Яковлев Г.П. (ред.) Большой энциклопедический словарь лекарственных растений. Учебное пособие

Наряду с документами ВОЗ, существует блок европейских документов, посвященный различным аспектам оценки безопасности, эффективности

икачества фитопрепаратов (рис. 2).

•CHMP (Committee for medicinal products for human use)/CVMP (Committee for medicinal products for veterinary use) EMEA (European Medicines Agency).

•Guideline on specifications: test procedures and acceptance criteria for herbal substances, herbal preparations and herbal medicinal products/traditional herbal medicinal products, 2006.

•Guideline on quality of herbal medicinal products/traditional herbal medicinal products, 2006.

•Guideline on non-clinical documentation for herbal medicinal products in applications for marketing authorization (bibliographical and mixed applications) and in applications for simplified registration, 2006.

•Guideline on quality of соmbination herbal medicinal products/traditional herbal medicinal products, 2007.

•Concept paper on development of a guideline on the assessment of genotoxic constituents in herbal substances/preparations, 2007.

Рис. 2. Методология оценки безопасности фитопрепаратов в документах ЕС

Сформулированы рекомендации к испытаниям фитопрепарата на каждой стадии его изготовления, которые должны быть отражены в спецификациях. К аспектам безопасности относят: правильность фармакогностической идентификации сырья (ботаническая, макро/микроскопическая и фитохимическая), исключающей ошибочное присутствие родственных или примесных источников растительного сырья, и оценку профиля токсикологически значимых соединений: БАВ, примесных БАВ и продуктов деструкции БАВ. При невозможности проведения индивидуальной идентификации БАВ предусматривается их «групповая оценка» и необходимость наличия характеристических хроматограмм (fingerprint chromatograms).

Подчеркнута особая важность предварительного библиографического поиска всей доступной информации по безопасности фитопрепарата, включенной в фармакопеи (в том числе специализированные фитофармакопеи) и справочные издания (рис. 3). В указанных изданиях сведения о доклиническом и клиническом изучении, противопоказаниях к применению, возможном побочном действии, рекомендуемых дозах и курсах применения приводятся в соответствии с описанием конкретного продукта растительного происхождения (характеристики сырья и экстракта, описание состава БАВ).

•WHO Monographs on Selected Medical Plants.

•Monographs on medical uses of plant drugs ESCOP.

•The Complete German Commission E Monographs — Therapeutic Guide to Herbal Medicines.

•Martindale The Extra Pharmacopoeia.

•Фармакопеи.

Рис. 3. Источники авторитетной информации о различных аспектах безопасности фитопрепаратов

681

Современные фитопрепараты чрезвычайно разнообразны по составу и представляют собой как лекарственные формы индивидуальных высокоочищенных БАВ, так и суммарные экстракционные препараты и их различные комбинации. В состав лекарственных форм входят различные вспомогательные вещества. Для производства фитопрепаратов, в том числе на этапе экстракции, используются новые технологии, например токсичные растворители в качестве экстрагентов. При введении лекарственных растений в культуру применяются современные агротехнические приемы с использованием пестицидов, фумигантов. При заготовке дикорастущего сырья нельзя не учитывать особенности современной экологической обстановки и возможность наличия различных экотоксикантов в среде произрастания лекарственных растений.

Первым критерием безопасности фитопрепарата является регуляторный статус/официнальность природного сырья — юридическое признание разрешения его медицинского применения. Факт включения монографии на сырье в фармакопею означает определенный уровень его доклинической и клинической изученности и стандартизации. Согласно современным представлениям отечественных и зарубежных нормативно-правовых документов, уровень изученности эффективности и безопасности фитопрепаратов, а также уровень их качества и стандартизации не должны быть ниже уровня изученности, качества и стандартизации лекарственных препаратов, полученных другим путем. Оптимальный объем доклинических исследований безопасности современного фитопрепарата включает в себя определение не только общетоксических характеристик, но и специфической токсичности: репродуктивной токсичности, генотоксичности, аллергизирующих и иммунотоксических свойств, канцерогенного потенциала, т. е. тех характеристик, риск которых не может быть оценен только на основании опыта медицинского применения фитопрепаратов.

