Медицинская микология / Феофилова, Е. П. Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных препаратов из мицелиальных грибов

Внастоящеевремяхитиниегодеацетилированноепроизво- дное–хитозан–широкоиспользуетсявмедицинеикосметике.

Какипочтивсегрибныеполисахариды, хитинобладаетим- муномодулирующейипротивоопухолевойактивностями.Кроме того, хитиновые покрытия защищают от γ-излучения, но наи- более привлекательным свойством этого полиаминосахарида, благодарякоторомуонвнастоящеевремяширокоиспользуется

втерапии, является активно выраженная ранозаживляющая способность. В пластической хирургии при закрытии раневых поверхностей с XIX века по 1990 год использовали концентри- рованные растворы перманганата, что вызывало у пациентов отек мягких тканей, трещины и даже кровотечение. Теперь в послеоперационномпериодедлязакрытияэпидермальнойили дермальнойраныприменяютсяхитозановыепокрытия,которые приналожениинакожуобразуютполупроницаемуюмембрану, через которуювыходитпослеоперационный экссудат,чтодало возможность не применять перманганат. Кроме того, хитин и хитозанявляютсяактивнымначаломвлекарственныхсредствах, применяемыхдлялеченияожогов ирандругойэтиологии. На- пример, препаратом такого назначения является «Микоран», разработанныйвИнститутемикробиологииРАН.Егополучают биотехнологическимспособом. В качествепродуцентаисполь- зуется мукоровый гриб Blakeslea trispora (см. далее).

Впоследниегодыинтересымедиковбылисостредоточенына изучении лентинана. Этот препарат представляет собой веще- ство,плохорастворимоевводеиимеющеемолекулярнуюмассу 100000Да.Частичныйгидролизмуравьинойкислотойпозволяет получать БАВ, названное малым лентинаном, с молекулярной массой 16200 Да, растворимый в воде. Лентинаны содержат D-глюкозныеостатки,соединенныеβ-1,3-глюкозиднымисвязя- ми; какбылоустановленопозже, в небольшомколичествепри- сутствуют также и β-1,6-связи. Противоопухолевая активность значительно более выражена у малого лентинана. Особенно эффективной оказалась комбинация лентинана и интерлей- кина 2. Эти данные были настолько обнадеживающими, что предположили, что найдено совершенно новое направление в иммунотерапии рака.

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

122Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных...

В1978 г. из мицелия L. edodes был получен новый препарат, такжеингибирующийростсаркомиобладающийиммуномоду- лирующейактивностью,состоящийизбелковыхцепей,который назвали К8-2. Высокомолекулярныеполисахаридысподобным действиемвыделеныииздругихгрибов,напримеризвешенки,

из Coriolus versicolor, а также из Ganoderma lucidum (водорас-

творимый разветвленный глюкан, содержащий β-1,3-; β-1,4- и β-1,6-связи),изFlammulina velutipes (фламмулинсмолекулярной массой 24000 Да, представляющий собой одиночный белок). Биологической активностью обладают также гетерогликаны, выделенные из плодовых тел Hericium erinaceum, белкосодер- жащийполисахаридизгрибаPleurotus osreatus иполисахариды

Hohenbuehelia sp. Из гриба Tricholoma mongalicum был изоли-

рован полисахарид (РSP).

Наибольшеечислополисахаридов-иммуномодуляторовбыло получено из гриба Ganoderma lucidum, широко известного на Востоке.Препаратганодерон–иммуномодуляторизG. lucidum – индуцировалбелокспротивоопухолевойактивностью.Интерес- ноотметить, что почти все вышеуказанные соединения, кроме иммуномодулирующей и противоопухолевой, обладали еще и антивирусной активностью, это, например, полисахарид К8-2 иэритаденин. Репликациювирусов подавляютидругиепрепа- раты,полученныеизбазидиомицетов.Такимобразом,угрибов иммуномодулирующей и противоопухолевой активностями обладалиполисахаридыибелки,связанныесполисахаридами, причемактивныепротивракаполисахаридыотличалисьвысо- кой молекулярной массой и большей` растворимостью в воде.

