О новых аспектах исследований в области фитонцидов

Токин Б. П.

Ленинградский университет

После первых сообщений об открытии фитонцидов прошло более 30 лет ¹. Проблема фитонцидов превратилась в биологическое учение, разрабатываемое совокупными усилиями ботаников и зоологов, химиков и микробиологов, растениеводов и медиков. Превосходные исследования приводят П. Арк в США, Л. Ференц в Венгрии, Т. Мартинец в Чехословакии, X. Грюммер в ГДР, Винтер в ФРГ и многие ученые других стран. В последнее десятилетие выдающиеся исследования проведены коллективом украинских микробиологов, возглавляемым В. Г. Дроботько. Институт микробиологии АН УССР в Киеве стал фактически всесоюзным центром исследований фитонцидов. В научных учреждениях Украины имеются давние превосходные традиции в изучении биологически активных веществ высших растений. Достаточно вспомнить лабораторию Н. Г. Холодного. Большую роль в разработке теории фитонцидов сыграли выдающиеся работы кишиневского коллектива фитопатологов, возглавляемого Д. Д. Вердеревским.

Уже вскоре после открытия явления фитонцидов в растительном мире проблема фитонцидов стала разрабатываться как эколого-эволюционная проблема взаимоотношений организмов. В настоящее время нет сомнений в том, что абсолютно всем растениям — от бактерий до цветковых — свойственна продукция фитонцидов. Выяснено, что и нераненые растения в обычной природной обстановке могут выделять в атмосферу, в воду и в почву фитонцидные вещества. Доказано, что фитонциды являются одним из факторов иммунитета растений. Это относится и к бактериям: выделяемые ими во внешнюю среду «антибиотики» (фитонциды) — основной фактор естественного иммунитета самих бактерий.

Можно с гордостью сказать, что создание биологической теории о роли фитонцидов в природе — целиком заслуга нашей отечественной науки. Все больший размах приобретают исследования о значении фитонцидов в жизни биоценозов. Превосходные исследования Молиша в Германии ², если и не были стимулированы открытием фитонцидов, увеличивают экспериментальную базу для биологической теории фитонцидов. Таким образом, интерес к фитонцидам как к эколого-эволюционной проблеме из года в год возрастает.

Краткое (а значит, и неполное) определение термина должно быть таково: фитонциды — это продуцируемые растениями бактерицидные, фунгицидные, протистоцидные вещества, являющиеся одним из факторов их иммунитета и играющие роль во взаимоотношениях организмов в биоценозах. Антибиотические вещества бактерий и низших растений, играющие роль в «антагонизме микробов», являются частными случаями явления фитонцидов в растительном мире. C биологической точки зрения антибиотики — это препараты, получаемые из фитонцидов (например, пенициллин — из Penicillium notatum), причем по своей химической природе они могут совпадать с нативными фитонцидами или являться какими-либо компонентами фитонцидного комплекса. Всякий фитонцид обладает «антибиотическими» свойствами, но не всякий антибиотик является фитонцидом. Жизнь, практика показали, что в интересах медицины, ветеринарии, растениеводства, животноводства и т. д. необходимо не только разрешать те или иные утилитарные задачи, уже подготовленные развитием проблемы, но все более и более заниматься теоретическими вопросами учения о фитонцидах, разрабатывать это учение как биологическое. Не лишне напомнить, что еще в самом начале счастливой для медицины «пенициллиновой эпохи», исходя из биологической теории фитонцидов, мы приглашали медиков к тому, чтобы вместе с биологами предвидеть биологические процессы, которые могут наступить в результате самого большого эксперимента, который провели над людьми и бактериями за всю историю человечества: в организм миллионов людей ввели новые антисептики. Увы, почти каждая семья знает «антибиотики». Произошел и происходит стихийный отбор наиболее резистентных форм микроорганизмов, тем самым создается и база для эволюции инфекционных заболеваний. Биологи давно предвидели, что природа может по-разному «мстить»: так, было предусмотрено, что введением в кишечный тракт мощных избирательно действующих «антибиотиков» будут нарушаться эволюционно сложившиеся «биоценозы» кишечного тракта, «равновесие» в антагонизме микробов, на почве чего могут возникнуть новые болезни. Увы, и это предположение оправдалось: «микозы» все более беспокоят медицину.

Остановимся на некоторых аспектах исследований фитонцидов, которые, мне думается, следует признать важными.

