АПЕЛЬСИН, ЛИМОН И МАНДАРИН

Б. П. ТОКИН

Лаборатории общей биологии и фитонцидов (зав. — проф. Б. П. Токин)

Института экспериментальной медицины АМН СССР, Ленинград

После обстоятельных исследований Граменицкой [2] не остается сомнений в бактерицидных свойствах фитонцидов листьев и плодов цитрусовых в отношении как фитопатогенных бактерий, так и некоторых микробов, патогенных для человека. Есть основание предполагать значительную роль плодов цитрусовых (при приеме их per os) в регулировании «микробного населения» в кишечном тракте.

Важной задачей является выяснение вопроса, не ослабевают ли бактерицидные и бактериостатические свойства фитонцидов плодов цитрусовых под влиянием ферментов кишечного тракта.

Подобное исследование в отношении чеснока, лука, хрена и кровохлебки проведено Гот-Лопаковой [1].

Большой интерес представляют исследования фитонцидов цитрусовых в разрезе задач фитопатологии, как, например, исследования Хетагуровой [7] и Граменицкой [2] о влиянии фитонцидов цитрусовых на Ps. citriputeale.

Изучение листьев и плодов цитрусовых представляет интерес в связи с вопросами о так называемых эфирных маслах. Ряд исследователей высказывает мысль об идентичности «эфирных масел» и фитонцидов. Летучие фракции фитонцидов растений нельзя считать идентичными парам «эфирных масел». Достаточно привести пример такого исключительно мощного по своим фитонцидным свойствам растения, как манник (Glyceria aquatica whlub). С другой стороны, летучие вещества, выделяемые такими бесспорно эфирно-масличными растениями, как герань и многие садовые розы, обладают крайне слабыми фитонцидными свойствами. Резник [4] своими химическими исследованиями доказал, что нельзя отожествлять «эфирное масло» чеснока с летучими фитонцидами этого растения.

Все это не означает, конечно, что так называемые эфирные масла генетически совершенно не связаны с натуральными летучими фитонцидами. Это особенно относится к эфирно-масличным растениям, эфирные масла которых, весьма вероятно, являются измененными летучими фракциями фитонцидов.

Считается, что эфирные масла цитрусовых относительно хорошо изучены. Однако остается еще много невыясненных вопросов: не «теряются» ли при перегонке эфирных масел какие-либо весьма летучие компоненты, обладающие фитонцидными свойствами; не изменяются ли некоторые составные части «эфирных масел» при соприкосновении с кислородом воздуха; идентичны ли перегнанные эфирные масла тому комплексу веществ, которые продуцируются железками растения; не выделяются ли некоторые компоненты летучих фракций фитонцидов кратковременно при ранении растения.

Ниже мы приводим материалы о протистоцидных свойствах фитонцидов листьев и плодов цитрусовых, полученные нами в результате исследований в 1946-1949 гг.

О протистоцидных свойствах фитонцидов плодов и листьев цитрусовых

Мы исследовали действие фитонцидов на Glaucoma scintillans, Par. caudatum и эпизодически на другие виды простейших, и установили, что лишь поверхностный слой оболочки плодов лимона, апельсина и мандарина продуцирует летучие фракции фитонцидов. Мякоть этих плодов на расстоянии не убивает ис­следованных нами протистов даже при очень длительном воздействии.

Поставим следующий опыт.

Возьмем плод лимона, апельсина или мандарина. Острой бритвой срежем полусантиметровую «площадку» — поверхностный пигментированный слой клеток, разрежем этот материал ножом на мелкие кусочки (или раздавим в ступке), положим его на дно чашки Петри (или в любую аналогичную посуду), а на внутренней стороне крышки поместим висячую каплю сенного отвара с культурой тех или иных простейших; техника подобного опыта неоднократно описывалась в литературе по фитонцидам.

В зависимости от состояния плодов, степени измельчения материала, объема посуды и т. п. простейшие в разное время, но неизменно гибнут. Можно взять такое количество «источника фитонцидов» и создать такие условия, что гибель простейших под влиянием фитонцидов цитрусовых наступит в первые же секунды воздействия; однако при создании иных условий процесс гибели простейших может длиться несколько минут и даже десятки минут. Опыты подобного рода всегда дают положительный результат и столь просты и демонстративны, что могут быть рекомендованы для практических занятий по изучению фитонцидов в учебных заведениях.