Наиболее изучен механизм действия грибных глюканов. Предполагается, что первичными акцепторами грибных поли- сахаридовявляютсяоргано-илитканеспецифичныемакрофаги, причем,возможно,глюканыактивируютисамимакрофаги.Это, всвоюочередь,объясняетблагоприятныйэффектглюкановпри профилактикеострыхстрессовыхсостояний,таккакактивиро- ванные макрофаги контролируют метаболизм кортикостерои- дов и кислых гидролаз.

Следует, однако, отметить, что каждый из указанных выше глюканов (лентинан, шизофиллин идр.) имеютсвоиспецифи-

http://www.mycology.ru

ческие особенности биологического действия. Так, лентинан не оказывал прямого цитотоксического действия на клетки опухолей. Такой эффект лентинана связан с взаимодействием

сТ-клетками и активностью тимус-зависимого иммунного механизма. Другой β-глюкан, полученный в Японии из Grifola frondosa, является активатором макрофагов и стимулятором цитокинов.Внастоящеевремяпредполагают,чтомногиегрибы образуютиммуномодуляторы – цитокины – иявляются медиа- торами иммунных свойств белков invivo.

Поэтомумногиеисследователи,работающиеслекарственны- ми веществами грибов, приходят к выводу, что противоопухо- леваяактивностьгрибныхполисахаридовсвязанасактивацией иммуннойсистемыиобразованиемиммунныхбелков.Всвязис этимследуетуказатьнаоднуизпоследнихработ, в которойиз- учали экстракт из гриба Polyporus squamosus, названный PS64. Этот препарат рассматривают как новый иммуномодулятор и считают, что его следует применять для лечения больных с аутоиммунными заболеваниями. Целесообразноотметитьеще одно интересное наблюдение, сделанное в процессе накопле- ния данных об условиях культивирования и хранения грибов

сполезными медицинскими свойствами. На примере L. edodes показано, что выращивание и, особенно, хранение базидиом при более низких температурах увеличивает у них содержание противоопухолевых полисахаридов.

Такимобразом,основнымивеществамигрибов,влияющими наиммуннуюсистему,являютсяполисахаридыибелки.Следует особоуказать,чтополисахаридыгрибовнедействуютнепосред- ственнонараковыеклетки,астимулируютпротивоопухолевую системуорганизма, точнее, активность макрофагов. Этобелые клетки крови, которые «пожирают» иуничтожаютпатогенные микроорганизмы,вирусыит.д.,оказывающиевлияниенафунк- ционирование таких жизненно важных органов, как печень и селезенка. Исследования, проведенные в конце 90-х годов ХХ века, подтвердили, что такие грибы как L. edodes, P. ostreatus, Ganoderma lucidum, F. velutipes, Tremella faciformis, Schizofillum commune идр.оказываютвлияниенаактивностьмакрофагови стимулируют иммуннуюсистему.

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

124Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных...

Внастоящее время противоопухолевые препараты на ос- нове мицелиальных грибов производятся во многих странах. В Японии почти 30% препаратов для лечения онкологических заболеваний получают из грибов. А уникальный гриб сиитаке включен правительством Японии в программу «Здоровье на- ции», какодиниздевятипрепаратов,укрепляющихздоровьеи увеличивающих продолжительность жизни. Противораковая способность грибов активно исследуется в России – в ГНЦ по антибиотикам(ГНЦА,Москва),ГУИвановскийНИИматерин- ства и детства имени В.Н.Городкова Ивановской государствен- ноймедицинскойакадемии,наУкраине–вИнститутеботаники имени Н.Г. Холодного НАН Украины.

Впоследниегоды в связисдиагностикой раковых заболева- ний медики проявляют интерес к лектинам грибов. Лектины

– это гликопротеины неиммунной природы, которые агглю- тинируют клетки, а также преципитируют полисахариды или глюкоконъюганты. Лектины использовались ранее в научных целях, например при изучении строения полисахаридов или гликопротеинов. В медицине лектины грибов используют для точечной противоопухолевой терапии, такимлектином может бытьN-ацетилгалактозамин-специфическийлектин,выделен- ныйизплодовыхтелGrifola frondosa.Интересно,чтоэтотлектин оказываетцитотоксическоедействиевотношенииклетокНеLa, что является результатом связывания лектина с углеводными доменами клеток.