Особенность оценки безопасности фитопрепаратов связана с особенностями их состава. Так, индивидуальный высокоочищенный фитопрепарат представляет собой комплекс двух-трех биологически активных родственных соединений. Монопрепарат, являющийся извлечением из одного вида сырья, представляет собой комплекс БАВ гидрофильной и липофильной природы, а также комплекс БАВ с сопутствующими веществами, играющими важную роль в терапевтической активности препарата. В зависимости от используемых условий экстракции (вид экстрагента, соотношение сырье/экстрагент, температура, время), из одного и того же вида сырья можно получить экстракционный продукт с разным составом биологически активных и сопутствующих веществ. В связи с этим индивидуальный профиль действующего начала зависит от целой цепочки условий: индивидуальных характеристик источника получения — ботанических характеристик (вид производящего растения, вид сырья), особенностей технологических характеристик (процессы ферментации, экстракции, очистки и т. д.). В зарубежных документах подчеркнута зависимость состава действующего начала фитопрепарата и от географических и климатических характеристик (места и условий произрастания). В связи с этим важным понятием является «стандартизованный экстракт» — экстракт, полученный по определенной технологии, оцененный с учетом определенных критериeв стандартизации, сведения о котором включены в зарубежные фармакопеи и степень изученности которого соответствует современным требова-

682

ниям. В документах ЕМЕА указано на относительность критериев стандартизации фитопрепаратов, не всегда коррелирующих с их эффективностью и безопасностью. В этом случае используют аналитические вещества-маркеры или оценивают активность продукта в целом, предусмотрена и оценка токсикологически значимых эндогенных примесных соединений и продуктов деструкции БАВ.

Несравнимо бо€льшую часть номенклатуры фитопрепаратов по сравнению с препаратами, полученными другим путем, представляют комбинированные ЛС, в том числе комбинации с компонентами неприродного происхождения, что определяет сложный и часто небезопасный характер их взаимодействия. Оптимальной с точки зрения отечественной фитотерапии является композиция из 3—5 хорошо изученных компонентов. Зарубежные комбинированные препараты растительного происхождения, которые можно условно называть «западными», также представляют собой комплекс двух-трех стандартизированных экстрактов. Препараты традиционной «восточной» медицины чаще всего представляют собой мультикомплексы экстрактов (4—12 компонентов) или экстракт из комбинации нескольких видов сырья в сочетании с сырьем животного или минерального происхождения. В состав комбинированных препаратов традиционной медицины входят в большом количестве виды сырья, содержащие сильнодействующие и ядовитые БАВ. Кроме того, экстракты растительного происхождения широко представлены в составе витаминно-минеральных комплексов.

Особенностью современного фитопрепарата является и возможность наличия в его составе токсикологически значимых контаминантов, различных по источнику происхождения: это и загрязнители окружающей среды, и остаточные агрохимикаты, и токсичные компоненты процесса производства (рис. 4).

Химические контаминанты:

—тяжелые металлы и неметаллы (свинец, кадмий, ртуть, хром, мышьяк, нитриты);

—радионуклиды;

—биологические токсины (микотоксины, бактериальные ток-

сины).

Биологические контаминанты:

—микроорганизмы (бактерии, грибы);

—животные (паразиты, насекомые). Органические растворители.

Агрохимические контаминанты:

—пестициды (инсектициды, гербициды, фунгициды);

—фумиганты;

—агенты, контролирующие заболеваемость растений (проти-

вовирусные агенты).

Рис. 4. Возможные виды контаминантов современного фитопрепарата (WHO guidelines for assessing quality of herbal medicines with reference to contaminants and residues, 2007)

В соответствии с международным подходом содержание контаминантов в фитопрепарате должно нормироваться и контролироваться. В связи с наличием разных подходов к нормированию контаминантов в разных

683

странах, проблема выбора пределов их допустимого содержания в фитопрепаратах представляет серьезную проблему при формировании национального подхода к оценке безопасности фитопрепаратов.