Таким образом, можно утверждать, что летучие фракции фитонцидов поверхностного слоя «кожуры» плодов лимонного, апельсинного и мандаринного деревьев оказывают исключительно мощное протистоцидное действие.

Поставим теперь следующий опыт: выдавим в чашку Петри сок из мякоти любого названного плода и, так же как в предыдущих опытах, поместим на внутреннюю поверхность крышки каплю сенного отвара с инфузориями. Пройдет час, другой, сутки, но мы не обнаружим гибели простейших. Вывод совершенно очевиден: летучие фитонциды мякоти плода не оказывают протистоцидного действия. Отметим здесь же, что это не означает отсутствия летучих фракций фитонцидов в мякоти плода. Опыты Граменицкой [2], проведенные в нашей лаборатории, ясно свидетельствуют о бактерицидных свойствах летучих фитонцидов в отношении ряда испытанных бактерий.

Возьмем каплю сока из мякоти любого из названных плодов и соединим ее с каплей сенного отвара с инфузориями (глаукомами или туфельками). Смерть простейших наступает моментально, в первую секунду или даже доли секунды. Как летучие фитонциды, так и тканевые соки листьев лимонного, апельсинного и мандаринного деревьев оказывают резко выраженное протистоцидное действие. Поверхностный слой оболочки плода содержит мощные протистоцидные летучие вещества; не менее мощными фитонцидными свойствами обладает и мякоть плода, но протистоцидные свойства ее обнаруживаются лишь при контакте простейших с тканевыми соками мякоти плодов.

Мы должны сделать оговорку. Нам не удалось ни разу наблюдать гибели простейших под влиянием летучих фитонцидов мякоти плодов цитрусовых. Это не означает, однако, что эти летучие вещества не оказывают вообще никакого действия.

Приведем примеры. Для опыта (1.II 1949 г.) были использованы плоды лимона и апельсина. Сок апельсина или лимона выдавливался в чашки Петри, наполовину заполнив чашки. На подставки клали предметное стекло с нанесенной на него висячей каплей, содержащей инфузории — глаукомы. Подставка такой высоты, что висячая капля находилась на расстоянии всего 2-3 мм над уровнем жидкости (сок мякоти плода). Через двое суток гибель простейших не наступила. Однако какое-то влияние летучие вещества сока все же оказали на глаукомы. В чашках с соком лимона через двое суток от начала опыта движения инфузорий оказались сильно замедленными: в то время как контрольные глаукомы двигались со скоростью 12,7 деления окуляр-микрометра в секунду, инфузории, находившиеся под воз­действием летучих веществ сока мякоти плода, двигались со скоростью всего 0,9 деления окуляр-микрометра в секунду, т. е. в 14 раз медленнее.

При тщательном измерении длины и поперечника контрольных и подопытных глауком почти никаких различий обнаружено не было.

Единственное различие, обнаруженное нами: подопытные глаукомы кажутся темнее контрольных. Представляет значительный интерес большая интенсивность размножения простейших в подобных опытах, чем в контрольных каплях.

Аналогичные данные, т. е. замедление движения, «потемнение» и энергичное размножение, мы наблюдали в опытах с соком апельсина.

Приведем результаты еще одного опыта — с соком мякоти мандарина. Через сутки движение подопытных инфузорий настолько замедлилось, что отчетливо были видны реснички. Отмечено набухание протоплазмы. Средние данные, полученные из 20 измерений посредством окуляр-микрометра, следующие: длина подопытных глауком — 6 делений микрометра, «ширина» (в задней половине инфузории) — 2,5 деления. В контроле соответствующие цифры — 4,5 и 2 деления микрометра. Подопытные инфузории кажутся значительно более темными.

Анализ случаев большой интенсивности размножения простейших под влиянием летучих веществ мякоти плодов цитрусовых представляет интерес во многих отношениях.

Глаукома, а также парамеции, стилонихии и другие простейшие весьма «резистентны» к летучим фракциям фитонцидов мякоти плодов цитрусовых: простейшие не умирают даже при 2—3-суточном воздействии на них фитонцидов. Te же летучие вещества в отношении ряда бактерий оказываются токсичными. Сотрудница нашей лаборатории Данини показала, что при 30-минутном воздействии летучих фракций фитонцидов мякоти плода лимона на культуру дизентерийной палочки Флекснера количество выросших колоний (в опыте) достигает всего 28% по сравнению с количеством колоний в контроле. Дуброва отметила тормозящее действие летучих веществ на Aspergillus niger. Обнаружено бактерицидное действие летучих веществ мякоти плода мандарина на палочку Флекснера и золотистый стафилококк (Данини), палочку Григорьева-Шига, Ps. citriputeale (Граменицкая).