I. Механизм действия фитонцидов in vivo и in vitro на микроорганизмы

Как известно по данным нашей лаборатории, различные виды микроорганизмов по-разному реагируют на один и тот же фитонцид. Так, в атмосфере летучих фракций фитонцидов лука происходит фиксация структур опалины (Opalina ranarum), грубозернистый распад спиростомум (Spirostomum teres) и лизис стилонихии (Stylonichia mytilis). Фитонциды разных растений при воздействии на один и тот же вид простейших вызывают разные предсмертные и посмертные морфологические картины. При этом, вопреки утверждениям Чайлда, выявляются разные «градиенты повреждения»: в одних случаях наблюдается передне-задний градиент чувствительности, в других — отмирание начинается с заднего конца и т. п. Наблюдения над бактериями (к сожалению, очень незначительные) говорят о специфическом действии разных фитонцидов и о неодинаковом реагировании бактерий на действие разных фитонцидов. Если учесть исследования лаборатории Д. Н. Насонова, следует заключить, что действие фитонцидов не сводится к реактивным изменениям белков (к обратимой и необратимой их денатурации), так как нативные белки реагируют однотипным неспецифическим комплексом изменений на воздействия агентов совершенно различной природы.

При анализе механизма действия фитонцидов высших растений следует, конечно, привлечь и результаты многих убедительных работ о действии антибиотиков на ферментные системы бактерий. Однако многие факты не могут быть объяснены таким образом. Если под влиянием летучих фитонцидов лука в течение 10-15 секунд происходит литический распад Loxodes rostrum и лизис начинается уже в первые секунды, то бесполезно искать разгадку причин умирания этого организма в избирательном действии фитонцида на те или иные ферментные системы. Невозможно, конечно, объяснить влиянием на ферменты полный лизис Stentor соеruleus в течение 90 секунд. Столь быстрый лизис наблюдается и при действии на гидру, при этом от многоклеточного организма остаются лишь остатки стрекательных клеток. Не случайно микробиологи, оценивая бактерицидную силу фитонцидов, уже давно констатировали, что при стерилизующем действии фитонцидов явление гибели микробов можно сравнить с действием высокой температуры. Смерть, как и другие проявления жизни, имела свою эволюцию и, наряду с общими чертами, характеризуется своими особенностями у разных организмов. Конечно, полезны сопоставления действия повреждающих веществ на ферментные системы клеток тканей млекопитающих и бактериальных клеток, но они недостаточны. Смерть бактерии или протозоа может наступить в результате различных причин: могут быть парализованы, положим, дыхательные ферменты, но может произойти, например, лизис пелликулы или эктоплазматического слоя в результате непосредственной химической реакции составляющих их веществ с фитонцидами; в иных случаях действие фитонцида может быть объяснено влиянием на явления поверхностного натяжения и т. д.

Сыгравшие полезную роль морфологические исследования прошлых лет (в частности, выполненные в нашей лаборатории Коваленок, Токиным и др.) в настоящее время уже не могут удовлетворить учение о фитонцидах, и в интересах медицины и фитопатологии требуется проведение исследований с использованием современных методов. Необходимы электронномикроскопические исследования предсмертных и посмертных морфологических изменений, вызываемых фитонцидами. Особого внимания заслуживает нередко наблюдаемое явление фиксации структур микроорганизмов. Необходимы цитохимические наблюдения, в частности с использованием методик авторадиографии. Большой интерес представляли бы исследования изменений ультраструктуры микробных клеток при обратимых повреждениях, сравнение изменений при бактерицидном и бактериостатическом действии. В свое время А. В. Коваленок в нашей лаборатории начала интересную работу по изучению действия фитонцидов на микроорганизмы в разные периоды их онтогенеза (на разных возрастных этапах — между очередными делениями). Эта работа, к сожалению, не была продолжена.

Нам удалось наблюдать весьма странное явление: при некоторых дозах фитонцидов цитрусовых как будто происходит инцистирование простейших. Факт этот заслуживает большого внимания исследователей (в интересах зоологии и практической медицины, и ветеринарии), озабоченных борьбой с патогенными простейшими. Однако требуются специальные работы в этом направлении. Ряд других очень интересных явлений, обнаруженных в разных лабораториях, не привлек должного внимания ученых. Так, в нашей лаборатории (Токин, Гуревич, Блинова) было доказано, что протозоа и подвижные формы бактерий реагируют отрицательно — хемотаксически на действие различных фитонцидов. Не требуется убеждать, сколь важно это явление для расширения наших знаний о роли фитонцидов в природе, а также для медицины и фитопатологии. Вероятно, отрицательный хемотаксис у патогенных форм к тем или иным фитонцидам играет роль и в иммунитете высших растений. Ведь растительному организму (водному, в особенности) не обязательно убивать микроорганизмы, а достаточно и хемотаксического действия.

