii, 1997). Jest to roślina wieloletnia trawiasta, wpół rozetkowa, żyjąca na sub-alpejskich, łąkach wysokogórskich (Postnikow, 1995).

Farmakologiczne wykorzystanie leuzei trwa nieprzerwanie od czasów starej chińskiej, tybetańskiej i mongolskiej medycyny do naszych dni. W różnych czasach i miejscach była znana pod nazwami Sinops, Radix, Echinopsis, Cnicus, Stemmacantha, Leuzeae, Rapontik, Rapontikum, Korzeń Marala. Według starych podań i legend „dźwiga człowieka i napełnia go młodością”.

Największe znaczenie leuzea uzyskała w ostatnich dziesięcioleciach jako adaptogen – szeroko jest znane jej stymulujące działanie na centralny układ nerwowy jak też na ogólne funkcje organizmu. Adaptogeny nie okazują ostro wyrażonego wpływu na organizm, najbardziej efektywne są przy peryferyjnych zaburzeniach jako środki podtrzymujące terapię przy nadmiernych napięciach i przebytych chorobach, ogólnym osłabieniu organizmu – przy różnych patologiach, adaptogeny przywracają naruszone funkcje organizmu do optymalnego poziomu, usuwają nieład w wymianie materii i energii. Podwyższają efektywność funkcjonowania wewnętrznych regulatorów w homeostazie i tworzą immunologiczną barierę przeciw odchyleniom od normy. Znacząco zwiększają wytrzymałość człowieka w obciążeniach fizycznych i psychicznych, bronią organizm, w tym także mózg, od szkodliwego oddziaływania na poziomie komórek. (Brechman, 1980; Hobbs, 1996).

Preparaty z leuzei są nietoksyczne przy przestrzeganiu warunków ich przyjmowania, dobrze znoszone są przez ludzi dorosłych, w tym ludzi starszych. W praktyce stosowania mają pierwszeństwo przed innymi środkami preparatami pochodzenia roślinnego (żeń-szeń, eleuterokok, cytryniec chiński, różaniec górski, jeżówka purpurowa (echinacea), lukrecja suma i. t. d) jak i pochodzenia syntetycznego, z powodu efektywności działania, możliwości szerokiego wykorzystania (Jakowlew i inni, 1990; Nowikow, i inni, 1992; Miller, 1998). Przyjmowanie ich nie ma żadnych wiekowych lub czasowych ograniczeń, dopuszcza się wielokrotne zwiększenie dawki bez żadnych następstw.

Działanie „żywej legendy ludowej medycyny Wschodu”, a także bezpieczeństwo i brak efektów ubocznych przy przyjmowaniu preparatów, potwierdzane pozytywnie w działaniu przez wiele lat doświadczeń, skłoniło do pogłębienia badań naukowych. W końcu lat 20 (XX w) rozpoczęto pierwsze prace przy przeniesieniu leuzei do uprawy rolniczej, a w 40 i 50 latach rozpoczęto badania farmakologiczne i kliniczne (Kuszke i Aleszkina, 1955; Położij i Niekratowa, 1986). Szczególną popularność leuzea uzyskała w latach 90 w USA i Zachodzie Europy, gdzie po raz pierwszy wykorzystano jej ekstrakty jako dodatek do żywności w powszechnym spożyciu. Na rynku konsumentów pojawiły się różnorodne praktyczne komercyjne produkty firm Gero Vita, Natural Elixir, LifeScience Technologies, Cytodyne Technologies, Mirra, i.t.p. bazujące na wyciągach z korzeni leuzei i różniące się niewielkimi zmianami formuł biopreparatów.

2. SUBSTANCJE CZYNNE

W ostatnich latach Leuzea jest intensywnie badana w celu poznania natury jej związków chemicznych. Odkryto, że unikalna aktywność biologiczna rośliny ukształtowała się jako współdziałanie kompleksu substancji, wśród których zidentyfikowano: mono-, di- i polisacharydy, inuliny, kwasy organiczne, steroidy, fitoecdysterony, saponiny trójterpenowe (rapontikozydy), witaminy, związki poliacetylenowe, kauczuk, kwasy fenolowęglowe i ich pochodne, ligniny, katechiny, garbniki, chiniony, olejek eterowy, kumaryny, flawonoidy, antycyjany, tłuszcze olejowe, wosk, lipidy, (Roślinne zasoby Rosji, 1993; Gołowko i inni 1996), a także gumożywice, kryształy kwasu szczawiowego, sole kwasu fosforowego, makro i mikroelementy.

Mikroelementy. Oprócz podstawowych strukturalnych makroelementów stwierdzono obecność 47 mikroelementów w tym 15 życiowo ważnych ( I, Cu, Zn, Fe, Co, Cr, Mo, NI, V, Se, Mn, As, F, Si, Li) i 4 umownie istotnych (Rb, Cd, Pb, Sn). Mikroelementarny  skład surowca charakteryzuje się obecnością elementów stymulujących wzrost i przeżycie (Li, Ti, Ga, Ge, Rb, Zr, As, Ba, Au, Hg), oraz elementów, których brak prowadzi do zachorowań (Fe, Cu, Zn, Mn, Cr, Se, Mo, I, Co, F, Si). W warunkach gleb kwaśnych i słabo kwaśnych Europejskiej Północy Rosji, roślina nie akumuluje podwyższonych ilości metali ciężkich i elementów, dla których są charakterystyczne efekty toksyczne (Hg, Pb, F, Cd, Be, As, Cr, Al., i inne), a także właściwości radioaktywne (137Cs, 90Sr).

Aminokwasy  Roślinny surowiec z liściowej części leuzei Rhaponticum carthamoides  charakteryzuje się wysoką zawartością białek, zawartość surowej proteiny osiąga 27 – 34% (Timofiejew, 2002a). Skład aminokwasów zmienia się w zależności od fazy rozwoju rośliny, w okresie od fazy wyrastania do obumierania zawiera do 157g/kg niezamiennych ( lizyna – 16,5; teonina  - 10,8; leucyna – 19,3; izoleucyna – 9,5; fenololanina – 11,5; histydyna – 4,5; tyrozyna – 12,5; kwas aminoizowalerianowy – 13,9; arginina – 11,0). W składzie zamiennych obserwuje się podwyższoną zawartość prolinu – 29,2; kwasów asparaginowego – 34,6; i glutaminowego – 25,5g/kg.

Witaminy. Zawartość witamin wynosi: karotenoidy (A), 1780 – 2680; kwas askorbinowy (C), 4080 – 7625; flawonidy (P), 2250 – 3490; kwas foliowy (B9), 1000 – 1250; ryboflawina (B2), 19,2; tokoferol (E), 5,1mg/g.