Сложность в интерпретации побочных эффектов современных препаратах обусловлена и сложностью их состава. В связи с этим при оценке риска медицинского применения фитопрепаратов необходимо учитывать возможность побочных эффектов, обусловленных присутствием в составе препаратов токсикологически значимых БАВ, в первую очередь для групп пациентов особого риска (дети, пожилые пациенты, женщины в период беременности и грудного вскармливания, пациенты с аллергией, повышенной индивидуальной чувствительностью и пациенты с определенными заболеваниями в анамнезе) (рис. 5).

•Алкалоиды (с атомом азота в боковой цепи, производные пиридина, хинолина, изохинолина, хинолизидина, индола, пурина, пиролизидина);

•антраценпроизводные;

•фитогормоны;

•эфирные масла;

•кумарины.

Рис. 5. Потенциально токсичные БАВ

В документах ЕМЕА (рис. 6) описан потенциальный риск применения фитопрепаратов, содержащих генотоксичные канцерогены (фурокумарины, метилэвгенол, эстрагол, азарон), приведены нормы допустимого содержания и рекомендации по ограничению применения, в том числе в детском возрасте, в период беременности и лактации.

•Метилэвгенол (некоторые виды аира, полыни).

Public statement on the use of herbal medicinal products containing methyleugenol (2005).

•á- и â-Азарон (аир болотный).

Public statement on the use of herbal medicinal products containing asarone (2005).

•Эстрагол (укроп аптечный — плоды и эфирное масло, мирт обыкновенный — растение).

Public statement on the use of herbal medicinal products containing estragole (2005).

Фотогенотоксичность и фотоканцерогенность.

•Фурокумарины (дудник = дягиль обыкновенный = д. лекарственный) Reflection paper on the risks associated with furocoumarins contained in preparations of Angelica archangelica L. (2007).

Рис. 6. Природные генотоксичные канцерогены

Необходимо отметить, что фактор вспомогательных веществ для фитопрепаратов также может являться причиной риска их медицинского применения. Фитопрепараты относятся к категории ЛС, применение которых часто предусмотрено длительными повторными курсами, в качестве профилактических средств, в детской и гериатрической практике, в периоды беременности и лактации, для использования без назначения врача

684

Приложение 5

ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ1

Внедрение современных технологий и химизация всех сфер жизни общества неизбежно сопряжены с поступлением в окружающую среду разнообразных чужеродных химических веществ. Это ведет к накоплению различных токсикантов во всех звеньях биосферы, нарушает экологическое равновесие в природе и здоровье человека. Лекарственные растения в условиях повышенного техногенного загрязнения среды также способны накапливать различного рода токсиканты, среди которых одни из наиболее опасных — тяжелые металлы и пестициды. Полученные в середине прошлого века первые объективные данные о накоплении этих токсикантов в лекарственных растениях послужили началом изучения их как объектов экологического мониторинга. В результате воздействия антропогенных факторов на все звенья природной среды изменились экологические условия в районах промышленных заготовок лекарственного растительного сырья. Как следствие этого, в сырье, собранном с таких зарослей, стали обнаруживаться значительные концентрации экотоксикантов.

Экотоксиканты — это чужеродные для человека и животных соединения, циркулирующие в биосфере в результате хозяйственной деятельности человека и обладающие высокой токсичностью.

Проблема загрязнения лекарственного растительного сырья экотоксикантами носит комплексный характер и включает ряд взаимосвязанных аспектов (технологический, аналитический, законодательный и др.). С фармакогностической точки зрения наиболее важна оценка качества сырья лекарственных растений по содержанию тяжелых металлов и других токсикантов с учетом воздействия многочисленных внутренних и внешних факторов.

К числу наиболее опасных экотоксикантов относятся тяжелые металлы и пестициды, а их содержание в лекарственном растительном сырье (ЛРС) и фитопрепаратах может представлять реальную опасность для здоровья людей.