Эти и многие другие данные по фитонцидам свидетельствуют о ярко выраженной специфичности реакции различных микроорганизмов на действие токсических веществ.

Мы не касаемся здесь теоретических вопросов. Укажем лишь, что многие данные, полученные при изучении фитонцидов, находятся в противоречии с так называемой «теорией паранекроза».

Биохимические вопросы о специфичности реакции различных клеток и организмов на действие одного итого же «повреждающего агента» могут быть более глубоко поняты с эколого-эволюционной позиции.

Фитонциды чеснока могут не убивать бактерию, вызывающую болезнь чеснока (В. speciens, открытая Граменицкой), но эти же вещества убивают, например, туберкулезную палочку. Многие патогенные для человека бактерии оказываются крайне нестойкими к действию фитонцидов высших растений, но фитонциды этих же растений не убивают сенную палочку.

Обратимся снова к нашему ¹ экспериментальному  материалу.

Многие сотни опытов с листьями лимонного, апельсинного и мандаринного деревьев позволили сделать вывод о мощных протистоцидных свойствах их летучих фракций. Для иллюстрации приведем результаты ряда опытов.

На дно «солонки» (диаметр «вдавливания» 5 см, глубина 5 мм) кладут 0,1 г кашицы из измельченных ножницами только что сорванных листьев апельсинного, лимонного и мандаринного деревьев. Солонку накрывают покровным стеклом, на которое нанесена висячая капля с простейшими, и подводят под объектив микроскопа. При взятых количествах источника фитонци­дов и данном объеме солонки смерть простейших наступает через 1-2-5 минут. Никаких средних цифр, впрочем, привести нельзя, так как интенсивность продуцирования фитонцидов зависит от многих обстоятельств: от физиологического состояния растения, времени года, быстроты и степени измельчения материала, величины капли с простейшими и т. д.

При некоторых условиях гибель простейших в указанных опытах может наступить лишь через 10-15 и даже через 30-40 минут.

Для того чтобы иметь возможность сделать более точные сравнения результатов опытов с листьями и плодами цитрусовых, мы стремились проводить эти опыты в одних и тех же условиях (равное количество «источника» фитонцидов, одинаковые способы измельчения материала и т. д.).

На основании наших опытов мы могли бы высказать следующее положение.

Плоды цитрусовых разного возраста обладают различной протистоцидной силой, а именно: менее зрелые — более протистоцидны.

Очень важно сопоставить с этим данные, казалось бы, в далекой от проблемы фитонцидов плоскости. Например, содержание витамина С в плодах лимона различно в зависимости от их зрелости (табл. 1).

^[1] Составлена по данным А. Д. Александрова.

Большой интерес представляет выяснение связи между активностью продуцирования фитонцидов и содержанием витаминов — веществ, роль которых в растениях остается пока невыясненной. Если стоять на почве гипотезы об иммунологическом значении фитонцидов, то мы должны ожидать максимальную бактерицидную, протистоцидную и фунгицидную активность завязей и незрелых плодов. Для созревшего и упавшего с дерева плода, положим, лимона или, скажем, яблока, мощные фитонцидные свойства не только не имели бы приспособительного значения, но скорее играли бы отрицательную роль в сохранении вида, так как важно, чтобы семена освободились от мякоти плода и попали в землю. Таким образом, распад мякоти под влиянием тех или иных микроорганизмов имеет большое значение.

Исходя из этих соображений, нам кажется, крайне важно провести специальное исследование динамики продуцирования фитонцидов тканями плодов цитрусовых в процессе их созревания, начиная с опадения лепестков, образования плода и до конечных стадий развития плода — его падения с дерева.

He менее важен вопрос о динамике продуцирования фитонцидов листьями. Листья у цитрусовых осыпаются не только по годам образования, но и по периодам роста (листья весеннего роста, листья летнего роста).

