Безвременник

Богата флора нашего Кавказа. Она дает прекрасный строительный лес, лучшие сорта поделочной древесины, сырье для производства красителей и т. д. Исключительно разнообразна лекарственная флора Кавказских гор и предгорий. Недаром создатели мифов Древней Греции именно на Кавказ, в Колхиду, поместили волшебный сад, где под покровительством богини Артемиды произрастало великое множество ядовитых и лекарственных растений. Этот сказочный сад они считали родиной многих лекарственных растений, применявшихся в Греции.

Когда древние греки проникли в овеянную легендами Колхиду и познакомились с ее растительным миром, они обратили внимание на одно интересное растение, по виду похожее на луговой шафран. Растение было очень ядовитым (его не поедали травоядные животные) и имело одну очень странную особенность: плоды у этого необыкновенного шафрана появлялись рано весной вместе с зелеными листьями, а зацветали осенью, когда у других растений наступала пора плодоношения и увядания. Греки называли это растение в честь его родины колхиконом. Знаменитый греческий ботаник Диоскорид, живший в 1 в. н. э., впервые дал подробное описание и рисунки плодоносящего и цветущего колхикона.

Безвременник осенний

У многих народов это растение известно под названиями "безвременник", "сын без отца", отражающими своеобразный цикл его развития. На лугах, занятых безвременником (Colchicum), весной можно наблюдать многочисленные травянистые растения с широкими, вытянутыми темно-зелеными, блестящими листьями, как бы выходящими непосредственно из земли. Летом же от этих великолепных растений на поверхности почвы остаются лишь жалкие высохшие остатки листьев и плодов-коробочек. Осенью луг снова преображается. Из-под земли, как по мановению волшебной палочки, появляются крупные, похожие на лилии цветки с нежной бледно-сиреневой окраской изящных лепестков. Летом, оказывается, засыхает только надземная часть растения, а глубоко в прохладных слоях почвы сохраняется видоизмененный стебель, по форме напоминающий луковицу, но несколько отличающийся от нее. У луковицы основную ее массу составляют видоизмененные листья, а у безвременника от листьев остаются только бурые пленки, покрывающие разросшийся, как у картофеля, подземный стебель. Такие видоизмененные стебли называют клубнелуковицами.

Клубнелуковица безвременника, как и всякий стебель, имеет одну или несколько почек, которые к концу лета трогаются в рост. Из почки под землей на глубине 20 см начинает развиваться маленькое дочернее растение, у него появляются нежные корешки, небольшой, длиной 1 - 2 см белый стебелек и быстро удлиняющаяся цветочная трубка. Когда трубка достигает поверхности почвы, она из белой становится слегка сиреневой, поднимается еще над поверхностью почвы на 5 - 10 см и раскрывается шестью лепестками. Листья осенью не развиваются и на поверхности почвы не появляются. Поляны, заросшие этим удивительным растением, приобретают сказочную картину; на фоне уже пожелтевшей осенней растительности, из земли, как языки пламени, появляются многочисленные, по-весеннему свежие цветки.

Завязь этих чудесных цветков остается скрытой в почве там, где находится и клубнелуковица. После опыления цветки засыхают, а клубнелуковица и завязь остаются на зиму глубоко в почве. Весной молодое дочернее растеньице, которое начало свое развитие осенью предыдущего года, трогается в рост; оно удлиняется, добирается до поверхности почвы и над землею весной появляется три листа, а на конце короткого стебля - коробочка с семенами. Интересно, что у прошлогодней клубнелуковицы ни корней, ни листьев весной не появляется; запасенные в прошлом году питательные вещества она отдает молодому растению, которое благодаря такой материнской помощи развивается очень быстро. Постепенно материнская клубнелуковица сморщивается, уменьшается в размерах и превращается в небольшой пленчатый придаток на теле своей дочери. К началу лета семена созревают, плод-коробочка растрескивается, и семена разбрасываются вокруг, давая начало семенному поколению. А под землей описанный выше цикл повторяется вновь.

Сочную зелень безвременника животные не трогают, инстинкт предупреждает их о страшной опасности, таящейся в аппетитных на вид листьях. И действительно, безвременник содержит очень ядовитые алкалоиды, которые человек, однако, научился применять с лечебными целями. Безвременник относится к числу древнейших лекарственных растений. О нем имеются сведения в письменных источниках Египта, Индии и Греции. Он занимал не последнее место в арсенале медицинских средств Древнего Египта. О том, при каких заболеваниях употребляли древние египтяне безвременник, мы можем только догадываться. Скорее всего, это были подагра и ревматизм.