Тяжелые металлы — это элементы-металлы с атомным номером более 20 и атомной массой более 40. Вместе с тем, в лекарственных растениях содержатся многие элементы-металлы, являющиеся незаменимыми для биологических систем, и поэтому их присутствие не связано с экологическими причинами. Это большая группа металлов, в которую входят физиологически необходимые элементы Zn, Cu, Mn, Fe, Co, Мо, а также Pb, Ni, Cd, Hg, необходимость которых для растений и людей пока не доказана. В незначительных концентрациях эти элементы токсичны для растений и располагаются по степени токсичности в убывающем ряду: Cu > Ni > > Cd > Zn > Pb > Hg > Fe > Mo > Mn. Они поступают в растения из природных и антропогенных источников.

1 Автор — И. В. Гравель. Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова, Москва.

686

Отечественные и зарубежные ученые одним из проявлений антропогенных воздействий на лекарственные растения считают присутствие в них тяжелых металлов, особенно таких, как свинец, кадмий и ртуть.

Отсутствие пределов естественного накопления тяжелых металлов

врастениях явилось предпосылкой для проведения соответствующих исследований в ряде регионов СНГ пищевых и лекарственных растений с целью разделения понятий «загрязненное» и «незагрязненное» сырье. Как показали исследования, наблюдаемые высокие концентрации тяжелых металлов в растениях не являются определяющими факторами неблагоприятного санитарно-гигиенического состояния фитоценозов, а представляются частью комплекса антропогенных нагрузок, которые различны в разных регионах.

Обобщенные литературные данные свидетельствуют, что лекарственные растения и сырье, заготовленные в различных регионах, существенно различаются по содержанию отдельных тяжелых металлов.

Эти различия обусловлены отчасти индивидуальными биологическими особенностями видов, а с другой стороны — экологическим состоянием природной среды.

Исследования лекарственных видов, произрастающих в условиях сильного антропогенного загрязнения, показали, что, в зависимости от вида загрязнения территории произрастания, лекарственные растения поглощают металлы избирательно. В частности, в условиях нефтезагрязнения тундровой зоны поглощение кадмия хвощом полевым увеличивается

в1,5 раза, марганца — в 2 раза, свинца — в 1,2 раза, кобальта — в 1,3 раза, цинка и никеля — практически не изменяется, в то время как в тысячелистнике наблюдается увеличение содержания кадмия в 2,7 раза, кобальта — в 4,1 раза, никеля — в 1,6 раза, свинца, цинка — практически не изменяется, а марганца — снижается в 1,2 раза.

Спозиций оценки экологической чистоты лекарственного растительного сырья, прежде всего необходимо определение концентраций кадмия, свинца и ртути. Эти элементы относятся к приоритетным загрязнителям биосферы, подлежат первоочередному контролю в пищевых продуктах и пищевом сырье и для многих территорий России являются экологически значимыми.

Концентрации тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье в ряде случаев превышают таковые в кормовых травах и овощах (табл. 1).

Таблица 1

Содержание токсичных металлов в овощах и кормовых травах

Источники поступления экотоксикантов в растения. К природным источникам относятся: ветровая эрозия почв и горных пород, вулканическая деятельность, лесные пожары, диспергирование морской воды и некоторые другие процессы. Все они загрязняют растения тяжелыми метал-

687

лами преимущественно через почву. Большинство тяжелых металлов относятся к рассеянным элементам, содержащимся в горных породах в небольшом количестве. Проникая в избытке в растения, тяжелые металлы подавляют ход метаболических процессов, тормозят развитие, снижают продуктивность растительных организмов.

