Мінливість хімічного складу лікарських рослин

Рослина є біологічною системою, тому їй притаман­на сукупність взаємодіючих біохімічних та молекулярно-біологіч­них структур. За ступенем організації розрізняють такі основні рівні біологічних систем рослини: клітина, тканина, орган, організм, популяція, біоценоз. За структурою біологічна система багаторівнева і складається з підсистем. Підсистеми в свою чергу також є біологічними системами. Наприклад, підсистема росли­ни — органи, органів — тканини, тканин — клітини, клітин — субклітинні структури. Біологічна система рослини — відкрита саморегулююча одиниця, яка безперервно обмінюється з зовнішнім середовищем енергією, речовинами та інформацією.

Хімічному складу рослин властива мінливість — здатність під впливом різних факторів набувати нових хімічних ознак або втра­чати попередні. Розрізняють мінливість генотипну (спадкову), фенотипну (неспадкову), індивідуальну та групову.

До генотипної мінливості належить змінення хімічного скла­ду рослини, зумовлене зміною генотипу. Доведено мінливість метаболізму навіть усередині одного виду, що визначається спадковою основою організму та умовами, за яких відбувається он­тогенез. Такі споріднені підвиди отримали назву «хемотипів», або «хеморас». Часто мінливість хімічного складу спостерігається у рослинах, які містять ефірні олії, і стосується головних складо­вих частин цих олій. Наочним прикладом є наявність «рас» азуленових або безазуленових у ромашки Chamomilla recutita і дере­вію звичайного Achillea millefolium.

Утворення і накопичення у лікарських рослинах біологічно активних речовин є динамічним процесом, який пов'язаний з фа­зами розвитку і факторами зовнішнього середовища. Кожна кліти­на в ході онтогенезу (індивідуального розвитку) спочатку росте, набуває максимальних розмірів, деякий час виконує свої спе­цифічні функції і потім відмирає. Онтогенез супроводжується ха­рактерними змінами в обміні речовин. При цьому зміни в обміні білків, вуглеводів, ліпідів, а також вітамінів, ферментів, коферментів спричиняють зміни в обміні вторинних метаболітів (алка­лоїдів, терпенів, фенольних сполук тощо). Динаміка утворення діючих речовин кожної рослини має свої закономірності, підпо­рядковується онтогенетичним закономірностям і залежить від віку рослини, фази вегетації. Це важливо знати для встановлення оптимальних термінів заготівлі сировини. Наприклад, в процесі розвитку маку Рараver somniferum алкалоїди з'являються відразу після проростання насіння, а морфін — тільки на другому місяці. Кількість алкалоїдів зростає у фазі цвітіння, потім — зменшується і зовсім зникає до заморозків.

До ознак онтогенетичного характеру слід віднести специфічність якісного складу фармакологічно активних речовин в систематичних підрозділах рослин (види, роди, родини, класи). Існують групи рослин, які накопичують переважно серцеві глікозиди, інші — похідні антрацену тощо.

Особливістю рослин є нерівномірний розподіл діючих речо­вин по органах і тканинах та переважна локалізація їх в певних морфологічних органах. Відомо, що в хінному дереві хінін накопичується в корі; в рослинах родини селерові Аріасеае ефірні олії локалізуються в плодах тощо. Якість і кіль­кість активних речовин може бути різною в різних органах однієї і тієї самої рослини. Наприклад, в підземних органах солодки відкладається переважно гліциризинова кис­лота, а в надземній частині — інші тритерпенові сапоніни.

Ще більший спектр хімічної мінливості спостерігається у лі­карських рослин під впливом факторів навколишнього середови­ща (умов зростання). Обмін речовин в рослинах значною мірою залежить від складу ґрунту, наявності в ньому мінеральних речо­вин, вологості, мікрофлори, механічної структури, прогрівання тощо. Існують рослини, які добре розвиваються тільки на ґрунтах, багатих на вуглекислий кальцій (кальцефіли). Наприклад, гісоп крейдяний, чебрець крейдяний, дуб вапняковий ростуть в місце­востях, де переважають ґрунти лужної або нейтральної реакції. Кальцефобні рослини негативно реагують на наявність в ґрунті солей кальцію. До кальцефобів належать сфагнові мохи, люпин, чай китайський, верес звичайний, каштан їстівний, брусниця звичайна та ін.

