Женьшень в пробирке

Чтобы получать больше лекарств из ценных редких растений или из тех, которые приходится ввозить из других стран, на помощь фармацевтам пришли физиологи растений. Группа по культуре изолированных тканей и органов растений была создана в 1957 г. в Институте физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР.
Выращивание тканей как метод имеет примерно полувековую историю. Его начали разрабатывать в лабораториях немецкие ботаники еще в конце прошлого столетия. Интересно было узнать, что станет с клеткой, если ей предоставить «самостоятельность», т. е. снять влияние, которое оказывает на нее весь организм растения. Ученые брали кусочки корня свеклы, одуванчика, стебли традесканции, тополя, помещали на влажные фильтры и пытались поддерживать их рост. Но они гибли. Лишь в начале 30-х гг. нашего столетия ученым удалось подобрать такие условия среды и такие питательные растворы, что клетки стали расти, множиться.
С этого времени метод культуры тканей растений стал развиваться очень быстро. Несмотря на то что в нашей стране эти работы были начаты позже, чем в зарубежных лабораториях, исследования шли так быстро, что уже через несколько лет достигли международного уровня.
Культура растительных клеток нужна многим отраслям промышленности — пищевой, парфюмерно-косметической, медицинской. Получение биологически активных веществ (алкалоидов, эфирных масел) — одно из главных направлений этих работ.
В камере в стерильных условиях проводят тончайшие эксперименты с растительными клетками и тканями. Микропипеткой отлавливают одну-единственную клетку и помещают в отдельную ячейку специальной чашки. В питательной среде, обогащенной гормонами, эта клетка будет делиться, даст начало комочку клеток, а потом и целому растению-регенеранту.
На специальных качающихся установках в пробирках и колбах выращивают нужные клетки растений. Постоянное встряхивание не дает возможности образоваться вокруг так называемых клеточных агрегатов зоне токсических веществ, которые образуются в процессе жизнедеятельности клеток. Жидкая среда все время перемешивается. Таким образом улучшается поступление к клеткам питательных веществ и кислорода.
В других случаях клетки выращивают в вертикально поставленных трубках. С помощью особого реле снизу подается пузырек воздуха. Он и разрушает токсические зоны, и доставляет клеткам кислород, и разбивает клеточные агрегаты, что дает возможность клеткам быстрее делиться.
Растут в трубках и колбах различные растительные ткани, вырабатываются эфирные масла, алкалоиды, смолы, стероиды и другие вещества. И совсем не имеет значения, получены они из цветков или корней целого растения или из искусственно выращенной ткани. Более того, иногда в культивируемых клетках нужных веществ содержится значительно больше, чем в клетках целых растений. К тому же в этом процессе полностью исключается сезонность в работе, ведь выращивание «растений в пробирке» не зависит от времени года, климата, состава почвы. Умные машины подбирают все необходимое, чтобы клеткам всегда было хорошо. Многие растения, для которых разрабатываются методы выращивания изолированных тканей и клеток, — либо жители далеких стран, откуда приходится завозить дорогостоящее сырье и готовые лекарства, либо редкие, исчезающие растения. Например, раувольфия змеиная растет в Гималаях, Индии, Бирме, Индонезии. В корнях этого вечнозеленого кустарника содержится более 30 алкалоидов. Такие из них, как резерпин, аймалин, назначают при лечении гипертонии, в качестве снотворного и как средство, успокаивающее центральную нервную систему. Поэтому успехи работ с культурой клеток раувольфии дали возможность получать у нас и резерпин, и аймалин. В культивируемых клетках аймалина содержится в два с лишним раза больше. Это очень важно.
Родина барвинка розового — Индонезия, остров Ява. Некоторые из 50 его алкалоидов обладают очень важными целебными свойствами. Как знать, может быть, именно они дадут возможность побороть тяжелые недуги, которые с трудом поддаются лечению! Алкалоиды барвинка розового тоже научились получать из культивируемых клеток.
Растения из рода диоскорея, два вида которых есть в нашей стране, содержат различные органические соединения. Однако для медицины основное значение имеют обнаруженные в них стероидные гликозиды. Препараты, содержащие сумму этих гликозидов, были введены в медицинскую практику для лечения и профилактики атеросклероза.
Интенсивные заготовки диоскореи кавказской перевели ее из категории довольно обычного растения Западного Кавказа в редкое. Другой вид — диоскорея японская в диком виде растет только на Дальнем Востоке. И диоскорею стали выращивать методом культуры ткани.
Знаменито травянистое растение дальневосточной тайги панакс женьшень, которое мы больше привыкли называть просто — женьшень.
На протяжении трех тысячелетий собирали его чудодейственные корни. Растет женьшень разреженно, его очень трудно отыскать в густой траве. Обычно до десятилетнего возраста у него бывает всего два листа, только на десятом году жизни появляется третий. У двадцатилетних растений на стебле бывает четыре листа. Именно с этого времени, по мнению китайских врачей, корень его начинает набирать целебную силу. Растения с шестью листьями встречают чрезвычайно редко. Им не дают так долго расти: находят сборщики и выкапывают.
На плантациях женьшень впервые стали выращивать в Корее. Было это давно. Сейчас в некоторых местах созданы небольшие женьшеневые плантации. Но промышленности не хватает сырья. Подключили культуру ткани этого растения. Масса (тканевые образования клеток) женьшеня растет в сотни раз быстрее, чем целое растение. Это и спасает растение от полного истребления в природе, заменяет его дорогостоящее искусственное разведение. Выращивание ценного корня ведут уже не только лабораторные установки, пущены первые опытно-промышленные линии, поставляющие сырье медикам и парфюмерам. С помощью культуры клеток можно сохранять исчезающие на Земле растения.