Еще совершенно незатронутой областью исследований является изучение влияния фитонцидов на биохимические процессы микробных клеток и, особенно, на те, которые составляют основу их иммунологических свойств. Требуется изучить влияние фитонцидов высших растений на продукцию микроорганизмами своих фитонцидов («антибиотиков»), на продукцию токсинов и т. д. C биологической точки зрения при действии фитонцидов на микроорганизмы происходит, так сказать, встреча иммунологических свойств высших и низших растений.

Вероятно, заслуживают внимания наши давние предположения ³, касающиеся механизма действия фитонцидов на микроорганизмы. Бактерия, гриб или протозоа не могут, конечно, реагировать на альтерирующие воздействия какими-либо явлениями, не имеющими основу в их структурах и функциях. Очевидно, во многих случаях умирание (в удивительно короткие сроки!) микроорганизмов под влиянием фитонцидов означает их полную дезинтеграцию, вызванную односторонним гигантским ускорением или усилением каких-либо сторон метаболизма. В этих случаях приобретает значение и изучение влияния фитонцидов на ферментные системы микробной клетки, например, ответственные за дыхание или брожение. Может быть, имеет место катастрофическое влияние фитонцидов на тех этапах клеточного цикла, предшествующих делению, когда происходит энергичный синтез белков и удвоение нуклеиновых кислот. Естественная смерть бактериальной клетки или протозоа совпадает с их размножением ⁴. Деление одноклеточного организма есть итоговый этап его онтогенеза. Представим теперь, что индивидуальная жизнь какого-либо микроорганизма в оптимальных условиях протекает, например, в течение 5 часов. Представим, далее, что под влиянием фитонцидов происходит ускорение каких-либо сторон метаболизма в десять — двадцать тысяч раз, что, конечно, не удивительно (вспомним гигантское ускорение процессов катализаторами и ферментами). Если происходящие биохимические процессы не будут сопровождаться нормально идущими структурными, формообразовательными процессами, завершающимися делением клетки, то уже в первые секунды должна прекратиться жизнь микроорганизма как интегрированного целого, хотя некоторое время и будут существовать составные части протоплазмы. Если жизненный цикл бактерии нормально завершается в течение 30 минут, то достаточно очень небольшого ускорения, например, в тысячу раз, биохимических процессов, не сопровождающихся нормальными процессами формообразования и делением, чтобы уже в течение 3,6 секунды совершилась катастрофа в жизни клетки.

Эти рассуждения применимы к любому виду простейших с их жизненным циклом, растягивающимся, например, на сутки. Достаточно предположить (и это не будет фантастикой), что ускорение каких-либо биохимических сторон жизненного цикла происходит под влиянием фитонцидов в сотню тысяч или миллионы раз. При этом условии мы также будем наблюдать смерть протозоа через несколько секунд. Было бы опрометчиво отказываться от этой гипотезы без специальных биохимических и морфологических исследований. Учитывая исключительную быстроту реагирования микроорганизмов на действие фитонцидов, может быть, следовало бы учесть и давние предположения В. И. Вернадского о значительной роли, которую играют в жизнедеятельности растений радиоактивные элементы.

Наконец, следует вспомнить, что уже вскоре после рождения проблемы фитонцидов нам удалось наблюдать странное явление — сильное влияние летучих фракций фитонцидов на фотопластинки, влияние, говорившее о том, что фитонциды, вероятно, могут играть роль фотосенсибилизаторов⁵. Эти наблюдения впоследствии послужили поводом для М. Б. Разумовича провести свои интересные, еще мало оцененные исследования. В биохимии и биофизике растений показано, что такие вещества, как лактофлавин, каротиноиды, деготь и др., являются сенсибилизаторами, усиливают биологический эффект ультрафиолетовых лучей. Фотосенсибилизаторы способны передавать часть поглощенной энергии молекулам биоколлоидов. Возбужденные молекулы вступают легче в химические реакции, чем невозбужденные. Атом, поглотивший квант ультрафиолетовых лучей длиной волны 2537Å, приобретает энергию, соответствующую энергии теплового движения при 38 000°.

II. Фитонциды и вирусы

Ни одного химиотерапевтического противовирусного средства, удовлетворяющего медицину, ветеринарию и фитопатологию, не создано! Уже по этой причине совершенно неаргументированно игнорировать исключительно интересные данные исследователей в области фитонцидов. Еще более десяти лет назад известный антирабист — один из первых в России борцов против бешенства В. Г. Ушаков в совместных с А. Г. Филатовой и нами экспериментах пришел к убеждению, что фитонциды лука и чеснока инактивируют фиксированный вирус бешенства. В своих превосходных, еще не оцененных исследованиях В. П. Короткова (Институт экспериментальной медицины АМН СССР) доказала, что фитонциды листьев некоторых видов эвкалипта, почек тополя, сока антоновских яблок и других растений тормозят репродукцию вируса гриппа (in vitro и на развивающихся куриных зародышах). Ветеринарный врач Ф. М. Спиридонов создал оправдавшую себя на практике фитонцидную противоящурную вакцину (спирто-водная настойка почек тополя и вирус ящура, обработанный фитонцидами тополя).