Fitoecdysteroidy. Wśród związków chemicznych najbardziej znaczące są fitoecdysteroidy (Bałtajew i Abubakirow, 1987; Bałtajew, 2000), gdzie podstawowy udział masy przypada na 20 – hydroxyecdysone (20E, ecdysterone, β- ecdysone, polypodin A, crustecdysone). 20E jest obecny we wszystkich częściach rośliny (Achrem i Kowganko, 1989; Wołodin i inni; 1993) i jest przyczyną różnorodnych efektów fizjologicznych w organizmie człowieka oraz innych ssaków. Przeprowadzono specjalne eksperymenty, w których wykorzystano nieoczyszczone nadziemne części leuzei, równolegle z wydzielonymi z tych samych elementów surowca - chemicznie czystymi ecdysteroidami (Slama i inni, 1996). Rezultaty pokazały, że odpowiedzialnymi za fizjologiczne efekty są ecdysteroidy.

Oprócz podstawowych (ecdysterone, polypodine B, α-ecdysone, 2-deohyecdysterone, inokosterone i ich pochodne i.t.d.) roślina zawiera cały komplet – „koktail” mniejszościowych ecdysteroidów  (ponad 40) w tym mnóstwo specyficznych (leuzeasterone, carthamosterone A i B, lesterone, rapisterone A,B,C,D). Syntetyzują się także ecdysteroidy, które nie są charakterystyczne dla większości innych kwitnących roślin, ale syntetyzowanych taksonomicznie oddzielnymi grupami: paprotnikami i iglastymi – taxisterone, makisterone C (lemmasterone); kosmowatych – 24(28)-dehydromakisterone A: amarantowych – (z)-24(28)dehydroamarosterone B, rubrosterone: jasnowate – ajugasterone C; wiankowe – 5-deohy-5α-kaladasterone; wierzbowe i gwoździkowe – viticosterone E, integristerone A i B, posterone. Inne związki powstające w procesie fermentacji i fotochemicznej transformacji są jeszcze nie zidentyfikowane i czekają na opracowanie.

Występuje mnóstwo form ecdysteroidów tworzących zespolenie ich z innymi produktami wtórnego metabolizmu: nieorganicznymi (siarczany, fosforany) i  kwasami organicznymi (octowy, benzoesanowy, sól kwasu cynamonowego), cukrami itd. Także zawsze towarzyszą im odstępstwa od standardowych struktur w rodzaju przestrzennych izomerów, uzupełnionych podwójnym związkiem oksy – grup i hydro kwaśnych grupek w różnych pozycjach steroidalnego jądra i bocznych łańcuchach (Lafon, 1998; Galbraith A, i inni, 2001).

Przypuszcza się, że istnieją dowolne możliwości kombinacji tych zmian w gatunku tysięcy różnych molekuł, określających unikalną aktywność biologiczną nieoczyszczonych ekstraktów. Jako następstwo tego, ekstrakty w porównaniu z wysoko oczyszczonymi preparatami, posiadają dużo większą aktywność. Dowiedziono wyższość nieoczyszczonych ekstraktów leuzei w porównaniu z preparatami w postaci tabletek zawierających czysty 20E, produkowanych przez różne firmy w Rosji, Uzbekistanie i USA (Wołodin i inni, 1996; Timofiejew i Iwanowski, 1996a). Nawet pozostałości poprodukcyjne mogą być wykorzystane jako surowiec do stworzenia nowych środków leczniczych.

3. AKTYWNOŚĆ FIZJOLOGICZNA.

Minęło już 50 lat od momentu odkrycia ecdysteroidów, w tym także 40 lat ich odkrycia w roślinach, a pytanie o ich rolę w przyrodzie ciągle pozostaje otwarte. Ecdysteroidy biorą udział w życiowych czynnościach prawie wszystkich rodzajów żywych organizmów, wypełniając różnorodne funkcje. W większości przypadków pochodzą od roślin, gdzie realizuje się ich biosynteza z niżej występującym ogniwem łańcucha pokarmowego. Dodatkowo wiadomo tylko to, że 20-hydroxyecdyson jest prawdziwym hormonem linienia dla stawonogów (owadów i skorupiaków).

Niektóre morskie żyjątka wydzielają je jako środki ataku i obrony. W stosunku do człowieka oraz innych ssaków i roślin wypełniają niejako uniwersalną, podobną rolę do hormonów, lecz nimi nie są. Ecdysteroidy bardziej regulują ich równowagę i zajmują w hierarchii aktywnych biologicznie substancji miejsce o dziedzinę wyżej niż hormony. Najważniejsze jest to, że zabezpieczają wzrost i rozwój organizmów, a także odgrywają ogromną rolę we wzajemnych stosunkach międzyrodzajowych. Innymi słowami - ich efekt przejawia się w koordynacji funkcji życiowych organizmu jednego osobnika i mnogości różnych komponentów w całym ekosystemie.

Po wprowadzeniu do organizmu ecdysteroidy przenoszą się układem krwionośnym do wewnętrznych organów i wywołują w ciągu kilku minut szybkie, oraz powolne, trwające 2 – 3 doby efekty. Przy podskórnym wprowadzeniu działanie zaczyna się w ciągu 4 – 10 minut, po 2 godz. radioaktywnych śladów we krwi nie znaleziono. Przy doustnym przyjmowaniu przenikanie jest bardzo wolne. W ciągu doby po przyjęciu, nadmierna ilość 20E w całości jest wydalona z organizmu (Lafont i inni, 1988). 20E nie ulega zniszczeniu pod wpływem kwasowo – zasadowej zawartości drogi trawiennej i nie okazuje negatywnego wpływu na jej mieszkańców to jest asocjację mikroorganizmów (Selepcowa, 1993). Efekty po przejściu jednego 7 – 10 dniowego cyklu ich przyjmowania trwają do 2 miesięcy (Jakowlew  i inni, 1990).

Wykaz właściwości, przy których obserwuje się pozytywny wpływ na organizm wywarów, ekstraktów, nalewek i biopreparatów z leuzei, jest bardzo duży i różnorodny. Preparaty zawierające ecdysteroidy regulują mineralną, węglowodanową, tłuszczową i białkową przemianę materii, przejawiają właściwości przeciw utleniające i anty rodnikowe (Osińska i inni, 1992; Kuźmienko i inni 1999). Normalizują poziom glukozy we krwi, co ma zastosowanie we wspomaganiu leczenia cukrzycy (Mołokowski i inni, 1989; Takahashi i Nishimoto, 1992); zmniejszają zawartość cholesterolu (Uchiyama i Yoshida,1974; Mironowa i inni, 1982); Preparaty zawierające ecdysteroidy dublują działanie witaminy D3, przejawiając działanie przeciw krzywicy (Achmed I, 1993).