Так, в один и тот же час 12. III 1949 г. мы испытали в совершенно одинаковых условиях на инфузории — глаукоме протистоцидные свойства летучих фракций фитонцидов молодого и старого листа лимонного дерева, взращенного в комнатных усло­виях (3-годичного возраста). Оказалось, что под действием летучих фракций фитонцидов старого листа движение инфузории изменяется, в первую минуту становится «обратным», происходит вдавление пелликулы на заднем конце; через 2 минуты поступательное движение сменяется вращательным вокруг длинной оси; через 12 минут большинство инфузорий погибло. Опыты с летучими фракциями фитонцидов молодых листьев, сорванных с того же экземпляра растений, дали иной результат: даже через 3 часа все инфузории оставались живы; через 22 минуты было отмечено замедление движения инфузорий, еще через 8 минут большинство глауком оказалось неподвижным, передний конец их увеличен. К. исходу третьего часа, когда, очевидно, продуцирование фитонцидов приостановилось, а токсичность всех выделившихся до этого в атмосферу летучих веществ была не настолько велика, чтобы вызвать смерть инфузорий, последние начали выходить из состояния «наркоза» и вновь становились подвижными.

He имея возможности поставить опыты по изучению динамики протистоцидных свойств летучих фитонцидов листьев цитрусовых в условиях северной природы (рост деревьев в открытом грунте), мы решили периодически ставить опыты с листьями лимонного, апельсинного и мандаринного деревьев, растущих в Сочи, доставлявшимися нам авиапочтой. Листья срывали с одних и тех же экземпляров деревьев. Эти опыты не дали ожидавшихся результатов, так как с момента срывания листьев до начала опытов проходило от 3 до 5 дней.

В некоторых случаях листья оказывались настолько высохшими, что были ломкими, «хрустели».

Техника и условия опытов были во всех случаях одинаковы. Под опытом находились инфузории (глаукомы). Результаты ряда опытов сведены в табл. 2.

Повторяем, материалы, приведенные в табл. 2, не могут дать подлинного представления о динамике продуцирования фитонцидов листьями в разных стадиях их онтогенеза и вегетации растения. Интересно, однако, что в одних и тех же условиях опыта и при одинаковом интервале между срыванием листьев и началом опыта летучие фитонциды листьев мандаринного дерева оказывались неизменно наименее токсичными. Слабый протистоцидный эффект действия листьев апельсинного и лимонного деревьев, несомненно, обусловлен тем, что опыты ставились не с только что сорванными листьями. В табл. 2 приведены данные опытов от 7. III, которые не дали положительного результата ни в одном случае, даже при 2-часовой экспозиции. В тот же день мы испытали на протистоцидное действие только что сорванные листья лимонного «комнатного» дерева. Летучие фитонциды их (в тех же условиях и при той же технике опытов) убивали простейших через 45 минут.

12.III 1949 г. в оранжерее Ленинградского ботанического сада были сорваны молодые листья лимонного дерева. Через сутки пребывания листьев в лаборатории (черенки листьев находились в воде) они были испытаны на протистоцидные свойства. Условия опыта были аналогичны описанным выше. В течение 4 часов мы не обнаружили протистоцидного эффекта.

Морфологические изменения простейших под влиянием летучих фитонцидов листьев и плодов цитрусовых

В нашей и других лабораториях накопился значительный материал по вопросу о специфичности реагирования простейших на действие фитонцидов, могущий заинтересовать биологов и дающий нам право утверждать, что в последние годы некоторые исследователи слишком поспешно присоединились к так называемой теории паранекроза Насонова, согласно которой живое вещество отвечает на агенты различной природы комплексом монотонных изменений.

Мы не разбираем в этой статье вопроса о специфичности реагирования. В то же время совсем отойти от этого вопроса, ввиду его важности, мы не можем. Мы с уверенностью настаиваем на двух положениях:

1) фитонцид одного растения действует на различные виды протозоа по-разному;

2) фитонциды разных растений вызывают неодинаковые мор­фологические изменения (предсмертные и посмертные) одного и того же вида простейших.

В этой связи представляет большой интерес изучение своеобразных морфологических изменений, наступающих у простейших при воздействии летучими фитонцидами цитрусовых. Дадим краткое описание наиболее типичных картин.

Морфологические изменения и смерть глаукомы (Glaucoma scintillans) под влиянием летучих фитонцидов «кожуры» плода лимона

Описываемые ниже картины наблюдались нами при одних и тех же условиях опытов: 0,1 г истертой в ступке «кожуры» плода лимона; опыт ставился в солонке; диаметр «вдавливания» 3,5 см, глубина солонки 0,5 см.

