ВЛИЯНИЕ ФИТОНЦИДОВ НА PROTOZOA

(Представлено академиком Л. А. Орбели 12. XI. 1942)

В ходе экспериментально-эмбриологических исследований в 1928—1930 гг. нам удалось ^(1_3) обнаружить весьма своеобразное явление.

Если приготовить на обыкновенной овощной терке небольшое количество кашицы из лука (Allium сера), чеснока (Allium sativum), редьки (Raphanus sativus), хрена (Cochlearia armoracica) или же из некоторых других растений, то в первые 5—10 минут из этой кашицы выделяются какие-то летучие вещества, убивающие после непродолжительного воздействия (1—5 минут) дрожжевые культуры расы Schabli, Nadsonia и др., находящиеся на расстоянии нескольких сантиметров от растительной кашицы. Аналогичный эффект обнаружен на яйцах моллюсков и лягушек.

Это побочное наблюдение, далекое первоначально от наших непосредственных научных интересов, послужило толчком к многолетним и разносторонним исследованиям большого коллектива биологов, микробиологов и врачей и привело к открытию феномена — фитонцидов³⁾. Так названы нами летучие вещества, продуцируемые растениями в ходе их жизнедеятельности и обладающие мощными бактерицидными и протистоцидными свойствами.

Химическая природа фитонцидов еще не ясна, но одно очевидно, что фитонциды не идентичны так называемым эфирным маслам растений, т. е. той (подчас очень сложной) смеси органических соединений, которая оказывается в распоряжении химика и фармаколога после перегонки масел с водяными парами или после экстрагирования и мацерации. За это говорит уже тот факт (подтвержденный многочисленными опытами), что в сравнительно короткий срок после изготовления растительной кашицы фитонциды улетучиваются и поэтому они, естественно, при обычных способах получения эфирных масел не оказываются в поле зрения химика-аналитика.

Мы сообщаем здесь основные факты о влиянии фитонцидов на Protozoa, что может представить интерес для биологии и медицины.

Наиболее обстоятельно нами исследовалось влияние паров фитонцидов лука (Allium сера) и чеснока (Allium sativum). Описываемые ниже явления, однако, свойственны не только им, но и многим другим растениям из числа более чем 150 видов, изученных нами.

Первоначальную сложную технику экспериментирования удалось заменить предельно-элементарной. Нужно взять каплю воды или сенного настоя, где культивируются интересующие нас Protozoa, поместить ее на предметное стекло, приготовить с возможной быстротой небольшое количество кашицы из луковицы лука, чеснока или других испытываемых растений. Приготовленную кашицу положить на дно чашки Петри любого диаметра. Над этой кашицей на расстоянии нескольких миллиметров или сантиметров поместить на подставках предметное стекло с висячей каплей, где находятся исследуемые объекты; после этого чашку Петри надо закрыть, чтобы фитонциды не улетучивались. Можно обойтись и без каких-либо приспособлений, а просто помещать кашицу по соседству с „протозойной каплей" на предметном стекле или рядом с ним.

Общий итог наших многочисленных опытов может быть изложен весьма кратко: небольшие порции только что приготовленной кашицы из лука, чеснока и некоторых других растений выделяют достаточное количество фитонцидов, чтобы в течение 1—2—5 минут вызвать гибель всех одноклеточных животных, подвергнутых их воздействию. Пока мы не встретили таких представителей Protozoa из числа непатогенных и патогенных, которые бы оказались стойкими к фитонцидам лука и чеснока.

Наиболее тщательно нами изучена Paramaecium caudatum.

Во всех наших опытах с яйцами животных, с бактериями и грибками, а также с простейшими, мы убедились, что наиболее биологически активные порции фитонцидов выделяются буквально в первые секунды и минуты опыта. По мере стояния кашицы на воздухе ее фитонцидные свойства исчезают. По-видимому, фитонциды в парообразном состоянии практически моментально проникают сквозь «эктоплазматические» слои клеток.

Специальные опыты по длительности сохранения кашицей ее протистоцидных свойств показали, однако, что расходование фитонцидов не происходит мгновенно и что следы их удается обнаружить в течение сравнительно долгого времени. В этом отношении различные растения резко отличаются друг от друга.

Так, в кашице из лука почти не удается обнаружить даже следов фитонцидов после стояния ее на воздухе в течение 30 минут. В то же время кашица из корня дикого пиона (Paeonia anomalia, в общежитии — „Марьин корень") обладает энергичными протистоцидными свойствами даже после суточного стояния на воздухе.