Противораковыйэффектоказываюттакжеинекоторыетер- пеноидыбазидиомицетов.Наиболееперспективныетерпенои- ды из Ganoderma, имеющиеланостатиновуюоснову, например ганодеровые кислоты R, T, U-2, выделенные из погруженной культурыэтогогриба,ингибируютростклетокгепатомыinvitro.

Впоследниегодывниманиеонкологов привлекаетцитоток- сическийпрепарат«ИллудинS»(трициклическийтерпеноид), егоназываюттакже«Лантерол».Этоттерпеноидимеетуникаль- ный механизм воздействия на раковые клетки: первоначально он связывается с глютатионом, далее активированная форма конъюгирует с ДНК, в результате ингибируется репликация ДНК, и раковая клетка гибнет.

http://www.mycology.ru

Однако «Иллудин S», как и многие антираковые препара- ты, очень токсичен, и не может применяться как медицинское средство. В настоящеевремя получен менеетоксичныйаналог, названный НГ-29 ГМАФ. Он оказывает ярко выраженный те- рапевтическийэффекти проходитмедицинскиеиспытания на пациентахвклинике.Полученныеданныепозволяютнадеяться, чтоизбазидиальныхгрибовможетбытьполученновыйэффек- тивный препараттерпеноидной природы.

Внастоящеевремяэтиисследованияактивнопродолжаются

вмедицинских центрах Японии. Ниже приводится перечень грибов, обладающих противораковой активностью (см. Табл. 16).

Таблица16.Грибы,обладающиепротивораковойактивностью

Как видно из приведенных в таблице данных, вешенка об- ладает достаточно высокой антиканцерогенной активностью

ипредставляет интересдля созданиялекарственных средств.

2.3.Пищевыеволокнавысшихбазидиальныхгрибов

Пищевыми волокнами называют высокомолекулярные биополимеры, которые не перевариваются в желудочно-ки- шечномтракте, невсасываютсяивыводятсяизорганизма. Пи- щевые волокна представлены у высших базидиальных грибов β-глюканами,хитиномигетерополисахаридами(полиурониды). Эти соединения могут составлять до 50% от веса сухой био- массымицелия. Всвязистем,чтосуществуеткатегориялюдей, обладающих синдромом непереносимости грибов, более пер-

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

126 Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных...

спективнымявляетсяиспользованиепищевыхволокон–хитин- глюканового комплекса.

В настоящее время пищевые волокна базидиомицетов рас- сматриваются как очень ценные в медицинском отношении вещества, которые могут предупредить возникновение рака прямой и толстой кишки. Действие пищевых волокон грибов можно объяснить адсорбированием вредных для организма веществ, в том числе и канцерогенных. Этой особенностью обладают в большей степени хитиновые нити (хитин грибов – высокоактивный сорбент не только канцерогенов, но и ионов тяжелых и радиоактивных металлов). Сорбционные свойства хитина значительно увеличиваются в комплексе с глюканами, причем наличие хитин-глюканового комплекса способствует усилению «слабительного» эффекта.

Такимобразом,пищевыеволокнагрибов,представленныехи- тин-глюкановымкомплексом,являютсясвоеобразной«щеткой», способствующей очистке пищевого тракта, чему в настоящее времямедикипридаютособоезначение,рассматривая«вялый» желудочно-кишечныйтракткакфакторонкологическогориска.

Начиная с 2006 г. в совместных исследованиях ЦКБ РАН и ИНМИ РАНпроверялосьдействиепищевыхволоконизвешен- ки: проводились анализы кала на дисбактериоз, определяли липидный спектр, гликированный гемоглобин, содержание глюкозы в крови, вес тела, индекс массы тела. В результате исследований отмечена тенденция к снижению массы тела, нормализация уровня липопротеинов низкой плотности, три- глицеридов.Клиническиенаблюдениязапациентамипоказали хорошуюпереносимостьпрепаратаиотсутствиенежелательных побочных явлений. Пациенты отмечали уменьшение чувства голода,некотороеснижениеаппетита,улучшениеработыжелу- дочно-кишечноготракта,уменьшениедиcпепсическихявлений, тенденциюкнормализациистула.Упациентовссахарнымдиа- бетомпищевыеволокнагрибовпомогалистабилизацииуровня сахара в крови, сглаживая колебания гликемии в течениедня.