Мы подробно описали [6] поразительное явление смены движения глауком на «обратное» при воздействии летучими фитонцидами нередко уже в первые доли секунды. Снимем теперь предметное стекло с висячей каплей с солонки. Через 1-4 минуты все инфузории снова будут двигаться нормально, передним концом вперед.

Через несколько секунд после изменения движения инфузорий (рис. 1, а) «на обратное» начинается весьма своеобразное движение, складывающееся из трех моментов: продолжая двигаться в каком-либо направлении задним концом вперед, инфузория вращается вокруг длинной оси (рис. 1, б) и одновременно совершает «воронкообразные» или «виляющие» движения передним концом (при

относительной неподвижности заднего конца). Затем наступает момент остановки поступательного и «воронкообразного» движения; вращательное движение в это время сохраняется (рис. 1, в). После этого очень быстро возникают морфологические предсмертные изменения; околоротовая выемка распрямляется (рис. 1, г), передний конец утолщается и может сделаться толще, чем задний (рис. 1, д); иногда перед выравниванием околоротовой выемки на месте этой выемки происходит образование одного пузыря с гомогенным содержимым (рис. 1, е). После этого в течение долей секунды или в более длительный промежуток времени (до 2 секунд) инфузория превращается в шар (рис. 1, ж).

Изменения, происходящие в эндоплазме инфузории, нами подробно не изучены. Можно отметить лишь, что к этому времени вся протоплазма инфузории оказывается морфологически гомогенной и представляет собой совокупность зернышек больших или меньших размеров. Вакуоли и другие образования к этому времени исчезают. Наступающее вскоре после этого умирание инфузории может происходить двояко: 1) «лопанье» шара, «взрыв» его, — вся инфузория мгновенно распадается на мельчайшие зернышки. Распад инфузории происходит столь энергично, что мельчайшие зернышки, на которые рассыпается протоплазма, оказываются моментально (в десятые доли секунды) в радиусе, равном 3-4 длины инфузории (рис. 1, з); 2) в одном из участков пелликулы (большей частью в районе околоротовой выемки) происходит растворение оболочки; этот лизис распространяется далее, и зернистое содержимое погибшей инфузории как бы вытекает (рис. 1, и).

Морфологические изменения глаукомы под влиянием летучих фитонцидов листьев лимонного дерева

Если в аналогичных описанным выше условиях ставить опыты с инфузорией-глаукомой, используя только что сорванные листья лимонного дерева, то мы можем отметить некоторые своеобразные морфологические особенности при умирании инфузорий. Движение глаукомы не всегда сменяется на «обратное», оно может быть и нормальным, передним концом вперед. Так же, как и при воздействии фитонцидов «кожуры» лимона, инфузория под влиянием фитонцидов листьев лимонного дерева вскоре начинает производить вращательное и одновременно «воронкообразное» движение. Выравнивание околоротового углубления наблюдается и в этих условиях опыта.

Очень характерны различия в образовании «пузырей».

В опытах с листьями происходит, как правило, образование пузырей, причем большей частью на заднем конце, но пузыри могут возникать и на переднем конце, не обязательно, однако, на месте околоротовой «ямки».

Пузыри на заднем конце достигают половины объема инфузории. Часто одновременно возникает несколько пузырей на поверхности инфузории. Время с момента начала опыта до гибели инфузории приблизительно такое же, как в опытах с плодами лимона.

Влияние летучих фитонцидов и паров эфирного масла «кожуры» плодов апельсина на туфельку (Par. caudatum) и глаукому (Glaucoma scintillans)

При действии на инфузории-глаукомы летучих фитонцидов «кожуры» плода апельсина, как и в опытах с лимонным деревом, происходит моментальное изменение движения на «обратное», к этому также присоединяется вращение вокруг длинной оси тела и «воронкообразное» движение. В условиях наших опытов абсолютно во всех случаях (чего мы не видели в опытах с лимоном) на месте околоротового углубления возникает пузырь. Он быстро увеличивается, а указанные движения инфузории продолжаются. Любопытно видеть движущуюся глаукому с огромным пузырем, размером подчас не меньше, чем сама инфузория. Инфузория превращается затем в шар. «Взрыв» (распадение шара на микроскопические «зернышки») уже ничем сущест­венно не отличается от посмертных изменений, происходящих под влиянием фитонцидов лимонного дерева.