Среди основных антропогенных источников тяжелых металлов следует назвать: сжигание топлива (в том числе автотранспорт), добычу и переработку полезных ископаемых (преимущественно цветных металлов), черную металлургию, химическую промышленность, металлообработку, производство стройматериалов, энергии, сжигание бытового мусора. Из них целенаправленно изучалось влияние на лекарственные растения автотранспорта и отдельных промышленных предприятий. На основании проведенных исследований не рекомендуется проводить заготовку лекарственного растительного сырья ближе 200—300 м от автомагистралей. Содержание тяжелых металлов в сырье, собранном в радиусе 3,5 км от центра выброса промышленного предприятия, существенно выше фонового, однако концентрации не достигали реально опасных для здоровья человека. По всей вероятности, это зависит от вида лекарственного растения и частей растений, используемых в качестве сырья.

Методы определения экотоксикантов в сырье. Содержание тяжелых металлов (Pb, Cd, Hg и др.) в лекарственном растительном сырье чаще всего определяют методом атомно-абсорбционной спектроскопии.

Для анализа содержания пестицидов (чаще всего это хлорорганические пестициды: á-, â-, ã-изомеры гексахлорциклогексана (ГХЦГ), гексахлорбензол (ГХБ), ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан) и его метаболиты (дихлордифенилхлорэтилен — ДДЕ и дихлордифенилдихлорметилметан — ДДД,

либо пестициды других классов, применяемые в культивировании лекарственных растений) используют метод газовой хроматографии.

Содержание экотоксикантов в почвах. Известно, что накопление ксенобиотиков в лекарственных растениях происходит при одновременном участии большого числа внутренних и внешних факторов, которые неодинаковы в разных местообитаниях. Одним из наиболее существенных факторов считают уровень содержания экотоксикантов в почвах.

Экологически значимые металлы — это чаще всего элементы с переменной валентностью — Fe, Mn, Cu, Co, Zn. Они являются незаменимыми для живых организмов, при этом ведущее значение имеют балансовые соотношения и сопутствующие факторы (подвижность в природной среде, присутствие антагонистов и токсичных элементов).

Среди обширной группы загрязняющих веществ, оказывающих влияние на природную среду, важное место занимают особо токсичные тяжелые металлы — Pb, Cd, Hg. Скорость миграции этих элементов в почве значительно ниже, чем в атмосфере, поэтому почвенный покров способен аккумулировать перечисленные металлы.

Концентрации пестицидов в почвах зависят прежде всего от использования в народном хозяйстве. Хлорорганические пестициды (гексахлорциклогексан, гексахлорбензол, ДДТ и его метаболиты, среди которых наиболее распространен ДДЕ), как показали исследования, присутствуют

востаточных количествах, не превышающих ПДК для почв. При этом р-изомер гексахлорциклогексана практически не обнаруживается

впочвах, а α-изомер ГХЦГ обнаруживается сравнительно редко. Обнару-

688

жение ДДТ в почвах может свидетельствовать о сравнительно недавнем применении этого пестицида.

Содержание экотоксикантов в лекарственном растительном сырье.

Проблема загрязнения лекарственного растительного сырья экотоксикантами (тяжелыми металлами, пестицидами и др.) носит выраженный региональный характер. Это обусловлено не только техногенной нагрузкой, но и почвенно-климатическими условиями регионов, а также биологическими особенностями самих растений. Уровни естественного содержания тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье варьируют в определенных диапазонах для каждого региона и определенным образом влияют на накопление действующих веществ, а возможно — и на терапевтический эффект получаемых лекарственных форм.

Ранее проведенные исследования (Н. И. Гринкевич с соавт.) показали, что химические элементы почвы оказывают значительное влияние на биосинтез действующих веществ в лекарственных растениях. В геохимических зонах с повышенным содержанием отдельных химических элементов в почвах лекарственные растения отличаются иным содержанием действующих веществ, а оптимальный синтез биологически активных веществ происходит только при определенных пределах концентраций и соотношениях элементов в растительном организме и среде.

Наблюдается определенная географическая приуроченность накопления отдельных элементов в растениях. Вместе с тем, при существенном возрастании содержания некоторых элементов в окружающей среде в техногенной зоне возможно снижение их концентраций в отдельных частях растений.