B. И. Зелепуха (Институт микробиологии АН УССР) показала, что вирус гриппа инактивируется фитонцидными веществами кубышки, клевера, конопли, клубники и земляники. В опытах in vivo (при экспериментальной гриппозной инфекции белых мышей) положительный результат был получен с веществами из шалфея. Не меньший интерес представляют исследования школы Д. Д. Вердеревского о действии фитонцидов на вирусы виновники заболевания растений⁶. Благодаря исследованиям А. Д. Бобыря (Институт микробиологии АН УССР), мы знаем, что экстракты из лаванды аптечной, ромашки, репейника аптечного и др. подавляют вирус табачной мозаики (в опытах in vitro). Наконец, следует напомнить о больших клинических исследованиях ряда медиков (И. Е. Новиков, В. М. Коротков и др.), отметивших несомненный терапевтический эффект фитонцидов чеснока против гриппа, а также о значении фитонцидов в профилактике заболевания при гриппозных эпидемиях. C грустью приходится констатировать, что даже весьма образованные и талантливые медики под влиянием успехов в приготовлении лекарственных веществ из низших растений (антибиотиков) и успехов синтетической химии с опасением смотрят на фитонциды высших растений и боятся упреков в скатывании к «народной медицине» и «знахарству», если речь заходит, например, об использовании изумительных свойств фитонцидов дурно пахнущего чеснока. Однако и исследователи фитонцидов повинны в том, что уровень многих работ еще очень отстает от современных методических возможностей. В сущности, констатированы лишь интересные факты, нуждающиеся в объяснении. Вероятно, в дальнейших исследованиях самым важным является изучение действия фитонцидов на клетки тканей растений, животных и человека, поражаемых соответствующими вирусами. Какого бы взгляда на вирусы ни придерживаться (существа ли это или энзимоподобные вещества), спорным остается убеждение многих вирусологов о вирусах как «паразитах». Репродукция вирусов в протоплазме поражаемых клеток несомненно связана с тем, что проникшее вирусное начало вызывает патологический обмен клеток и вместо нормальных процессов метаболизма протоплазма клеток, благодаря включению нуклеиновых кислот вируса, начинает строить белки, соответствующие последним, и сама клетка «строит» вирусы. Если такое представление и ошибочно, все равно главным вопросом в лечении и профилактике вирусных инфекций с биологической точки зрения является недопущение патологии поражаемых клеток и тканей и нормализация тканей уже с внедрившейся инфекцией. Вот почему совершенно необходимы электронномикроскопические, цитохимические и гистологические исследования влияния фитонцидов на клетки табака (в случае опытов с вирусом табачной мозаики), на клетки слизистого эпителия дыхательных путей (в случае вируса гриппа) и т. д. Необходимы также исследования влияния фитонцидов на сами вирусы, выяснение того, не происходят ли изменения в структуре белков и нуклеиновых кислот вирусных частиц. Многого можно ожидать от электронномикроскопических и цитохимических исследований клеток, уже пораженных вирусом, а затем обработанных фитонцидами, действие которых на вирусы доказано. Некоторые косвенные наблюдения позволяют думать о правильности этих предположений. Например, в исследованиях А. Д. Бобыря действие экстрактов из ромашки аптечной, крестовника и василистника желтого проявляется более сильно при обработке листьев табака клейкого до заражения вирусом, чем при обработке после заражения ⁷.

Увлекательной задачей является электронномикроскопическое исследование влияния фитонцидов на вирусы бактерий, на составляющие их белки и дезоксирибонуклеиновые кислоты и на бактериальные клетки, уже «зараженные» фаговыми частицами. В такой связи автор этих строк не имеет права умолчать о странных эпизодах, имевших место в лаборатории. В. Г. Граменицкая, изучая влияние фитонцидов на бактерии кишечной группы, обнаружила, что в культурах бактерий, обработанных летучими фракциями фитонцидов чеснока, без привнесения в них соответствующих этим бактериям фагов появляется какое-то по своему действию аналогичное фагу начало. Если это «что-то» окажется в новых посевах того же вида бактерий, наблюдается гибель культуры с явлениями лизиса бактериальных клеток и без обработки фитонцидами. Биологи знают, что автор этих строк был всегда рьяным противником антиэволюционных представлений (типа взглядов О. Б. Лепешинской или Г. М. Бошьян) о возможности возникновения de novo бактерий или клеток тканей многоклеточных из «веществ». О фагах, однако, не решен вопрос, являются ли они «существами неклеточной природы» или энзимоподобными веществами, «эволюционирующими» вместе с эволюцией бактерий и эволюцией защитных сил многоклеточных организмов. Возможно, что фаги появились и появляются на базе иммунологических свойств растений и животных при «встрече» их с патогенными бактериями. При всяких взглядах на вирусы следует попробовать воспроизвести обнаруженное В. Г. Граменицкой загадочное явление и подвергнуть анализу.

