В. Ингибиторы плодовитости негормонального типа

Некоторые вторичные метаболиты растений в определенных концентрациях не вызывают гибели фитофагов, но резко снижают их плодовитость. Для таких веществ предложен термин «хемостерилянты». Подобное воздействие растений на фитофагов имеет экологическое значение, поскольку приводит к уменьшению пресса фитофагов в результате снижения численности популяции в последующих поколениях.

Пример хемостерилянтов – пары масла аира (Acorus calamus), которые вызывают стерильность у самцов домашней мухи (Musca domestica), самок долгоносика (Callosobruchus chinensis) и др. Этот эффект эфирного масла аира обусловлен присутствием в нем α- и β-азарона (2,4,5-три-метокси-1-бензол). Данные о влиянии азарона на позвоночных животных неоднозначны: показано, что это соединение проявляет выраженное гипохолестеринемическое действие – уменьшает концентрацию в сыворотке холестерина и триглицеридов, связанных с липопротеинами низкой плотности, и повышает концентрацию холестерина, связанного с липопротеинами высокой плотности. По химической природе азарон близок к амфетаминам и одновременно является стимулятором ЦНС, галлюциногеном и спазмолитиком. Кроме этого, в экспериментах были выявлены канцерогенные и мутагенные свойства азарона – у животных, которых кормили аиром, наблюдалось развитие злокачественных опухолей в печени и хромосомные аберрации. Влияние азарона на репродуктивные функции позвоночных связано с его эмбриотоксичным действием и снижением подвижности сперматозоидов.

Другой интересный пример хемостерилянта – аристолохиевая кислота, присутствующая в тканях кирказона ломоносовидного (Aristolochia clematis), которая вызывает стерильность комара Aedes aegypti и мучного хрущака (Tribolium castaneum).

У млекопитающих это соединение не влияет на плодовитость, однако является причиной особого заболевания – балканской эндемичной нефропатии. Это заболевание распространено в Сербии и Хорватии и приводит к почечной недостаточности вплоть до полного отказа почек, причем у половины больных развивается рак мочеточника. Причина этого заболевания была обнаружена лишь в 2006 г. американским врачом Артуром Гроллманом, который обследовал пациентов в югославских клиниках.

В свое время широкую огласку на Западе получил случай с тысячами здоровых женщин, которые употребляли китайский препарат, содержащий биодобавки растительного происхождения. Эти биодобавки приводили к тяжелой почечной недостаточности, по клинической картине совпадающей с балканской нефропатией. Гроллман предполагал, что югославские пациенты так же являются активными потребители каких-нибудь неподходящих биодобавок растительного происхождения, однако никто из них не принимал вообще никаких добавок. В городской библиотеке Загреба он обнаружил статью 1930-х годов, в которой было описано, как у лошадей, пасшихся на лугу, заросшем растением Aristolochia clematis, развилась почечная недостаточность. Обследование полей и мельниц балканских фермеров установило, что часть пшеницы действительно замусорена аристолохией.

Лабораторные исследования образцов почечной ткани хорватских больных показали, что причиной заболевания является мутация по белку р53, который в норме известен как фактор, подавляющий опухолевый рост, причем мутагенным фактором является именно аристолохиевая кислота. Сейчас под угрозой развития нефропатии на Балканах 100 тысяч человек – те, кто по недосмотру фермеров и мукомолов постоянно ели хлеб с размолотыми семенами вредного растения.

Примером растительного метаболита, который избирательно влияет на репродуктивный потенциал млекопитающих, является госсипол – полифенол из семян хлопчатника. Токсичные свойства хлопковых семян были известны давно – он способен вызывать критическое падение уровня калия в крови, ведущее к параличу. Хлопковое масло, широко используемое в среднеазиатской национальной кухне для приготовления традиционных блюд, перед употреблением тщательно прокаливают, чтобы избавить его от примеси госсипола. Под влиянием этого соединения у млекопитающих нарушается сперматогенез, наблюдаются нарушения в структуре и морфологии сперматозоидов. Разработаны препараты из госсипола, которые используются в качестве мужского контрацептива. В то же время этот полифенол – главная природная защита от хлопкового долгоносика, для которого он является детеррентом и не дает насекомому уничтожить посевы полезной культуры.

Следует заметить, что на основе соединений госсипола разработаны лекарственные препараты для лечения герпеса, гриппа и псориаза. Недавние исследования показали, что госсипол способен подавлять развитие вируса иммунодефицита человека в лимфоцитах. В 2006 г. была разработана технология, позволяющая получить трансгенный хлопчатник, в семенах которого госсипол отсутствует, при этом содержание пигмента в других частях растения не меняется. Это позволяет снимать урожай съедобных волокон и одновременно не лишать хлопчатник его защиты от вредителя.

Еще один пример хемостерилянта растительного происхождения – каннабиоиды из конопли (сем. Cannabaceae). Наиболее психомиметически активный компонент препаратов конопли – тетрагидроканнабинол, по некоторым данным, способен уменьшать плодовитость млекопитающих и увеличивать у них частоту хромосомных нарушений, причем эти процессы наблюдались не только у животных, получавших это вещество с пищей, но и у их потомков.

Каннабиоиды производят существенные нарушения в организме животных: изменяют проницаемость мембран, ингибируют образование цАМФ. Механизм наркотического влияния этих веществ был установлен совсем недавно, в 90-х гг. XX века. Исследования показали, что каннабиоиды конкурентно взаимодействуют с рецепторами, которые в норме распознают анандамид и 2-глицерид, являющиеся производными арахидоновой кислоты. Роль полиненасыщенных жирных кислот как паракринных регуляторов метаболизма животных была изучена достаточно хорошо, но, как оказалось, данные продукты метаболизма арахидоновой кислоты, действуя через специфические рецепторы, обеспечивают восстановление после стресса как на клеточном, так и на эмоциональном уровне – приносят расслабление, отдых, избавление от неприятных воспоминаний, вызывают аппетит и усиливают удовольствие от еды.