Безвременник входил в число лекарственных средств и другой древней культуры - индусской, медицина которой развивалась независимо от египетской. В книгах Веды, написанных за 2 тыс. лет до н. э., среди лекарственных растений значится и безвременник: именно тот вид его, который произрастает на склонах Гималаев и в настоящее время известен под названием безвременника желтого (Colchicum luteum Bakher.). Из Индии безвременник попал в арабскую медицину, так как в то время шла оживленная торговля между Индией и Аравией. В списках товаров, поступавших из Индии, часто упоминался "кашмирский гермодактиль" - семена безвременника желтого.

Гален - знаменитый врач Древней Греции, о котором мы уже упоминали выше, считал семена безвременника хорошим средством от подагры. Через Грецию сведения о лечебных свойствах безвременника проникли в Европу. В XIII в. вышел трактат греческого врача Дмитрия Папагеноса о подагре, которую он рекомендовал лечить пилюлями, состоящими из алоэ, семян индийского безвременника (гермодактиля) и корицы.

С XIII по XVI в. увлечение безвременником заметно ослабевает, так как врачи, вероятно, были напуганы случаями отравления им пациентов. Такие случаи вполне могли иметь место при низком уровне знаний о лекарственных растениях. Безвременником пытались лечить все болезни, вплоть до чумы и, конечно, во многих случаях он приносил только вред.

С XVI в. интерес к безвременнику вновь ожил. Он вошел в первую "Британскую фармакопею" (1618 г.) - сборник, включавший описания наиболее важных лекарственных средств, официально признанных медицинской наукой Англии. Большой славой в средние века пользовалось средство французского офицера Гуссона, известное под названием "воды Гуссона" и применявшееся для лечения подагры и ревматизма. Состав этого лекарства долгое время оставался тайной. Позже выяснилось, что основным компонентом "воды Гуссона" является винная настойка безвременника осеннего (Colchicum autumnale L.) - одного из видов безвременника, произрастающего в Западной Европе. После этого открытия европейские врачи все чаще и чаще вместо индийского гермодактиля стали применять семена и клубнелуковицы безвременника осеннего. Вскоре индийский, или кашмирский, гермодактиль в европейской медицине был совсем вытеснен местным сырьем. Это объяснялось как доступностью безвременника осеннего, так и непостоянством действия и дороговизной гермодактиля.

Прежде чем попасть к европейским врачам, гермодактиль должен был проделать долгий путь, за время которого часть действующих веществ могла разложиться и сырье частично или полностью приходило в негодность. Это подтверждается сообщением знаменитого исследователя лекарственных растений профессора Г. Драгендорфа, не обнаружившего в исследованном им товарном образце кашмирского гермодактиля основного действующего вещества - алкалоида колхицина. Повторялась та же история, что и с хинной корой. Но пока о природе действующих веществ безвременника ничего не было известно, врачи могли только гадать о причинах своих неудач с чужеземным зельем и заменяли его более надежным безвременником осенним.

Вполне естественно, что безвременник еще на заре развития фитохимии привлекал к себе внимание исследователей. Изучением его состава занимались известные нам французские фармацевты Пельтье и Кавенту. Из клубнелуковиц растения они в 1820 г. выделили наряду с другими веществами желтое аморфное вещество со свойствами алкалоида и неправильно приняли его за один из уже известных в то время алкалоидов вератрин. 13 лет спустя Гейгер повторил исследование безвременника, выделил из него алкалоидоподобное вещество и доказал, что оно не является вератрином. Установить это было нетрудно, так как вератрин обладает способностью вызывать безудержное чихание, что совершенно не свойственно для алкалоида безвременника. Гейгер дал название новому веществу колхицин. Потребовалось еще 27 лет, чтобы получить колхицин в кристаллическом виде, раньше его получали в виде аморфного порошка. Не одно поколение ученых потрудилось над тем, чтобы установить химическое строение этого вещества. Формула колхицина оказалась довольно своеобразной: в ней содержатся 3 замкнутых углеродных цикла. В то время как у большинства других природных веществ углеродные циклы шестичленные, у колхицина только один шестичленный цикл, а два другие - семичленные. Возможность существования таких структур была установлена сравнительно недавно, в 1945 г., английским ученым Дьюаром, который и установил правильную структурную формулу колхицина:

До этого считали, что молекула колхицина состоит из трех шестичленных циклов или колец. Это не позволяло объяснить некоторые химические свойства колхицина и ставило исследователей в тупик.

Колхицин оказался действующим веществом безвременника, причем, весьма ядовитым. В медицинской практике он стал применяться с 1853 г. как средство для лечения подагры и ревматизма. В 1866 г. венский профессор Шкода заявил в одной из своих лекций: "Мы не знаем против суставного ревматизма ни одного средства лучше колхицина". Колхицин и галеновые препараты безвременника вошли во все европейские фармакопеи и сохранились в них до настоящего времени. Препараты безвременника были включены и в первое издание русской фармакопеи (1866 г.), но из пятого издания (1902 г.), которое расценивается как самое неудачное, препараты безвременника были исключены. Это, доставшееся нам по наследству от прошлого, отрицательное отношение к колхицину давно следовало бы пересмотреть, так как препараты безвременника, в том числе и чистый колхицин, выдержали проверку временем. В настоящее время они входят почти во все фармакопеи мира и даже в Международную фармакопею, издающуюся Организацией Объединенных Наций как средство для лечения подагры и ряда других заболеваний.