III. О поисках новых антибиотиков из фитонцидов высших растений. Фитонциды и профилактика заболеваний

Мы уже говорили о том, что в наш век, «избалованный» чудесными пенициллиноподобными препаратами и изумительным прогрессом физики и химии, приходящим на помощь медицине, еще большие группы медиков с опаской относятся к увлечениям фитонцидами, думая, не есть ли это возвращение к «народной медицине». Ведь луки, чесноки, ромашки, зверобой, тысячелистник и т. д. столетиями и тысячелетиями использовались еще допастеровской медициной. И чем менее биологически образован врач, тем больше у него подобного рода опасений, хотя каждый фармаколог и фармакогност знает, что и в наш век добрая половина всех лекарственных средств, апробированных государствами и научной медициной, растительного происхождения, к тому же химический состав их большей частью еще не определен. Однако помимо, так сказать, субъективных причин, зависящих от «гипнотического» состояния многих деятелей медицины, очарованных действием воистину замечательных «антибиотиков» из низших растений, а также успехами химии и физики, должны быть и объективные причины того факта, что и у нас — на родине фитонцидов — и в других странах фитонцидам высших растений в медицине, по сравнению с фитонцидами бактерий и грибов, уделяется недостаточное внимание. Почему-то пока оказались более эффективными попытки использования иммунологических (фитонцидных) свойств микроорганизмов в качестве надбавки к целебным силам человека, чем иммунологических свойств высших растений. Фитонциды (а значит, и антибиотические препараты) низших растений выработались в сопряженной эволюции микроорганизмов, в их конкурентной борьбе, в антагонизме, в том числе с патогенными для животных, человека и растений формами. Поэтому при подаче в организм антибиотиков типа пенициллина они более непосредственно действуют на патогенную микрофлору. Что же касается фитонцидов высших растений, то их действие в организме, по-видимому, обусловливается нередко не непосредственным действием на микроорганизмы, а влиянием на иммунологические аппараты человеческого организма (фагоцитоз, воспаление, антигенная реактивность и др). Одна из причин пока ёще незначительного внедрения фитонцидов в медицину — недостаточность исследований химии фитонцидов, на что особое внимание обращает В. Г. Дроботько со своим коллективом микробиологов и химиков. Нельзя сомневаться в том, что если бы армия талантливых химиков атаковала, например, чеснок, или листья эвкалиптовых деревьев, или иглы пихты и антоновское яблоко, то были бы получены превосходные препараты, могущие удовлетворить медицину. Значит ли это, что нужно обязательно добиваться получения химически «чистых» препаратов, изымать из комплекса веществ, составляющих фитонцид данного растения, какой-либо один из его компонентов? Нужны антимикробные препараты с одновременным благоприятным действием на наш организм. Лучшими лечебными препаратами должны считаться те, которые способны стимулировать наши собственные иммунологические аппараты — фагоцитоз, воспаление, антигенную реактивность, антибиотические свойства тканей, регенераторные процессы. Необходимы исследования в этом именно направлении. Начало им давно положено работами И. Е. Камнева и С. Н. Романова по влиянию фитонцидов на нерв, исследованиями школы покойного С. И. Винокурова, особенно М. М. Эпштейн (Киев), о влиянии фитонцидов на ферментные системы, работами М. Б. Paзумович о влиянии фитонцидов на нервную систему, работами Н. П. Мироновой и других о влиянии фитонцидов на регенерацию, А. И. Гот-Лопаковой, Е. Г. Хахалиной и других о влиянии фитонцидов пищевых растений на секреторные и двигательные функции желудочно-кишечного тракта и др. Если объяснять благоприятное действие фитонцидов лишь их антимикробными свойствами, то многие удачные попытки клинического использования фитонцидов не могут быть, объяснены. Трудно, например, объяснить исключительный терапевтический эффект, констатированный хирургом С. Я. Хлапониной (Ленинград) при применении фитонцидов эвкалиптов для лечения панарициев. Ежедневно палец опускается в течение 20 минут в «теплую ванну» из фитонцидного жидкого препарата, получаемого из листьев эвкалиптов. В опытах in vitro этот препарат обладает весьма скромным антибактериальным действием, а по данным С. Я. Хлапониной, большинство больных с панарициями излечивается в течение нескольких дней без оперативного вмешательства. Есть основания думать, что фитонциды эвкалиптовых проникают через белковые жидкости, действуют анестезирующе, стимулируют фагоцитоз и регенераторные процессы. Еще более загадочно благоприятное действие фитонцидов эвкалиптов при перитонитах. Эти и многие другие примеры говорят о том, что нельзя на основании опытов in vitro решать вопрос о ценности препарата. Вспомним хинин, который в опытах вне организма слабо воздействует на возбудителя малярии, а при введении в организм оказывается энергичным средством. Препарат «иманин», полученный из зверобоя киевскими учеными, возглавляемыми В. Г. Дроботько, не обладает мощными антимикробными свойствами, однако это превосходное лечебное средство при ряде заболеваний, виновниками которых являются микроорганизмы.