Основным источником пестицидов для растений являются почвы. Современная концепция защиты растений предусматривает снижение использования пестицидов и замены их на биопрепараты ростостимулирующего и иммуномодулирующего действия. Однако ранее внесенные в почву пестициды накапливаются в ней в результате различных физико-химиче- ских процессов (диффузии в кристаллические решетки минералов (глин), отложений в гумусах, проникновения в полости частиц гумуса). Кроме известных путей поступления пестицидов в почву, в качестве источников очень часто рассматривают дожди и туманы. Все это создает предпосылки для поступления пестицидов в растения.

Обобщенные литературные данные свидетельствуют, что лекарственное растительное сырье, заготовленное в различных регионах, существенно различается по содержанию отдельных тяжелых металлов. Эти различия обусловлены отчасти индивидуальными биологическими особенностями видов, а с другой стороны — экологическим состоянием природной среды (табл. 2).

ЛРС, относящиеся к разным морфологическим группам, различаются по уровням загрязнения тяжелыми металлами. Наибольшие концентрации Pb, Cd, Be, Fe и Al содержали подземные части растений, Со, Sr и Cs — листья, Сu — травы, Мn — плоды. Во всех исследованных частях растений (корнях, травах, листьях, плодах) их концентрации убывают в ряду: Рb > Сd > Hg. Сравнительно более высоким содержанием Рb и Cd отличались корни и травы, в то время как в плодах концентрации большинства особо токсичных металлов обычно незначительны.

В настоящее время отсутствуют нормативы содержания тяжелых металлов в лекарственных растениях, поэтому принято ориентироваться на средние концентрации в растениях (зрелых листьях): Ni и Zn могут накапливаться растениями в количестве более 10 % от массы золы, Со, Сr, Sr — 1—3 %; Сu, Hg — 0,1—1,0 %.

689

Таблица 2

Содержание тяжелых металлов в корнях одуванчика из разных регионов

Примечание. Прочерк означает, что определения не проводились.

В последнее время все больший интерес привлекает проблема изучения элементного состава лекарственных растений, произрастающих в отдельных регионах. Известно, что микроэлементы, входящие в состав лекарственных растений, могут потенцировать действие отдельных групп действующих веществ. Кроме того, поступающие с лекарственными формами особо токсичные тяжелые металлы могут принимать участие в физиологических процессах и проявлять токсичность.

Специфичность распределения тяжелых металлов заключается в том, что степень насыщенности ими тканей основных органов уменьшается в ряду: корни > листья > семена (плоды). Содержание тяжелых металлов в тканях корня и семян может различаться в 500—600 раз, что свидетельствует о больших защитных возможностях подземных органов.

Оценивая качество ЛРС, важно учитывать биохимические процессы, происходящие в растении, а также избирательность накопления тяжелых металлов отдельными органами растений, что обусловлено их физиологическими функциями и морфологическим строением. Известно, что накопление Mn происходит параллельно с аскорбиновой кислотой, алкалоидами и таннидами, Zn — с фенольными соединениями.

Механизмы поглощения и распределения тяжелых металлов в растении достаточно широко изучены. Способность поглощать металлы у корней различна и изменчива: легче поглощаются Cd, Cs, Pb, а Fe поглощается достаточно слабо, что зависит от его формы нахождения.

По утверждению T. M. Roberts, бо€льшая часть Pb в растении находится на его поверхности и может быть смыта водой, а Cu, Zn и Cd более значительно проникают в листья.

Толерантность к избыточным количествам микроэлементов и особо токсичных тяжелых металлов наблюдается у представителей семейств Caryophyllaceae, Cruciferae, Cyperaceae, Poaceae, Chenopodiaceae. Отдельные растительные виды, обладающие способностью аккумулировать тяжелые металлы, можно использовать в качестве биоиндикаторов экологического состояния окружающей среды в условиях повышенной антропогенной нагрузки.

Предметом многих научных исследований являются функции микроэлементов в растениях, содержащих различные группы действующих ве-

690