Ekstrakty z leuzei dodatnio wpływają na polepszenie pamięci i zapamiętywanie informacji (Mosharrof, 1987), wyprowadzają ze stanu depresji alkoholowej (Ipatow, 1995). Mogą być stosowane przy miażdżycy i epilepsji (Ryosuke Hanaya i inni, 1997). Wspierają hamowanie rozwoju nowotworów (Bespałow i inni, 1992; Boczarowa, 1999), mając właściwości przeciwzapalne są bardziej efektywne od wielu syntetycznych preparatów (Kurmukow i Syrow, 1988). Efektywnie działają przy zatruciach związkami chloru i metalami ciężkimi (Czabannyj i inni, 1994). Są efektywne przy chorobach systemu krwionośnego (Wierszinina, 1967), zwiększają funkcję krwiotwórczą, polepszają krwioobieg wieńcowy poprzez obniżenie lepkości krwi i osłabienie napięcia mięśni gładkich żył krwioobiegu i wewnętrznych narządów; w stanach krytycznych przywracają normalny puls, pomagają przy arytmii, niedokrwistości serca, napadach dusznicy bolesnej i zawału mięśnia sercowego (Syrow i inni,1997; Opletal i inni, 1997).

Przyjmowanie leuzei w ciągu 5 – 10 dni powoduje rozwój niespecyficznej odporności organizmu na działanie niekorzystnych czynników fizycznych, chemicznych i biologicznych środowiska, co prowadzi do odbudowy lub przebudowy systemu immunologicznego człowieka (Lamer-Zarawska, 1996), powoduje pobudzenie i rozwój humoralnej regulacji odporności (Azizow i inni, 1997). U zdrowego człowieka, przy przyjmowaniu leuzei, podnosi się próg obronny organizmu chroniący przed szkodliwym wpływem stresu, przechłodzenia, przegrzania, zanieczyszczeń atmosfery, hałasu, wilgoci, zmian ciśnienia atmosferycznego, naświetlenia promieniowaniem jonizującym, agresją chorobotwórczej mikroflory itd. Podnosi się aktywność elementów systemu obronnego krwi: limfocytów i neutrofili (granulocyt obojętnie chłonny) (Trenin S, Wołodin V, 1999); wzmacniają się funkcje fagocytozy (Sachibow i inni, 1989; Kuźmickij i inni, 1990).

Ecdyseroidy są przyczyną anabolicznego efektu wśród kręgowców, stymulując biosyntezę proteiny w tkankach wątroby, nerek, mięśni (Otaka i inni, 1969; Syrow i Kurmukow, 1976; Ajzikow i inni, 1978). Ta właściwość jest szeroko wykorzystywana w profesjonalnym sporcie dla osiągnięcia wysokich wskaźników (Chermnykh i inni1988; Gajdżijewa i inni, 1995). W odróżnieniu od syntetycznych steroidów, wysoka skłonność do syntezy białka przy ich przyjmowaniu (szczególnie 20- hydroxyecdysone) nie wywołuje szkodliwych dla życia następstw.

4. SFERA WYKORZYSTANIA. 

Problemy zdrowia współczesnego człowieka polegają głównie na utracie naturalnej odporności organizmu na kompleks niekorzystnych i szkodliwych czynników środowiska, w którym żyje. Znaczną rolę w obniżeniu odporności odgrywają sytuacje stresowe, obciążenia nerwowe w życiu codziennym. Źródłem zagrożenia chorobotwórczego są także: ekstremalne czynniki technologii przemysłowych, wysoki poziom wpływu środowiska zewnętrznego - zanieczyszczenia chemiczne, degradacja przyrody, ostre zmiany foto-czasu, oddziaływanie bieguna magnetycznego Ziemi, elektromagnetycznego promieniowania kosmicznego.

Powyższe czynniki prowadzą do osłabienia funkcji obronnych organizmu, jawnym i ukrytym formom zachorowań, w wielu przypadkach przedwczesnej starości i umieralności. Klasyczne środki lecznicze, prostego i bardzo silnego oddziaływania, często nie są w stanie wyprowadzić organizmu ze stanu choroby. Brutalne działania farmakologiczne wobec organizmu, prowadzą niekiedy do rozwoju innych, ubocznych efektów i powikłań oraz zależności człowieka od lekarstw; powodują przeniesienie patologii na nowy poziom z komplikacją przebiegu choroby. Dlatego też uzyskujemy pozytywne efekty przez podwyższenie niespecyficznej odporności uzyskanej poprzez przyjmowanie immuno – stymulujących środków pochodzenia roślinnego. Szczególne znaczenie wśród nich mają rośliny wytwarzające fitoecdysteroidy jako wtórne metabolity.

Niewiele środków zawierających leuzeę znalazło zastosowanie jako preparaty wspomagające zdrowie. Za wyjątkiem Rapontika wszystkie pozostałe zostały sporządzone z korzeni: ekstrakt na 70% spirytusie etylowym, tabletki z drobno zmielonego korzenia w czystym stanie i mieszanki z mikrokrystaliczną celulozą. Czysta chemicznie substancja (20-hydroxyecdyson), uzyskiwana z korzeni leuzei, jako biały krystaliczny proszek z kremowym odcieniem była opatentowana w Rosji pod nazwą „ecdisten” (Abubakirow i inni, 1980). Następnie była używana do przygotowania preparatów, służyła także jako podstawowy składnik aktywności biologicznej dla różnorodnych dodatków do diety. Badania kliniczne w ostrych, ekstremalnych doświadczeniach pokazały, że nawet bardzo duże dawki (20-hydroxyecdysonu) nie powodują śmiertelności zwierząt. Próg LD50, z którego zaczynają się niektóre negatywne reakcje organizmu waha się w przedziale od 6 do 9 g/kg masy ciała (Matsuda i inni, 1970; Ogawa i inni, 1974). Ostatnia okoliczność uczyniła 20E bezpiecznym dla spożycia i odkryła nowe drogi do wykorzystania jako dodatku do żywności.

Preparaty zawierające ecdysteroidy mogą być proponowane w wielu odmianach. Jako komponenty występują w różnorodnych ekstraktach zawierających witaminy i olejki eterowe adaptogennych roślin, mikro i makroelementy, czekoladę, wanilię, lipidy, miód, pyłki kwiatowe i neutralne wypełniacze. Preparaty produkuje się w formie tabletek, kapsułek, płynnej we flakonach, herbaty ziołowej, ekstraktów, napoi, kremów, balsamów, szamponów, napoi tonizujących alkoholowych i bezalkoholowych. Metody przyjmowania przez człowieka są różnorodne: doustnie, domięśniowo, dożylnie, masaż, kąpiel, inhalacje, aromonaświetlanie. Dla zwierząt domowych są dodawane do kombinowanych pokarmów i dodatków leczniczych lub jako preparaty weterynaryjne.