Мы действовали на глаукому также парами эфирного масла «кожуры» лимона, взяв в качестве «источника» каплю масла, приблизительно соответствующую (согласно данным о «выходе» эфирного масла при перегонке) навеске «кожуры» апельсина, применявшейся в опытах с нативными фитонцидами.

Мы убедились, что под влиянием паров эфирного масла морфологическая картина умирания инфузории отличается от таковой при воздействии натуральных летучих фитонцидов. И в том и другом случае смерть инфузории (включая и процесс «взрыва», распада на «зернышки») наступает приблизительно в одно и то же время (2-5 минут), но не всегда происходит образование пузыря: очень часто еще до образования шара инфузория «лопается». Мы наблюдали и существенные отличия в деталях «воронкообразного» движения.

Гораздо более показательны различия в морфологических явлениях, предшествующих смерти туфельки под влиянием паров эфирного масла и натуральных летучих фитонцидов «кожуры» плода апельсина.

При воздействии летучих фитонцидов «кожуры» апельсина движение туфельки изменяется: оно ускоряется, инфузория «мечется», плывет то задним, то передним концом. Через 1-2 минуты туфелька начинает делать круговые движения на месте, сменяющиеся поступательными. В это время перистом исчезает, и вакуоли становятся очень резко контурированными; сократительные вакуоли сильно увеличиваются; туфельки приобретают к моменту прекращения движения различные формы (рис. 2, а). После остановки движения начинается быстрое образование пузырей. Как видно из рис. 2, б и 2, в, это быстро изменяющиеся образования: одни пузыри исчезают, «спускаются», другие возникают. Одновременно выявляются (под небольшим увеличением микроскопа) изменения в протоплазме; вся она становится более гомогенной, зернистой. Вскоре происходит лизис в каком-либо участке пелликулы, и спустя 10-20 минут после смерти туфелька превращается в группу зернышек с большим или меньшим количеством пузырей разной величины (рис. 2).

В опытах с парами эфирного масла «кожуры» плода апельсина мы заметили следующие отличия от описанных морфологических изменений, сопровождающих смерть туфельки при воздействии натуральных фитонцидов плода апельсина.

1. К моменту, когда исчезает перистом и инфузория превращается в «дирижабль», отмечаются характерные предсмертные движения, как и при действии натуральных летучих фитон­цидов, которые можно было бы назвать «восьмерочными» движениями. Одновременно с вращением вокруг длинной оси происходит «воронкообразное» движение бывшего переднего и бывшего заднего концов вокруг «середины» инфузории.

Рис. 2. Изменение формы инфузории-туфельки под влиянием  летучих фитонцидов «кожуры» апельсина: а — различные формы инфузорий к моменту остановки движения; б и в — последовательные изменения одной и той же особи в течение пяти минут

2. Большинство инфузорий приобретает «бутылочную» или «кеглеобразную» форму, причем бывший передний конец резко сужается. Нередко инфузория, ставшая теперь на всем своем протяжении одинаковой толщины, принимает изогнутую форму. Смерть туфельки может произойти без образования пузырей. Иногда, впрочем, после прекращения движения возникает в районе бывшего перистома один пузырь, который в течение 2-5 минут все более расширяется и в который затем входит эндоплазма, ставшая к этому времени гомогенной. Конечная картина распада на зернышки может не отличаться от картины распада, происходящего при воздействии натуральных летучих фитонцидов того же растения. Таким образом, биологическим способом удается обнаружить существенные различия в химическом составе естественных летучих фитонцидов и паров эфирных масел.

Морфологические изменения и гибель стентора (Stenlorcoeruleus) под влиянием летучих фитонцидов цитрусовых