В настоящее время несомненно начавшегося кризиса, который переживает медицина с антибиотиками из низших растений (появление новых и новых резистентных форм бактерий, учащающиеся микозы и т. д.), встают задачи поисков все новых и новых антисептиков растительного и животного происхождения, задача сочетания различных новых препаратов и новых средств в состязании медицины с эволюцией микробов. Кстати сказать, большого внимания заслуживают фитонциды водных растений, что показал еще Ф. А. Гуревич в своих пионерских исследованиях более десяти лет назад. О необходимости исследований фитонцидов свидетельствуют и интересные работы последних лет лаборатории В. П. Тульчинской.

Эмпирические поиски продуцентов давно не удовлетворяют медицину: необходимо учитывать многие чисто биологические соображения. Почему большинство антибиотиков оказываются токсичными для нашего организма? Почему пенициллин оказался практически нетоксичным, а стрептомицин токсичен? Наш организм и организмы наших предков прекрасно адаптированы к плесневым грибам и их фитонцидам, а с некоторыми видами актиномицетов человек имеет мало шансов встречаться. Наш организм прекрасно адаптирован к фитонцидам пищевых и декоративных растений, а также ко многим древесным и травянистым растениям лесов и лугов. Естественно, фитонциды пищевых растений не токсичны для человека. Этим же объясняется, что на кишечную палочку мощные фитонциды чеснока действуют неэнергично, а дизентерийная палочка и брюшнотифозная бактерия очень нестойки в отношении их. Эти примеры, которые легко умножить, являются иллюстрацией правильности давно высказанного нами утверждения, что за короткий в биологическом отношении срок, протекший со времени пребывания наших предков в лесах, общественно-историческая среда не могла настолько изменить биологическую природу человека, чтобы нацело исчезли его экологические взаимоотношения с растениями и животными, сложившиеся за долгий период эволюции.

IV. Есть ли основания искать противоопухолевые фитонциды?

При той далеко не блестящей ситуации, какая существует в онкологии, конечно, оправданы даже чисто эмпирические поиски химиотерапевтических средств против злокачественных опухолей, в частности и поиски «противоопухолевых антибиотиков», избирательно действующих на «опухолевые клетки». Однако бластоматозный рост ничего общего с инфекционными заболеваниями не имеет; бактерицидные и фунгицидные свойства антибиотических препаратов навряд ли могут представлять ценность для онкологии. Сторонники вирусной теории опухолей могли бы надеяться на открытие антибиотиков, избирательно действующих на вирусы. Но, во-первых, пока вообще не получено ни одного антибиотика из низших растений, эффективного в отношении какого-либо вируса; во-вторых, если вирусная теория и справедлива, нет основания распространять ее на все виды опухолей. Несмотря на эти полные пессимизма строки, нам кажется, что есть некоторые основания для попыток использовать фитонциды растений в лечении опухолей, но надо ориентироваться не на антимикробные их свойства, а на иные.

В монографии «Регенерация и соматический эмбриогенез» мы сообщили итоги многолетних экспериментов о соотношении бластоматозного роста и нормальных формообразовательных процессов, среди которых в человеческом организме наиважнейшее место занимают процессы физиологической регенерации (постоянное самообновление эпителия кожи, регенераторные процессы, сопровождающие менструации, самообновление слизистого эпителия желудка и т. д.). Выяснено, что все способствующее регенерации и другим нормальным процессам формообразования тормозит развитие опухолей и, наоборот, все, что тормозит регенерацию (или нацело подавляет ее), благоприятствует бластоматозному росту. Агенты различной природы (канцерогенные вещества, ионизирующие излучения, вирусы, расстройства нейрогуморальных механизмов, эндогенные бластомогенные вещества и т. п.), если они дезинтегрируют ткани, тормозят процессы физиологической регенерации, могут создать «предраковый фон». При перевивных и спонтанных опухолях у грызунов, как это доказано экспериментально в нашей лаборатории, резко тормозятся или даже полностью подавляются процессы репаративной регенерации, которые имеют основу в явлениях физиологической регенерации. Эти факты и мысли подсказывают некоторые пути сознательных, а не только чисто эмпирических поисков веществ растительного происхождения, представляющих интерес для онкологии. Любой препарат, претендующий на противоопухолевые свойства, не должен тормозить нормальные процессы формообразования, наоборот, препарат должен стимулировать их, особенно процессы нормальной регенерации. Таким образом, следует воспользоваться указанной рабочей гипотезой и провести, планомерное изучение фитонцидов на их способность стимулировать формообразовательные процессы, в особенности процессы физиологической регенерации.