Следуеттакжеотметить,чтообогащениепищигрубымипи- щевымиволокнамиспособствуетснижениюуровняхолестерина в крови. Напомним, что высокий уровень холестерина – это

http://www.mycology.ru

фактор риска, приводящий к развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

2.4. Препаратыиз грибов какрегуляторы деятельностисердечно-сосудистойсистемы

иуровняхолестеринав крови

Внастоящеевремянапервомместевмирестоитсмертность откоронарнойнедостаточностиидругихсердечно-сосудистых заболеваний. Высокийуровень холестеринав кровиоказывает отрицательноевлияниенасостояниеартерийиявляетсяодним из факторов риска развития этих заболеваний.

Борьба с высоким уровнем холестерина в крови включает дваэтапа:

•Создание диеты, содержащей мало жиров, насыщенных жирных кислот и обогащенной растительными волокна- ми. Несомненный эффект оказывает введение в рацион грибных блюд.

•Лекарственнаятерапия,т.е.введениемевинолина(ловаста- тина). Этот препарат получают из съедобных грибов рода Pleurotus, причем самое высокое содержание ловастатина найденоу P. ostreatus.

Ловастатин–непрямойингибиторсинтезабелкаииндуктор апоптозаунекоторыхтиповклетокмлекопитающих.Былоуста- новлено,чтовведениевпищевойрацион2–4%грибовP. ostreatus приостанавливаетнакоплениеуглеродаитриацилглицеринов, как в сыворотке, так и в печени животных с экзогенной, эндо- генной или генетически обусловленной гиперлипидемией.

Значительный интерес представляют данные о том, что во- дные вытяжки из P. ostreatus показали тот же эффект in vitro. Потребление грибов также снижает атеросклеротический эф- фектна 20–40% в сывороткекровиупациентов сишемической болезньюсердца. Активнымначалом, вероятно,являетсялова- статин, который, как отмечалось выше, в большом количестве содержится в плодовых телах культивируемых видов вешенки, причемэтовеществолокализованов шляпкегрибаиегоочень мало в ножке.

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

128 Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных...

Такимобразом,плодовыетелаP. ostreatus можнорекомендо- ватькакприродноесредство,снижающееуровеньхолестерина.

В базидиомахL. edodes такжесодержитсясредство,снижаю- щее уровень холестерина. Это – эритаденин (лентинацин или лентизин). Егодействие связанонесингибированиемсинтеза холестерина,аскореесусилениемвыведенияэтогонейтрально- голипидаизорганизмаилиегометаболическимразрушением.

Липидемической активностью обладают также экстракты из Tremella faciformis, причемуэтогогрибанаиболееактивные экстрактыполучалиизспор.Относительнонедавнонайденпро- дуцентLecanicillium sp.16,коплексныйпрепаратизмицелиаль- ной массы которого проявляет высокую гиполипидемическую активность,превышающуюактивностьловастатинапочтив100 раз. Активным началом препарата является комплекс необыч- ных жирных кислот. Установлено наличие коньюгированных жирных кислот С18:2, содержание которых достигает 50,64%, а также олеиновой кислоты и разветвленных жирных кислот (М.В. Бибикова, И.А. Спиридонова).

2.5. Антидиабетическийэффект препаратов из грибов

Диабет–давноизвестноезаболевание,которымвнастоящее время болеет приблизительно 250 млн. человек. В последнее время – это наиболее распространенное заболевание в США,

вто же время в Китае и, особенно, в Японии сахарный диабет являетсядостаточноредкимзаболеванием.Медики объясняют этоособенностями пищевого рациона и, в частности, высоким содержаниемвпищегрибов.Наиболеераспространенныелекар- ствапротивдиабета–инсулинирядсинтетическихпрепаратов. Однако в последние годы появляется все большеданных о воз- никновении«устойчивости»кхимическимантидиабетическим препаратам и об отсутствии их пролонгированногодействия.

Антидиабетическим действием обладает гриб Grifola frondosa.Угруппыдобровольцев,врационкоторыхвходилэтот гриб,верхнийуровеньглюкозывкровипосле15и30минутбыл

в0,64 и 0,76 раза ниже, чем в контрольной группе. Этот тест и другие (определение абсорбционной активности глюкозы

http://www.mycology.ru

и т.д.) позволили заключить, что антидиабетический эффект грибов обусловлен не ингибированием всасывания глюкозы, а процессом метаболизмасорбированной глюкозы.