Człowiekowi preparaty z leuzei potrzebne są dla podtrzymania dobrej kondycji organizmu, niedopuszczenia do zaburzeń związanych z naruszeniem wymiany materii i cyklu miesiączkowego, rehabilitacji pooperacyjnej, dochodzenia do zdrowia po ciężkiej chorobie. Przyjmowanie preparatów w formie dodatków do żywności pozwala uniknąć nerwicy, rozdrażnienia, psychologicznej niemocy, ociężałości, nadmiernej pobudliwości i stanów lękowych. Bardzo ważną właściwością jest zdolność zmniejszenia bólu w organizmie obojętnie w jakim miejscu jest zlokalizowany. Leuzea może być efektywnie wykorzystana w warunkach domowych do szybkiego wytrzeźwienia przy pijaństwie nałogowym, uchroni przed następstwami zatrucia pokarmowego, dla normalizacji ciśnienia tętniczego i poziomu cukru we krwi, szybkiego gojenia ran i złamań kości.

Tych preparatów potrzebują pracownicy umysłowi, których praca związana jest z koniecznością zapamiętywania dużej ilości informacji, koncentracji uwagi i wykazywania dokładności i pokonania trudności w logicznym myśleniu. Wykorzystanie preparatów sprawdzono w pracy służb ratowniczych, działających w nadzwyczajnych sytuacjach, kiedy pracę prowadzi się w naprężonej psychicznie i emocjonalnej sytuacji, związanej z działaniem silnego rozdrażnienia, braku czasu i braku lub nadmiaru informacji.

Aktywne biologicznie dodatki z leuzei przeznaczone są dla nabrania siły i wytrzymałości w sporcie zawodowym, także w kulturystyce dla zwiększenia włókien mięśni. Mechanizm działania w tym przypadku jest uwarunkowany aktywnym wpływem 20-hydroxyecdysonu na procesy metaboliczne związane z syntezą białka i zużyciem energii na poziomie komórek, co efektywnie wpływa na usunięcie zmęczenia mięśni w czasie spiętrzenia się wysiłku fizycznego (Gadżijewa i inni, 1995). Jest to także przyczyną spalania zbędnego tłuszczu w organizmie. Na równi ze sportem, adaptogeny zajmują ważne miejsce w morskiej, kosmicznej i wojskowej medycynie dla przezwyciężenia poza granicznych, intelektualnych i fizycznych obciążeń u normalnego zdrowego człowieka. (Sejfulla, 1994). Pozwalają wielokrotnie zwiększyć koncentrację energii psychicznej, wyczulają pracę organów czucia, nie pozwalają poddać się senności, tak więc preparaty z leuzei mogą służyć za podstawę tworzenia „eliksirów odwagi i pewności siebie”.

Pomyślny wpływ na psychiczno – emocjonalny stan osobowości, układu sercowo – naczyniowego i dynamiczną zdolność organizmu do pracy, jest podstawą do tworzenia preparatów służących polepszeniu funkcji seksualnej i zwiększeniu libido (popędu płciowego). Leuzea jest jednym ze środków dla przywrócenia i utrzymania aktywności seksualnej, usuwania oziębłości płciowej i zaburzeń potencji. Polepszają się reprodukcyjne funkcje mężczyzn i kobiet zdolność do zapłodnienia i urodzenia zdrowego potomstwa.

Właściwości ecdysteroidów powodują zwiększenie cyrkulacji krwi w naczyniach włoskowatych, polepszają jej skład fizyczny i chemiczny, przyśpieszają regenerację komórek naskórka i rogówki (Meybeck i inni, 1997; Kowler i inni, 1998). Leuzea może być wykorzystana w wyrobach kosmetycznych dla wzmocnienia wzrostu (przywrócenia) włosów, poprawia gojenie ran, oparzeń i wrzodów, powoduje likwidację zmarszczek, odmłodzenie i ochronę skóry przed promieniowaniem ultrafioletowym słońca. Opatentowano wykorzystanie ecdysteroidów w środowisku hodowli komórek wykorzystywanych do transplantacji ludzkich organów i skóry (Tsuji i inni, 1999).

Leuzea jest sprawdzonym w praktyce środkiem do intensyfikacji hodowli zwierząt (Moisiejew i inni, 1963; Kudzinaj i inni, 1980; Timofiejew, 1999a). Wykorzystuje się w hodowli zwierząt futerkowych, dużej i drobnej rogacizny, ptaków i hippice. Stosuje się w składzie dodatków pokarmowych jako biostymulator służący do zwiększenia udoju mleka, średnio dobowy przyrost (35 – 40%), usunięcia (zmniejszenia), śmiertelności rodzącego się potomstwa u wszystkich zwierząt i ptaków (dwukrotnie). Podawanie leuzei usuwa jałowość i zwiększa czas płodności wśród bydła domowego (Koczanow i inni, 1994), zwiększa siłę pszczelej rodziny.

Badanie wpływu nadziemnej fitomasy leuzei na zwierzęta prowadzono w byłym ZSSR i w innych krajach. W prowadzonych eksperymentach została dowiedziona jej nietoksyczność w dawkach dochodzących do 0,3 – 0,5 kg suchej substancji na 1 kg masy ciała (Koudela i inni, 1995; Selepcova i inni 1995). Szczury mogą żyć przy porcjach zawierających 50% proszku z liści leuzei. W długo trwających doświadczeniach, kiedy zmielone zielone części rośliny wykorzystywano w porcjach pokarmowych, nie stwierdzono niekorzystnych efektów w rozmnażaniu się zwierząt.

BAZA SUROWCOWA ROSLIN WYTWARZAJĄCYCH ECDYSTEROIDY.

5. ŹRÓDŁA SUROWCÓW

Leuzea jest rośliną wieloletnią (żyje dziko do 75 – 100 lat, w uprawie do 15 lat), trawiastą, występująca głównie w rejonach górskich. Ma poziome, zdrewniałe, zgrubiałe, o swoistym, żywicznym zapachu kłącza z licznymi cienkimi, twardymi, sprężystymi korzeniami. Jej łodyga ma wysokość od 50 do 180 cm, jest drobno bruzdowana, pajęczynowato owłosiona, nierozgałęziona i zwykle zakończona dużym, prawie kulistym kwiatostanem. Liście leuzei są skrętoległe, pierzastosieczne, wcinane, eliptyczne lub podługowatojajowate, dolne ogonkowe, górne siedzące. Kwiaty purpurowoliliowe. Kwitnie od drugiego roku życia rośliny w lipcu i na początku sierpnia. Owocem jest niełupka brunatna, podłużnie żebrowana z wieńcem pierzastych szczecinek. Masa 1000 niełupek około 11 – 19 gr.

Komercyjne preparaty bazujące na czystym chemicznie 20-hydroxyecdysone (ecdysten, ratibol, leweton, Russ-Olimpic, Prime 1, Prime Plus, Triboxin, Cytodin ZM, FirmEase, itd.) w porównaniu z korzeniami okazały się bardzo wygodne w spożyciu dla konsumenta, ale są środkami nadzwyczaj drogimi i niedostępnymi dla ludności. Minimalna dzienna dawka kosztuje 1,2 – 1,5 USD, a maksymalna dużo więcej.