Колхицин обладает свойством вызывать при контакте с делящимися растительными клетками явление полиплоидии. Это явление было впервые открыто русским ученым И. И. Герасимовым в 1890 г. и заключается в увеличении количества структурных элементов ядра клетки. В полиплоидных клетках увеличивается количество хромосом - важнейших элементов аппарата наследственности. Растениеводы уже давно отмечали случаи возникновения в природе странных форм растений, которые часто были значительно выше своих сородичей, имели более крупные цветки и плоды. Цитологические исследования показали, что эти растения-великаны являются полиплоидными формами, изредка возникающими под влиянием различных факторов внешней среды: ультрафиолетовых лучей, высоких и низких температур и т. д.

С момента открытия явления полиплоидии генетики всех стран стали изыскивать возможность использовать его для создания форм растений с более ценными хозяйственными качествами. Однако до 1937 г. генетики не располагали надежными и удобными методами воспроизведения этого интереснейшего явления. В 1937 г. американский ученый Эйгсти, а за ним Блэксли и Айвери обнаружили, что при действии колхицина на семена растений из них развиваются полиплоидные формы. Наконец-то у селекционеров появился надежный и очень простой метод для получения полиплоидных форм растений. Достаточно было обработать семена слабым раствором колхицина и посеять их.

Задача создания ценных полиплоидных сортов растений более сложная, чем это может показаться на первый взгляд. Дело в том, что из обработанных раствором колхицина семян вырастают видоизмененные растения, зачастую уродливые, и нужен опытный глаз селекционера, чтобы из этой пестрой картины отобрать наиболее ценные формы. Работа по отбору на этом не заканчивается, а продолжается еще ряд лет, до тех пор, пока нужный, полезный признак не закрепляется прочно в потомстве.

В числе первых, кто сразу же оценил значение и возможности нового метода, были советские ученые академик А. Р. Жебрак, доктор биологических наук В. В. Сахаров и др. С помощью колхицина А. Р. Жебрак вывел новые сорта пшеницы, устойчивые к различным грибковым заболеваниям, с неполегаемой соломиной и высоким абсолютным весом зерна. В. В. Сахаровым получены высокопродуктивные формы полиплоидной гречихи. Другими советскими учеными были получены ценные полиплоидные формы кок-сагыза, сахарной свеклы, яровой ржи, проса, льна и др. Спрос на колхицин сразу возрос и, чтобы не выписывать его из-за границы, решено было построить вблизи Адлера небольшой завод для получения алкалоида на базе местного сырья. Сырья было так много, что хватило бы не только для нужд всей страны, но и для экспорта.

Однако колхицину не повезло и на этом поприще. На августовской сессии ВАСХНИЛ 1948 г. ученые, занимавшиеся исследованием возможности применения полиплоидии в селекционной работе, подверглись критике. Сразу же после сессии весьма перспективные для науки и практики исследования были свернуты, исключены из планов научно-исследовательских институтов. Закрыт был и завод по производству колхицина. Сейчас, когда работы по полиплоидии вновь заняли подобающее им место в науке, следовало бы вновь подумать о производстве этого ценного алкалоида.

Долгое время, а именно 128 лет, колхицин считался единственным алкалоидом безвременника, и это обстоятельство вызывало удивление исследователей, так как у других растений алкалоидов было всегда несколько. Так, из мака было выделено более 20 различных алкалоидов, из различных видов хинного дерева - около 24 алкалоидов, в других алкалоидоносных растениях содержится минимум 3 - 5 алкалоидов. Только безвременник да еще клещевина составляли исключение из общего правила: в них было найдено только по одному алкалоиду.

В 1948 г. чехословацкий профессор Ф. Шантавый начал углубленное систематическое изучение химического состава безвременника осеннего и за сравнительно короткий срок выделил из него около 20 новых алкалоидов. Один из этих алкалоидов, названный Шантавым веществом F, нашел применение в терапии кожного рака. В 1952 г. советский исследователь В. В. Киселев выделил из другого вида - безвременника великолепного (Colchicum speciosum Stev.), широко распространенного на высоте когорных лугах Кавказа, алкалоид колхамин, оказавшийся идентичным веществу F Шантавого. Препарат этого алкалоида - омаиновая мазь - применяется в качестве эффективного средства при лечении рака кожи.