Ганодеран А и Б – глюканы из плодового тела Ganoderma lucidum – значительно понижают уровень сахара в плазме. Из погруженного мицелия Trametes versicolor выделен препарат аналогичного действия кореолан (β-глюкан, связанный с бел- ком),показавшийвысокуюактивностьприэкспериментальном диабете.

2.6.Антибактериальная, антивирусная

иантипаразитарнаяактивностьгрибов

Многочисленная группа грибов образует более 2500 анти- биотических веществ разнообразного химического строения, но только небольшая их часть нашла в настоящее время при- менение в медицинской практике. Но, тем не менее, именно грибыоткрыличеловечествуновуюобласть медицины – анти- биотикотерапию,а«виновником»былгрибPenicillium notatum, у которого, по наблюдению А. Флеминга (1929), культуральная жидкость подавляла рост патогенных кокков. Содержащееся в культуральной жидкости гриба вещество назвали пеницил- лином. Но еще до открытия этого лекарственного препарата зеленуюплесеньиспользовалиплеменамайя,авРоссииделали сдревнейших времен присыпку, состоящую из специально вы- ращенной грибной плесени. Необходимо отметить, что путь к применениюантибиотиковвмедицинепроложилисульфамид- ныепрепараты,средикоторыхкрасныйстрептоцид–пронтозил

– был первым эффективным антибактериальным лекарством, успешнопримененнымдлялечениятяжелыхстрептококковых инфекций.

В 40-е годы в СССР в лаборатории биохимии микробов Все- союзного института экспериментальной медицины под руко- водством З.В. Ермольевой был выделенпервыйотечественный пенициллин,которыйначалактивноприменятьсядлялечения ран во время Великой отечественной войны. В 1945 г. был раз- работан способ получения пенициллина при глубинном куль- тивировании продуцента, причем советский штамм отличался

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

130 Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных...

большейпродуктивностью,чеманглийский.Восновуполучения промышленногопенициллинабылположенпринципдвухфаз- ностипротеканиямикробиологическихпроцессов,предложен- ный академиком В.Н. Шапошниковым.

Необходимо отметить, что именно производство антибио- тиков стало революционным событием в развитии не только отечественной, но и мировой биотехнологии. Разработка био- технологии получения пенициллина впервые показала, что глюкозаможетвыступатькаккатаболитныйрепрессориснижать выход антибиотика, поэтому в качестве единственного источ- ника углерода в ферментационной среде впоследствии стала использоватьсялактоза.

При этом впервые обратили внимание на то, как влияет на выход конечного продукта скорость потребления источника углерода и продукты автолиза мицелия. Еще одним приемом повышения синтеза пенициллина стало добавление его пред- шественников, в частности фенилуксусной кислоты, которая повышает выход антибиотика на 30–35%. В результате выход пенициллинаудалосьповыситьс20Ед./млкультуральнойжид- костидо 55 Ед./мл.

Средиантибиотиков грибногопроисхождениянаибольший интересдлямедициныпредставляетгруппаβ-лактамныханти- биотиков,ккоторойотносятсяпенициллиныицефалоспорины. В настоящее время из природных источников частичным или полнымсинтезомудалосьполучитьоколо10тысячсоединений, имеющихβ-лактамноекольцо,изкоторыхбольшаячастьнашла применение в клинике. К группе β-лактамных антибиотиков относятсятакжецефалоспорины, образуемыегрибами из рода Cephalosporium. Основным продуцентомявляется полученный в1943г.Acremonium chrysogenum.Цефалоспориныдействуютна грамположительныеиграмотрицательныебактерии,ноиханти- биотическая активность несколько ниже, чем у пенициллина.

Грибы образуют также антибиотики, не относящиеся к β-лактамным. Это, например,фумагиллин, которыйотносится к группе полиеновых соединений (он особенно интересен тем, что обладает и противораковой активностью), трихотецин, образуемый Trichothecium roseum, фузидиевая кислота, проду-

http://www.mycology.ru