W ostatnim czasie deficyt leczniczego surowca wymusił na producentach preparatów wykorzystanie 20-hydroxyecdysonu pozyskiwanego z innych roślin zawierających ecdysteroidy. Wykorzystuje się takie gatunki jak; Pfaffia paniculata (suma), Polypodium vulgare (paprotnik), Serratula coronata (sierpik). Prowadzi się także naukowe poszukiwania gatunków z rodzin Silene, Lychnis, Ajuga, Paris, itd. W większości przypadków (oprócz sierpika) są to drobne zioła, które rosną rozsiane w cienistych lasach i wąwozach na zacienionych brzegach błot Rosji, lub w grząskiej dżungli Amazonii. Jako surowiec wykorzystuje się wykopywane z ziemi korzenie lub wyrwaną nadziemną część rośliny. Niektóre zioła są bardzo trujące, innych nie zaleca się jako roślin do spożycia.

Ze względu na ilość pozyskiwanego surowca, technologii uprawy i przetwarzania, a zwłaszcza ilość zawartości ecdysteroidów w masie rośliny, nie mogą one stanowić konkurencji dla leuzei. Jest to nadzwyczaj ważne dla poznania dróg biosyntezy ecdysteroidów w planach badań naukowych. Nawet w przypadku kiedy jakakolwiek uprawa jest zalecana do hodowli, nie ma podstaw do twierdzenia, że preparaty z roślin zamienników będą posiadać taką siłę aktywności biologicznej jak sporządzone z leuzei. Jak było zauważone wyżej, fizjologiczny efekt surowca określa się połączeniem w nim nie tylko czystego chemicznie 20E, ale z tysiącami innych komponentów.

Dlatego, wychodząc z całego spektrum przyczyn uważa się za ogólnie przyjęte, że leuzea wśród gatunków roślin zawierających ecdysteroidy zajmuje wybitnie przodujące miejsce i realny zamiennik dla niej nie istnieje (Syrow, 1994; Strański i inni, 1998). Duży obecnie popyt na światowym rynku postawił ostre pytanie o konieczności posiadania bazy surowcowej leuzei dla potrzeb przemysłu spożywczego i farmaceutycznego.

Istnieje ponad 10 firm, proponujących aktywne biologicznie dodatki ze sproszkowanego ecdystronu, dla usuwania stresu i zmęczenia psychologicznego, podwyższenia fizycznej wytrzymałości, powiększania mięśni i doskonalenia ciała w kulturystyce i fitness. Zachodzi interesująca prawidłowość iż za podstawę większości odmian biopreparatów, różniących się niewielkimi zmianami w formule, do niedawna był stosowany 20-hydroxyecdyson pozyskiwany z korzeni leuzei Rhaponticum carthamoides (Willd) Jljin. Z końcem lat 80 XX w. był dostarczany z Rosji, początkowo pod nazwą ecdysten, ecdystenum, w ostatnich latach wysoko oczyszczone preparaty pod nazwą  ecdypure i ecdybol.

W końcu lat 90 w szczycie reklamowej kampanii na Zachodzie, było w produkcji i sprzedaży mnóstwo różnorodnych dodatków pokarmowych z podstawowym składnikiem ecdysterone (Russ Olimpic, Triboxin, Cytodyn Z M, FirmEase itd.). Kiedy nastąpił deficyt w dostawach korzeni leuzei Rhaponticum carthamoides jako zamiennik zaczęto wykorzystywać 20-hydroxyecdysone (20E) pozyskiwany z innych roślin zawierających fitoecdysteroidy (Pfaffia paniculata, Polypodium vulgare i P. decumanum itd.). Od tego czasu nastąpił spadek masowego zapotrzebowania na preparaty zawierające czyste chemicznie ecdysteroidy, nastąpiły skargi konsumentów na niestabilność aktywności biologicznej. Publikowano krytyczne artykuły prasowe na przykład „The Truth about Ecdysteroides” (Prawda o ecdysteroidach), gdzie twierdzono, że syntetyczne ecdysteroidy nie okazują żadnego fizjologicznego efektu, ich aktywność w wielu przypadkach jest pozorna, uwarunkowana psychologicznym wpływem reklamy. Zniechęcało to klientów do preparatów opartych o 20E i odbiło się rykoszetem na preparatach zawierających prawdziwie wysoko aktywną biologicznie leuzeę.

6. ZAMIAST KORZENI, NADZIEMNA FITOMASA.
 

Sięgając do historii, należy zauważyć, że leuzea jako źródło unikalnych preparatów, badana była przez naukowe instytucje już w 1927r (Położyj i Niekratowa, 1986). Odkryty potencjał leuzei został doceniony, jednak wielka szkoda, że jak inne rośliny – adaptogeny, nie została szybko wprowadzona do badań klinicznych (Rege i inni, 1999). Przyczyny takiego stanu rzeczy są następujące:

  1. Na sub-alpejskich, wysokogórskich łąkach niemożliwe jest pozyskiwanie surowca z nadziemnej biomasy rośliny. Z tej przyczyny do produkcji preparatów z leuzei jako surowiec, wykorzystywano tylko korzenie, co było przyczyną katastrofalnego zmniejszenia uprawnej powierzchni rośliny.
  2. Wykorzystanie korzeni sprawia trudności technologiczne w produkcji przemysłowej. Oprócz tego wykorzystywanie odpowiednich porcji czynnej substancji 20-hydroxyecdysonu (10 –20 mg/kg masy ciała) w działalności na wielką skalę, wymagają corocznego zniszczenia setek tysięcy, a nawet milionów hektarów powierzchni uprawnej (Timofiejew, 2000a).
  3. Stworzenie bazy surowcowej roślin zawierających ecdysteroidy, ich uprawianie wprowadzono z niemałymi trudnościami; ogólnie przyjęte technologie uprawy nie mają zastosowania, natomiast możliwość uzyskania surowca powstaje tylko po 3 – 4 latach od założenia plantacji (Postnikow, 1999; Miszurow i Timofiejew, 1999a). Istnieją poważne problemy z przeżyciem rośliny w środowisku uprawowym, otrzymania jakościowych nasion, to wszystko nie pozwala zakładać dużych przemysłowych plantacji (Czernik, 1983; Trulewicz, 1991; Timofiejew, 1997a). Długość życia uprawnej rośliny skraca się 10 – 15 razy od normy w przyrodzie.
  4. Procesowi zbioru, suszenia i przechowywania surowca towarzyszą   znaczne straty czynnych substancji co wielokrotnie zwiększa wartość chemicznego i obniża znaczenie surowca roślinnego (Timofiejew i Wołodin, 1996b). Surowiec podczas obróbki traci część początkowej aktywności biologicznej.