В кинолаборатории Института экспериментальной медицины АМН СССР нам удалось совместно с оператором В. Д. Быстровым заснять опыт «бомбардировки» летучими фитонцидами «кожуры» плода лимона инфузории, находящиеся в капле воды. Киносъемка производилась под микроскопом. На рис. 3 приводятся фотоснимки с киноленты, на которой запечатлены различные моменты дезинтеграции, умирания и посмертные изменения стентора. Напомним, что размер инфузории — стентора (трубач) достигает 1/2 мм и более (в расправленном состоянии длина тела доходит даже до 2 мм). Своим удлиненным узким концом инфузория может прикрепляться к субстрату. Тело инфузории к переднему концу расширяется и образует раструб с перистомальным полем. Все тело покрыто ресничками, расположенными продольными рядами. На перистомальном поле эти ряды проходят кольцами. Вокруг перистомального поля по самому краю располагаются в один ряд мембранеллы [Мембранелла — пластинка, «склеенная» из двух рядов ресничек]. Ряд мембранелл располагается по спирали. Строение трубача весьма сложное (можно говорить о рте, о «пищеварительной системе», имеются сократительные «ленты» протоплазмы — мионемы и т. д.). Трудно кратко описать картину морфологических изменений стентора при действии фитонцидов, картину, изменяющуюся буквально с каждой новой секундой и даже долей секунды. Приводимые фотоснимки могут дать лишь самое общее представление о бурно разыгрывающихся процессах. Для получения полного представления о действительных процессах нужно видеть самый фильм, а не отдельные его кадры. Обратимся к отпечаткам с киноленты (рис. 3).

От начала воздействия фитонцидов (рис. 3, б) до полной дезинтеграции инфузории (рис. 3, е) в условиях опыта (поставленного для киносъемки) прошло всего 1 минута 32 ¹/₂ секунды.

На рис. 3, а представлены стенторы в капле воды без воздействия (в вытянутом и в сокращенном состоянии). При поднесении источника фитонцидов (кашица из пигментированного поверхностного слоя «кожуры» лимона) стентор немедленно сокращается. Какие биохимические и иные процессы происходят в течение первой минуты, мы не можем сказать.

На рис. 3, б представлен стентор, заснятый через 1 минуту после начала воздействия фитонцидов. Можно отметить намечающиеся явления лизиса с поверхности тела. Затем через ¹/₂ секунды начинается бурный распад тела (рис. 3, в). Инфузория при этом быстро устремляется в направлении, противоположном бурно распадающемуся участку тела. На рис. 3, г изображен момент через 13 секунд после описанной картины. Мы видим, что объем погибшей инфузории уменьшился по крайней мере в 2 раза. В окружности, на расстоянии более 3 диаметров оставшегося шара видны агрегаты зернышек распавшейся протоплазмы. Проходит еще 14 секунд (рис. 3, д), и почти вся инфузория превращается в разбросанные на значительное расстояние остатки протоплазмы. Инфузория исчезает. От нее остается большее или меньшее количество микроскопических (в несколько микрон) «маслянистого типа» совершенно гомоген­ных жидких шариков (рис. 3, е).

Задача изучения «биохимических механизмов» гибели простейших и бактерий при действии фитонцидов представляет большой интерес и для медицины, а не только для специалистов-биологов.

Трудно, конечно, предполагать, что молекулы летучих фитонцидов, «бомбардирующие» каплю воды, диффундирующие в этой капле и вступающие в контакт с телом инфузории, являются «растворителем» тела инфузории. Невероятно, далее, что фитонциды — это «универсальный растворитель» белков, жиров и других органических и неорганических соединений. По-видимому, молекулы фитонцидных веществ в десятки, сотни тысяч раз ускоряют какие-то процессы ферментативного порядка, «завязывают» бурно протекающие реакции. Возможно, дезинтеграция протоплазмы под влиянием фитонцидов происходит в результате радиоактивных явлений.

Предсмертные и посмертные изменения гидры (Реlmatohydra oligactis) под влиянием летучих фитонцидов «кожуры» плода лимонного дерева

Приведем еще одну иллюстрацию исключительной мощности летучих фитонцидов цитрусовых.

Мы исследовали влияние фитонцидов оболочек плодов лимонного дерева на гидру. Нам совместно с В. Д. Быстровым удалось заснять все процессы на кинопленку. На рис. 4 приводятся отпечатки с киноленты. Техника опытов принципиально не отличалась от техники опытов с простейшими. Гидра находилась в капле воды, и на некотором расстоянии от капли помещали источник фитонцидов.

Фильм этот представляет во многих отношениях большой интерес, особенно для зоологов-экспериментаторов.

Опыты с гидрой поставили перед нами в еще более острой форме ту же загадку, что и опыты со стентором, глаукомой и туфелькой: гидра — многоклеточный организм — при кратковременном воздействии фитонцидов не только умирает и дезинтегрируется, но протоплазма ее клеток и вся она, за исключением стрекательных капсул и нитей, лизируется, «исчезает».