V. Замечания о скептицизме деятелей профилактической медицины в отношении фитонцидов

Еще в 1945—1946 гг. А. В. Коваленок, Б. П. Токин и Т. Д. Янович убедились, что в разного типа лесах — хвойных, дубовых или березовых рощах, в черемуховых зарослях — разный количественный и качественный состав микрофлоры. Вне зависимости от географической широты и близости населенных пунктов отмечается практически стерильный воздух в сосновых борах и кедровых лесах (200-300 бактериальных клеток в 1 м³). П. И. Брынцев (1954) сообщил о своих наблюдениях фитонцидных свойств древесных и кустарниковых пород, образующих леса и парки в окрестностях больших городов. Он доказал, в частности, что нормально, в условиях природы, огромные площади поверхности листьев оказываются «ранеными», что ткани листьев березы бородавчатой, березы пушистой, клена, дуба, лещины, ивы и др. обладают способностью продуцировать летучие фитонциды в огромных количествах, бурно выделять их в связи с ничтожнейшими ранениями. А. М. Думова и Б. Г. Драбкин (1954) доказали, что выделяющиеся из «неповрежденных растений» фитонциды оказывают влияние на микрофлору воздуха. Опыты ставились с Pelargonium roseum и Р. zonale, с Chrysanthemum indicum и с Lobelia perenne. В. Я. Родина в нашей лаборатории доказала, что неповрежденные и не отделенные от материнского организма листья Eucalyptus globulus Labill. продуцируют летучие антибактериальные фитонциды. Серию интересных исследований провели киевские ученые Е. С. Лахно, Ю. Л. Петров, Т. Е. Бобок, Ю. Д. Думянский, А. Н. Сверчков, Т. В. Старовойтова (Украинский институт коммунальной гигиены). Они сделали попытку гигиенической оценки биоценозов лиственных и хвойных лесов, в частности изучали ионизацию приземных слоев воздуха в связи с жизнедеятельностью растений.

М. Н. Артемьева (Ялта) выяснила, что 1 га лиственного леса выделяет в атмосферу за сутки около 2 кг летучих органических соединений, а хвойного — 5 кг. Вещества эти обладают не только антимикробными свойствами, они могут оказывать влияние на различные жизненно важные функции нашего организма. Летучие вещества ряда растений обладают, что очень интересно, явно выраженным действием в отношении туберкулезной палочки. Таковы сантолина кипарисовидная (Santolina chamaecyparissus), бакхарис ивовидный (Baccharis salicina), сосна крымская (Pinus pallasiana), кипарис вечнозеленый форма горизонтальная (Cupressus sempervirens f. horizontalis) и др. Влияние на организм млекопитающих даже ничтожных концентраций летучих фитонцидов разных растений столь выражено, что дало повод исследователям обосновать «физиологический метод» определения фитонцидов в воздухе в лесу: летучие фитонциды, адсорбированные раствором Рингера, обладают выраженным биологическим действием на изолированное сердце лягушки. В этом убедился Л.3. Гейхман⁸. Он же провел заслуживающие большого внимания клинические наблюдения над влиянием фитонцидов (в хвойных лесах) на больных сердечнососудистыми заболеваниями ⁹.

Эти и многие другие факты, казалось бы, должны заинтересовать санитарных гигиенистов, курортологов, специалистов по озеленению города, деятелей практической медицины. Между тем, ничем не оправданный, мешающий советскому здравоохранению скептицизм и до сих пор имеет место. Некоторые санитарные гигиенисты готовы скорее преклоняться перед старинными данными об озоне и афишировать его более, чем скромные антимикробные свойства, чем начинать серьезное планомерное изучение в интересах гигиены фитонцидных свойств древесных и травянистых растений. Между тем перед медициной открываются по этой линии широчайшие возможности. Следует, в частности, возвратиться к давней практике использования смолобальзамических веществ, в особенности терпено-эфирной части хвои лесных пород, в целях оздоровления воздуха больниц и клиник, школ, театров, клубов. Убедительно доказал это биохимик П. А. Якимов¹⁰.