Z przeprowadzonej krótkiej problemowej analizy można wyciągnąć wniosek, że potrzebne jest opracowanie nowych preparatów z leuzei, które mogłyby rozwiązać istniejący krąg problemów, wychodząc z następującego podejścia:

  • Za podstawę całej technologii powinno służyć, źródło corocznego odnawialnego surowca, którym może być tylko nadziemna część rośliny.
  • Terminy pozyskania surowca powinny wiązać się z połączena maksymalnego poziomu urodzaju z wysoką koncentracją ecdysteroidów w fitomasie.
  • Wykorzystywane metody zbioru surowca, reżimy suszenia i przechowywania powinny gwarantować zachowanie docelowych substancji, szczególnie mobilnych, wysoko aktywnych frakcji.
  • Konieczna jest optymalizacja wykorzystania leczniczego surowca w kierunku minimalizacji dawki.

Widzimy, że w produkcji na wielką skalę surowca, nie ma perspektywy na orientowanie się na wykorzystanie korzeni. Badania naukowe powinny być ukierunkowane na opracowanie nowych środków z nadziemnej fitomasy, oraz optymalizacji wykorzystywanych dawek i potanienie końcowego produktu.

7. TECHNOLOGICZNE PROBLEMY PRODUKCJI LECZNICZEGO SUROWCA.
 

Wszystkie części rośliny zawierają ecdysteroidy i poziom ich koncentracji jest jedną z ważniejszych charakterystyk jakości surowca. Zawartość ecdysteroidów w różnych elementach fitomasy zależy od połączenia bardzo wielu czynników, bardzo często proces jest przeciwstawny działalności człowieka. Spektrum rozrzutu absolutnej koncentracji 20-hydroxyecdysonu w roślinnym surowcu obserwuje się w przedziale od 0,022 do 0,87%. Bardzo często obecna jest tylko, związana twardo z komórkowymi molekularnymi strukturami, mało aktywna frakcja ecdysteroidów i nieobecna jest wysoko aktywna mobilna ich część. Jeżeli opieramy się na koncentracji czynnej substancji, skuteczne dawki odpowiadające klasycznej dawce czystego chemicznie 20-hydroxyecdysonu znajdują się w ilości od 5 do 20 mg/kg. Dlatego, w przypadku wykorzystania korzeni, nie są one do przyjęcia w produkcji na dużą skalę.

 Zadanie producenta leczniczego surowca polega na tym, aby:

  1. Stworzyć warunki w bio - środowisku sprzyjające naturalnej biosyntezie i nagromadzeniu fizjologicznie aktywnej frakcji ecdysteroidów  w określonych częściach rośliny;

  2. Zachować początkową zawartość docelowych substancji w surowcu w czasie procesu zbioru, suszenia i konserwacji;

  3. Zabezpieczyć technologiczną długotrwałość końcowego produktu to jest zminimalizować straty czynnych substancji w czasie przechowywania (Timofiejew, 2001a).

W optymalnych warunkach uprawy uzyskanie niezmiennego poziomu koncentracji fitoecdysteroidów osiąga się w 4 – 5 roku życia rośliny. Na ich zawartość w liściowej części wpływ mają warunki pogodowe i klimatyczne: temperatura powietrza, spektralny skład światła, wilgotność gleby i atmosfery, oraz inne stresowe czynniki. Ważne miejsce zajmuje czynnik reutylizacji, przy którym zawartość docelowych substancji w fitomasie może okazać się wyższa, w przedziale 25 – 60% i więcej. Po zakończeniu procesu biosyntezy następuje przemieszczenie ecdysteroidów w granicach wegetacyjnych i generacyjnych części rośliny, następnie spłynięcie do systemu korzeniowego i ostatecznie zrzucenie do gleby. Agrotechniczne zabiegi okazują znaczący wpływ na wielkość koncentracji i stopień rozdziału ecdysteroidów w różnych częściach rośliny.

Dla zawierającego ecdysteroidy surowca charakterystyczna jest silna troficzna (odżywcza) zależność zachowania czynnych substancji, uwarunkowana wiekiem rośliny, warunkami klimatycznymi uprawy, metodą zbioru, składem elementarnym surowca. Ogólnie przyjęte metody przerobu surowca nie zabezpieczają zachowania czynnych substancji. Kinetyka suszenia roślinnego materiału, różniącego się wysoką zdolnością utrzymywania wilgoci jest wprost proporcjonalna do struktury fizycznej, ale ostatnia negatywnie koreluje z zachowaniem ecdysteroidów. W całości technologia obróbki, stosowane oprzyrządowanie i metody, wywołują wielokrotne zmiany stopnia ich zawartości. Czas przechowywania końcowego produktu zależy, oprócz warunków uprawy, obróbki i sposobu konserwowania także od rodzaju opakowania, składu środowiska w jakim się znajduje, jego fizycznej struktury ( zawartość 20-hydroxyecdysonu może wahać się w przedziale od 0,004 do 0,46%).

8. SPOSÓB DZIAŁANIA PREPARATÓW Z LEUZEI.

Chemicznie wyizolowana frakcja ecdysteroidów (91% w tym zawierająca 75%, 20-hydroxyecdysonu uzyskana z nadziemnej części Serratula coronata (sierpik) w biosyntezie na reakcję samoistnego E - rozetko wykształconego, posiadała złożoną i nie jednoznaczną modulacyjną aktywność „doza–efekt” (nazwaną dwu fazowym działaniem), w skali koncentracji 10-4......10-12 M (Trenin i inni, 1996). Efektywna immuno – modulacyjna aktywność CD2+- rozetko wykształcona z ludzkimi T - limfocytami osiągnęła przy koncentracji 1 μM (10-6 M); z indeksem stymulacji równym 1,132 (Trenin i Wołodin, 1999).

Naturalne substancje zawierające ecdysteroidy mogą posiadać znacznie bardziej wyższą aktywność niż wyizolowane chemicznie związki (rys.1). Hodowanie populacji limfocytów in vitro w obecności ekstraktu Rhaponticum carthamoides jest zdolne wywołać proliferację (rozmnożenie) komórek śledziony w koncentracji 10-13....10-14 M (w rozliczeniu na ecdysteron). Na tle nie specyficznie aktywniejszych agentów ConA (T- mitogen) i LPS (B- mitogen) proliferacja stymuluje się aż do 10-15 M (Zielenkow i inni, 2001).

Aktualnie prowadzi się prace nad opracowaniem nowej klasy preparatów zawierających ecdysteroidy, charakteryzujących się super niskimi dozami substancji czynnych. Nowe preparaty wytwarza się z nadziemnej części leuzei Rhaponticum carthamoides uprawianej według specjalnej technologii w warunkach agro populacji.

Surowiec wykorzystywany przy ich produkcji pozwala obniżyć wykorzystywane obecnie dozy 3 – 4 krotnie w rozliczeniu na 20-hydroxyecdysone.