Исключительная летучесть фитонцидов оказалась общим явлением у исследованных растений. За большую летучесть говорит следующий опыт. Устанавливается вертикально стеклянная трубка длиной 128 см и внутренним диаметром около 2 см. Нижний конец соединяется с воронкой, раструб которой предназначен для того, чтобы не улетучивались во все стороны пары фитонцидов, исходящие из луковой кашицы (помещенной непосредственно под раструб воронки). Над верхним отверстием трубки устанавливается предметное стекло с висячей каплей, содержащей испытуемые одноклеточные организмы. При такой постановке опытов достаточно 5—8-минутной экспозиции, чтобы все Protozoa были убиты.

Специальные исследования показали, что во всех случаях влияния фитонцидов на бактерии, грибки и Protozoa речь идет исключительно о химическом влиянии, и действие каких-либо гипотетических лучистых факторов безусловно исключено.

Неразрешенным до конца в наших исследованиях остается вопрос о растворимости фитонцидов в воде. Если пары фитонцидов лука и чеснока убивают организмы, находящиеся в водной капле, следовательно, они хотя бы в незначительной степени растворяются в воде. В нашей лаборатории Л. Ферри разбавлял водою свежеприготовленный луковый сок 1:10 и обнаруживал еще весьма энергичное убивающее действие на Protozoa.

При многочисленных разведочных опытах с рядом растений для исследования вопроса о растворимости фитонцидов в воде мы встретились с явлениями, не поддающимися пока точному анализу.

Оказалось, что фитонциды ряда растений прекрасно убивают бактериальные культуры, выращиваемые на твердой питательной среде, и не убивают Protozoa, находящихся в водной капле. Так, фитонцид красного перца (Capsicum annum) обладает прекрасными бактерицидными свойствами, а эффект на Protozoa, находящихся в водной капле, не обнаруживается или обнаруживается, как правило, лишь при длительной (30—35 минут) экспозиции. Подобная картина обнаруживается при исследовании фитонцидов горчицы (Sinapis alba е. nigra), обладающих мощными бактерицидными свойствами, но дающих практически нулевой эффект при воздействии на объекты, находящиеся в воде.

C другой стороны, встречаются фитонциды, характеризующиеся еще большей растворимостью в воде, чем фитонциды лука и чеснока. Таков, например, фитонцид черемухи (Radus racemosa). Если ветку черемухи положить на стол и поместить рядом с ней чашку Петри с водой, содержащей разнообразных простейших, и накрыть все стеклянным колпаком, то через 20 минут все простейшие окажутся мертвыми.

Нам остается, наконец, остановиться на действии эфирных масел растений как на одном из наиболее важных фактов, обнаруженных экспериментами. Давно известно в научной литературе и медицинской практике, что эфирные масла ряда растений убивают грибки и бактерии; например, эфирными маслами хвойных растений в прошлом столетии хирурги стерилизовали кетгут. Эти данные нуждаются в дополнительном исследовании, так как в ряде случаев исследователи имели дело, несомненно, не с эфирными маслами, а с фитонцидами.

Совместно с А. Витгефт нами проведены наблюдения над действием паров эфирных масел на Protozoa. В углубление на предметных стеклах мы помещали каплю масла какого-либо растения. Края лунки смазывали вазелином и закрывали покровным стеклом, на нижней поверхности которого помещалась капля воды с Protozoa. Результаты экспериментов таковы: под влиянием паров эфирных масел разных растений смерть одноклеточных животных организмов наступает при разной экспозиции. В случае эвгенольного базилика (Ocinum gratissimum) констатируется смерть Protozoa после 3—5-минутной экспозиции. Соответственно для душицы (Origamum majaraha) — 2 минуты; для полыни (Artemisia siversiana) — 30—60 секунд; для богородской травы (Thimus serpillum) — 1 минута; для масла змееголовника (Dracocephalum moldavicum) — 2—3 секунды и для эфирного масла иссопа (Hyssopus officinalis) — 30 секунд. Если опыты с эфирными маслами названных растений проводить в обычной постановке (описанной нами для экспериментов с фитонцидами лука и чеснока), то требуется гораздо большая экспозиция, чтобы убить Protozoa. Так, например, для богородской травы требуется 15—17 минут, для змееголовника — 6 минут и т. д. В данном случае сказывается большое расстояние от объекта (1—1,5 см), возможность улетучивания в пространство паров и т. п.

Томский государственный университет и Всесоюзный институт экспериментальной медицины им. Горького

Поступило 12 Xl 1942

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

¹ Б. Tокин и А. Бараненкова, Тр. лабор. экспер. биол. Московского зоопарка 5 (1931). ² Б. Tокин, Митогенетические лучи. 1933. ³ Б. Токин с участием А. Коваленок, Г. Неболюбовой, И. Торопцева, Л. Ферри, А. Филатовой. Бактерициды растительного происхождения (фитонциды) (в печати).

(Доклады Академии Наук СССР 1943. Том XXXVIII, № 7)

На страницу Токин Б. П.

Перейти к продукции

На главную

К общему алфавитному указателю статей