На рис. 4, а представлена нормальная гидра, на рис. 4, б — гидра через 61 секунду после начала воздействия на нее летучих фитонцидов. Мы видим гидру в сокращенном состоянии. К этому времени концы щупалец начинают заметно дезинтегрироваться; отчетливо видно умирание клеток эктодермы. Что касается стрекательных клеток, то они «выстреливают» стрекательные нити буквально в первые же секунды воздействия.

На рис. 4, в — та же гидра через 2 минуты 28 секунд после начала опыта. Распад щупальцев зашел уже далеко, они заметно «махрятся», видно отторжение клеточных элементов.

На рис. 4, г(3 минуты 21 секунда от начала опыта) отчетливо виден распад всех щупальцев и начинающийся распад с подо­швы стебелька. Далее дезинтеграция идет еще более быстры­ми темпами. Проходит еще 17 секунд (рис. 4, д — снимок той же гидры через 3 минуты 38 секунд от начала опыта). Отторгаются уже не только отдельные клетки, по и целые куски мерт­вых щупальцев. Совершенно отчетлива и картина распада стебелька. Эктодерма гастрального отдела также явно мертва, она разрыхлена, «махрится», отторгаются отдельные клетки. В дальнейшем, через 4 минуты 30 секунд (рис. 4, е) и через 5 минут 5 секунд (рис. 4, ж), видны следующие стадии посмертных изменений.

На рис 4, з; 4, и; 4, к показан распад гидры соответственно через 5 минут 31 секунду, 6 минут 25 секунд и 7 минут 17 секунд.

То, что представлено на этих рисунках, в сущности, ничем уже не напоминает гидру. Лишь под большим увеличением можно видеть сохранившиеся стрекательные капсулы и нити. С другими же клетками эктодермы и клетками энтодермы происходит в физико-химическом смысле, вероятно, принципиально то же, что и при «исчезновении», лизисе стентора и других простейших под влиянием фитонцидов лимонного дерева.

Выводы

1. Летучие фитонциды листьев и поверхностного слоя покровов плодов лимонного, апельсинного и мандаринного деревьев обладают мощными протистоцидными свойствами.

2. Летучие фитонциды мякоти плодов цитрусовых не обладают протистоцидными свойствами.

3. Тканевой сок мякоти плодов цитрусовых оказывает мощное протистоцидное действие.

4. По результатам биологического действия можно думать, что летучие фитонциды апельсинного и лимонного деревьев химически различны, они вызывают различные морфологические изменения простейших.

5. Различия в механизме гибели простейших под влиянием эфирных масел «кожуры» плодов апельсинного дерева и естествен­ных фитонцидов свидетельствуют о неидентнчности фитонцидов.

6. Результаты опытов со стентором (Stentorcoeruleus) и с гидрой (своеобразные предсмертные и посмертные изменения, явление «лизиса») ставят ряд новых важных для биохимии и физико-химии задач.

7. Мощные протистоцидные и бактерицидные свойства цитрусовых (данные Данини и Граменицкой) должны привлечь внимание медиков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гот-Лопакова А. И. Фитонциды пищевых растений и взаимовлияние их с пищеварительными соками. Стр. 216-224. Сб. Фитонциды, их роль в природе и значение для медицины. М.: АМН СССР, 1952.
2. Граменицкая В. Г. О фитонцидных свойствах некоторых растений. Стр. 86-98. Сб. Фитонциды, их роль в природе и значение для медицины. М.: АМН СССР, 1952.
3. Козо-Полянский Б. М. Наука и жизнь. № 2-3, 1946.
4. Резник М. Б. Фитохимическое исследование чеснока и получение из него галеновых препаратов. Дисс., Хим.-фарм. ин-т. Л.: 1949.
5. Токин Б. П. Фитонциды. 1948.
6. Токин Б. П. Хемотаксис простейших в отношении фитонцидов. Стр. 145-160. Сб. Фитонциды, их роль в природе и значение для медицины. М.: АМН СССР, 1952.
7. Хетагурова Ф. В. К биологии фитопатогенных бактерий. Дисс., Ин-т прикл. зоол. и фитопатол. Л.: 1950.

(Фитонциды, их роль в природе и значение для медицины. 1952)

На страницу Токин Б. П.

На главную 

К общему алфавитному указателю статей