Na przykład, efektywne dawki preparatu „Bioinfuzin” wynoszą 0,5 – 10 mg/kg biomasy wg ecdysteronu, lub 10-12...2ּ10-13 M (Iwanowski, 2000; Timofiejew, 2001a). To nie jest błąd w druku, dlatego, że średnia dobowa dawka czystego chemicznie 20-hydroxyecdysonu i preparatów na jego bazie jest równa 5 – 50 mg/kg masy ciała (Syrow i inni, 1975; Achrem i Kowganko, 1989; Kurakina i Bulajew, 1990; Gadżijewa i inni, 1995; Koudela i inni, 1995; Meybeck i inni, 1997; Todorow i inni, 2000; Pczelenko i inni, 2002).

Właściwością mechanizmu działania nowych preparatów jest stymulująca aktywność małych i działających jak inhibitor dużych dawek na proliferacyjne (rozmnażające) procesy w organizmie. Nawet jednokrotne ich wprowadzenie jest zdolne wywołać istotny anaboliczny i immuno – stymulujący efekt na komórkowym i humoralnym poziomie (rys 3a). Przy 7 – dniowym okresie przyjmowania osiąga się znaczące następstwa immuno – stymulującego efektu, który utrzymuje się na wysokim poziomie w ciągu 30dni (rys 2). Bardzo ważny jest też fakt, że nieoczyszczone związki zawierające ecdysteroidy wykazują trwały produkcyjny efekt nawet przy wykorzystaniu w produkcji na dużą skalę (rys 3b).

Rys 1. Stymulowanie rozmnażania komórek ekstraktem Rhaponticum carthamoides
a) koncentracja spontaniczna,  b)koncentracja indukcyjna,  (wg Zielenkowa i innch, 2001; ze zmianami)        

Rys 2. Immuno – modulacyjny efekt preparatu „ BIOINFUZIN” ( czas leczenia – 7 krotne wprowadzenie; wg Iwanowskiego, 2000).

(Następstwa w dniach, przyrostu masy w %) (Lata badań, przyrost masy g/dobę)

Rys 3. Anaboliczny efekt małych doz ecdysteroidów:

      A – jednokrotne domięśniowe wprowadzenie (wg Iwanowskiego, 2000

      B – badania produkcyjne w ciągu 3 m-cy (wg Timofiejewa, 1994)

9. SKŁADNIKI AKTYWNOŚCI BIOLOGICZNEJ.
 

         Większą moc aktywności biologicznej nie oczyszczonych związków można wyjaśnić zsumowaniem efektu fizjologicznego indywidualnych ecdysteroidów z frakcjami nukleinowych i amino kwaśnych kwasów, białkami ciepłego szoku, jonami metali – mikroelementów, pochodnymi witamin A i D, nienasyconymi kwasami tłuszczowymi itp.

Dodatkowe czynniki aktywizacji i transkrypcji, konieczne dla włączenia receptorów jądra i membrany do pracy z partnerami (Jenster i inni, 1997; Aranda i Pascual, 2001), są już obecne w tym przypadku. Zsumowane fizjologiczne działanie ekstraktów jest znane, jednak dokładne biochemiczne związki i mechanizmy, którymi receptory stymulują procesy rozmnażania pozostają niejasne. Obserwuje się duże różnice w aktywności biologicznej nawet wśród oddzielnych części jednego rodzaju roślin, przy porównywalnym poziomie zawartości ecdysteroidów.              

Szczególnie jaskrawo ten fakt przejawia się ekologicznych wzajemnych stosunkach między gatunkami roślin super koncentratorów i owadami, będącymi naturalnymi nosicielami EcR/USP receptorów. Ecdysteroidy są identyczne hormonowi linienia stawonogów i podwyższona zawartość fito-ecdysonów wśród gatunków roślin super producentów, powinna ich bronić przed owadami szkodnikami. Koncentracja ecdysteronu w najbardziej ważnych dla życiowej działalności częściach rośliny Rhaponticum carthamoides (Willd) Jljin i Serratula coronata L osiąga 0,8 – 2,3% (0,2 – 0,5 ∙10-4 M), przy rzeczywistej ich aktywności w bio testach 10-9 M. Jednak same po sobie ecdysteroidy nie są zdolne stworzyć efektywnej obrony przed fitofagami. W biocenozie (w pierwotnym naturalnym środowisku) uszkadzają się części rośliny – dno kwiatowe kwiatostanu i nasiona, w których jest najbardziej wysoka koncentracja i nie zagrożone liściowe części z bardziej niską zawartością ecdysteroidów.

W tym paradoksalnym na pierwszy rzut oka przypadku z gatunkami – super producentami, kluczową rolę w zróżnicowanej aktywności zawierających esdysteroidy elementach biomasy, należy szukać w różnicy składu chemicznego liści i nasion rośliny po metabolitach, warunkujących kompleksową aktywność biologiczną. Wielorakości form ecdysteroidów w różnych częściach rośliny towarzyszy ich koniugacja z innymi produktami wtórnego metabolizmu. Oprócz ecdysteroidów liściowe części leuzei syntetyzują 2,0 – 3,9% flawonidów; 1,4 – 1,9% rozpuszczalnych w wodzie pochodnych kwasów fenolowych: 0,3% karotenu: zawierają także do 34% substancji białkowych (Gołowko i inni,1996; Skiba, 1999; Timofiejew, 2002a). Dno kwiatowe kwiatostanu i nasiona nie zawierają substancji fenolowych, mają inny amino kwasowy i witamino podobny skład.

Według obserwacji aktywacja ecdysteroidnych receptorów z ich partnerami odbywa się przez następujący łańcuch zdarzeń, gdzie ważną rolę grają kompleksy ecdysteroiów z wyżej nazwanymi klasami fizjologicznie aktywnych substancji. Prawdopodobnie fenolowe i białkowe substancje w liściach rośliny występują jako efektywne aktywatory hetero dymetryzacji ecdysteroidnego receptora z drugim partnerem (EcR/USP lub EcR/RXR) na pierwszym etapie współdziałania, a na drugim etapie są współczynnikiem koniecznym dla włączenia mechanizmów genowej transkrypcji. Oprócz tego, gatunki super producenci mogą zawierać roślinne receptory ecdysteroidów, a także są źródłem wielu innych, nie steroidnych, związków w części trans aktywacyjnych elementów dla środka aktywującego odcinki genów i mnóstwa partnerów dla receptorów trans membrannych.

Źródeł niezwykle wysokiej aktywności biologicznej, rośliny Rhaponticum certhamoides (Willd) Jljin należy szukać w specyficzności ich wtórnej wymiany substancji, związanej z ewolucyjną adaptacją do surowych warunków miejsca wegetacji (góry Syberii, Średniej Azji, Mongolii i Chin). Ten relikt plejstocenu stał się posiadaczem specjalnej formy metabolizmu (Sobolewska, 1991), przy której niezmienność do ekstremalnych warunków życia (anormalne niskie i wysokie temperatury, szerokie wahania oświetlenia, zakwaszenie gleby, niedostatek wilgoci, nadmiar jonów metali itd.) zabezpiecza produkcją ecdysteroidów, rozpuszczalnych w wodzie stresowych białek i innych towarzyszących substancji.          