Сколь плодотворны исследования лечебно-профилактических свойств фитонцидов, показывает работа врача-педиатра М. А. Комаровой¹¹, которая попыталась использовать фитонциды для дезинфекции воздуха помещений детских яслей. Еще в 1954 г. она убедилась, что внесение в помещение ветвей Abies sibirica и Ledum palustre L. приводит к значительному уменьшению количества микробов в воздухе, обусловливает гибель патогенных микроорганизмов. Недавно М. А. Комарова получила достаточно стабильный препарат из пихты (его свойства сохраняются в течение года). Летучие вещества этого препарата обладают выраженной активностью в отношении золотистого стафилококка, гемолитического стрептококка, коклюшной и дифтерийной палочек. М. А. Комарова экспериментально обосновала возможность использования препарата при санации воздуха закрытых помещений. Следует ли пренебрегать такими открытиями?

Назрела необходимость проведения важных для медицины физиологических, химических, микробиологических исследований. Назовем некоторые.

Химики и физики вместе с физиологами и микробиологами должны разработать точные и удобные методики определения фитонцидов в воздухе. Достойно сожаления то, что не продолжена интересная работа физика Ю. В. Игнатович и биохимика М. М. Эпштейн (Киев, 1957). Они попытались определить фитонциды в воздухе по изменению ими показателя преломления (оптический показатель преломления определяется магнитной проницаемостью среды и ее диэлектрической проницаемостью).

Необходимо расширять и совершенствовать исследования качественной и количественной характеристик фитонцидов, продуцируемых в атмосферу в разного типа лесах, лугах и т. д.

Должно, наконец, привлечь большое внимание экспериментаторов давнее, очень важное предположение Н. Г. Холодного о провитаминных свойствах летучих органических соединений. Действительно ли мы, находясь в лесу, «едим» своими легкими провитаминные вещества? Физиологу и биохимику, можно осуществить экспериментальные исследования на млекопитающих и птицах, создавая соответствующую безвитаминную диету и помещая животных в условия лабораторных помещений, в атмосферу лесов и т. д.

Не пора ли медицине и биологии по-новому отвечать на вопросы: какого типа леса наиболее благоприятны для того или иного вида лечебных учреждений? Не пора ли биологам и медикам снова поставить перед собой огромную медико-биологическую задачу: лес и человек? Может быть, в этой проблеме нашло бы себе место и явление фитонцидов.

---------------------------------------

Мы остановились лишь на некоторых возможных новых аспектах исследований явления фитонцидов, совсем не коснувшись очень интересной и перспективной, как нам кажется, области исследований: роль фитонцидов в биоценозах, во взаимном влиянии растений друг на друга, значение фитонцидов в растениеводстве. Автор не считает себя компетентным в этой области. Впрочем, он считает себя некомпетентным и в некоторых из тех вопросов, по которым взял на себя смелость высказать в этой статье свои соображения. Да простят ему более компетентные читатели: ведь у автора статьи не было иных желаний, кроме посильного участия в развитии рожденной отечественной наукой проблемы.

1. Доклады Б. П. Токина в лаборатории экспериментальной биологии Московского зоопарка в 1928-1929 гг., на Всесоюзном съезде зоологов в Киеве в мае 1930 г. и на 2-м Международном цитологическом конгрессе в Амстердаме в августе 1930.

2. H. Molisch. Der Einflüss einer Pflanze auf die andere. – Allelopathie, Jena, 1937, и последующие работы школы Молиша.

3. См. Б. П. Токин. Фитонциды. 1948.

4. См. Б. П. Токин. Регенерация и соматический эмбриогенез. Изд. ЛГУ, Л., 1959.

5. СМ. Б. П. Токин. Митогенетические лучи и кольца Лизеганга. Тр. лабор. эксперим. биол. Московск. зоопарка. Т. VI. М., 1931.

6. К. Н. Дашкеева. Мозаичные болезни табака в Молдавии и перспективы селекции на иммунитет к ним. Дисс., Кишинев, 1962.

7. См. статью А. Д. Бобыря в настоящем сборнике.

8. Л. З. Гейхман. Сб. «Фитонциды», Изд-во АН УССР, К., 1960.

9. Л. З. Гейхман. Сб. «Фитонциды в медицине», Изд-во АН УССР, К., 1959.

10. П. А. Якимов. Сб. «Фитонциды, их роль в природе», Л., 1957.

11. М. А. Комарова. Сб. «Фитонциды в медицине, сельском хозяйстве и пищевой промышленности», К., 1960.