Wiadomo, że tkanki i części roślin poddane stresowi, na przykład ekspozycji przy anormalnych wysokich lub niskich temperaturach, stymulują produkcję aktywnych stresowych czynników transkrypcji HSF (heat stress transcription factors). HSF indukują ekspresję genów stresu przez amino kwaśne konsekwencje szokowych elementów (HSE) na promotornych odcinkach (Voellemy, 2002). Czynnik nazwany HSF – 1, odpowiada za regulowanie produkcji rodziny stresowych białek (hsp – białka), różniących się na podstawie następstwa aminokwasów i molekularnej masy. Wiele z nich jest molekularnymi szaperonami (Hsp110, Hsp104, Hsp90, Hsp70, Hsp60, Hsp56, Hsp27, Hsp10), a także strukturami odpowiedzialnymi za naprawę uszkodzonych molekuł (ubiquitin).

Część tych HSF – białek mogą być aktywne bez wpływu stresu, są zdolne inicjować ekspresję genów w komórkach ssaków przy obecności odpowiednich warunków. Na przykład taki łańcuch, aktywizacyjny z udziałem naturalnego HSF, otrzymanego z roślin lub wypracowany w ssakach, owadach, ptakach lub pokazany na rys 4. Czynnik transkrypcji składa się z dwóch sub jednostek ecdysteroidnego receptora DmEcR i retinoidnego receptora RXR. System jest aktywny w obecności partnera ecdysone lub innych pochodnych fitoecdysteroidów.

Rys 4. Trans aktywacja ecdysteroidnych receptorów stress – białkami
            (wg Voellmy, 2002; ze zmianami)

P O D S U M O W A N I E

Poznawanie ecdysteroidów – to kierunek biologii, odkrywający szeroką przestrzeń dla opracowań fundamentalnych - naukowych i stosowanych. Poznanie roli i mechanizmów aktywności biologicznej ecdysteroidów odkrywa drogę do realnego urzeczywistnienia skomplikowanych projektów ludzkości – umiejętności kierowania życiową działalnością różnych organizmów, celowo manipulując stanem aktywności określonych genów według zasady włączono – wyłączono. W praktycznym zastosowaniu może to pomóc wybawić ludzkość od wielu nieuleczalnych chorób i przejść od chemicznej do czystej ekologicznie, biologicznej syntezy wielu ważnych substancji.

Nauka o ecdysteroidach jest nadzwyczaj szeroko zróżnicowana, obejmuje badania problemów genetyki, molekularnej i komórkowej biologii, fizjologii człowieka, zwierząt i roślin, a także obejmuje komercyjne propozycje ukierunkowane na rozwiązanie realnych zadań w dziedzinie chemii, biotechnologii, medycyny, farmakologii, entomologii i kilku dziedzin rolnictwa. Ecdysteroidami zajmują się największe laboratoria naukowo – badawcze świata. Różne państwa jako źródło ich pozyskania proponują miejscowe gatunki roślin z rodziny paprotnikowych, choinkowych, cisowych, amarantowych i innych.

W Rosji ekonomicznie sprawdzono hodowlę roślin z gatunku Rhaponticum i Serratula będącymi super koncentratorami ecdysteroidów. Podstawowa koncentracja ecdysterone u leuzei (Rhaponticum carthamoides (Willd) Iljin) wynosi 0,12 – 0,57%, u sierpika koronowanego (Serratula coronata L.) 0,31 – 1,15%. Dla leuzei, opracowano przemysłową technologię uprawy, powstała też możliwość stworzenia nowej klasy wysoko aktywnych preparatów z nadziemnej części rośliny. Sierpik przechodzi wstępne badania w różnych regionach Rosji.

Istnieją dwa sposoby wykorzystania esdysteroidów: jako wyizolowanych od towarzyszących mu substancji, jako indywidualnych związków, lub jako nie oczyszczonych i mało oczyszczonych od pierwotnych źródeł złożonych związków. Wysoka cena i niska aktywność biologiczna wysoko oczyszczonych ecdysteroidów nie dają perspektywy w produkcji na dużą skalę. Perspektywiczne jest wykorzystanie nieoczyszczonych lub słabo oczyszczonych związków roślinnych z leuzei. Rhaponticum carthamoides daje możliwość uniknięcia pracochłonnych, wielo etapowych i długotrwałych procesów ekstrakcji, oczyszczania i izolacji indywidualnych związków, będąc podstawą przemysłowego źródła otrzymania nowej klasy preparatów zawierających wysoko aktywne ecdysteroidy.

Aktywność biologiczna ekstraktów z nadziemnej biomasy Rhaponticum carthamoides uprawianego według specjalnej technologii w warunkach agropopulacji, wynosi 10-11...10-13 M. Jest to na przykład 3 – 4 rzędy (do 10 tys razy) wyżej niż aktywność wysoko oczyszczonych indywidualnych ecdysteroidów. Trwałe wyniki porównywalnych dawek otrzymano w eksperymentach bio testów i doświadczeniach przeprowadzonych w laboratoriach na zwierzętach i prowadzonych na szeroką skalę w warunkach produkcji. Kluczową rolę w niezwykle wysokiej aktywności Rhaponticum carthamoides należy szukać w złożonym chemicznym składzie rośliny, warunkującego kompleksową aktywność biologiczną ecdysteroidów z innymi metabolitami. Według całej widoczności aktywacja ecdysteroidnych receptorów z ich partnerami przechodzi przez następujący łańcuch zdarzeń, gdzie ważną rolę odgrywają kompleksy ecdysteroidów z rozpuszczalnymi w wodzie białkami, karotenami, flawonidami nienasyconymi kwasami tłuszczowymi, mikroelementami i innymi, aktywnymi fizjologicznie substancjami.

dr Timofiejew Nikołaj P           


Przekład Jakub Krywuć
Redakcja Paweł Kowalski
FITOSTAR Sp. z o.o. 81-574 Gdynia ul. Stolemów 44
Prawa autorskie zastrzeżone - Kopiowanie całości tekstu lub jego fragmentów bez zgody autora zabronione.


 

Homeostaza – Pojęcie oznaczające równowagę, którą należy zachować, między różnymi czynnościami ustroju (rytmem serca, oddychaniem, temperaturą, składem krwi, ciśnieniem tętniczym). Zapewnia ją autonomiczny układ nerwowy i układ gruczołów hormonalnych.

Humoralna regulacja – regulacja procesów życiowych organizmu za pośrednictwem związków chemicznych, głównie hormonów wydzielanych do krwi lub innych płynów ustrojowych (np. limfy), skorelowane z wpływami układu nerwowego; istotny czynnik w utrzymaniu homeostazy.