Кількість опадів і вологість повітря також впливають на якіс­ний і кількісний склад хімічних речовин в рослині. Так, для ксе­рофітів шкідлива зайва волога, для гігрофітів, навпаки, шкідливі посушливі умови зростання. Проміжне положення займають рослини-мезофіти, які найбільш пристосовані до коливань вологості. Мезофіти характеризуються швидшим обміном речовин, вищими темпами росту, більшими розмірами листків і всієї рослини, що зумовлює високу врожайність. До них належить більшість куль­турних зернових, кормових, лікарських, плодово-ягідних рослин. Мезофіти краще ростуть за середніх умов зволоження, теплового і повітряного режиму, мінерального живлення.

Від теплової і світлової енергії залежить тривалість вегетації, накопичення діючих речовин і біомаса сировини. Кожна рослина має свій максимум тепла, котрий дає змогу їй повно і закінчено завершити життєвий цикл. Питання теплового режиму лежать в ос­нові лікарського рослинництва на зональних дослідних станціях. Наприклад, солянка Ріхтера, що дико зрос­тає в пустелі, містить лише сліди алкалоїдів, а при вирощуванні в культурі з додержанням усіх правил агротехніки їх вміст стано­вить більш як 1,5 %. Тепла погода сприяє підвищенню вмісту алкалоїдів в рослинах, холодна — гальмує їх синтез, а при заморозках алка­лоїди в рослинах не накопичуються. Наприклад, на Кавказі над­земну частину чемериці Лобелієвої,, а в Середній Азії траву їжачника безлистого після заморозків тварини поїдають без отруєння.

Вплив живлення, світла, тепла і вологи на обмін речовин в лікарських рослинах є фактично впливом географічного фактора, під яким розуміють комплекс екологічних умов, пов'язаних з та­кими особливостями географічних умов як широта і довгота місця, його експозиція, у тому числі висота над рівнем моря. Із змінен­ням географічного оточення змінюється весь комплекс взаємозв’язаних факторів — зміна тепла і холоду, інтенсивність сонячного світла, доступність УФ-променів тощо. В рослинах південних широт звичайно накопичується більше діючих речовин. Достатньо вказати на силу отруйних рослин у тропічних країнах.

На кількість діючих речовин деякий вплив має географічна довгота. У більшості випадків рослини східних, більш континентальних районів європейської частини материка, дають більший вихід ефірної олії. Відомо, що в олійних рослин кількість жирних кислот і йодне число олій зростають при віддаленні від узбережжя вглиб материка. Континентальний клімат впливає на кількість сапонінів в солодці — середньоазіатський корінь містить значно більше гліциризинової кислоти, ніж вироще­ний в Іспанії або Італії.

Висота над рівнем моря також суттєво змінює динаміку на­копичення діючих речовин. Доведено, що для кожного виду є свої оптимальні висоти. Жовтозілля плосколисте найбільшу кількість алкалоїдів накопичує на висоті 1800—2000 м над рівнем моря, вище — вміст алкалоїдів зменшується. Таке ж явище спостерігається у беладонни, ефедри.

При збиранні, сушінні та дослідженні хімічного складу лікарських рослин слід брати до уваги наявність біологічних ритмів — циклічних коливань інтенсивності і характеру біологічних процесів и рослині. Фаза біологічних ритмів зрушується при зміненні освітленості й температури. Наприклад, у лобелії одутлої кількість алкалоїдів змінюється навіть протягом доби: о 12 год ночі їх на 40 % більше, ніж опівдні. Надрізи коробочок маку у вечірні години дають більший вихід опію з вищим вмістом алкалоїдів.

Перелік факторів, що змінюють хімічний склад лікарських рослин, досить загальний і попередній. Доброякісність лікарської рослинної сировини в основ­ному залежить від дотримання термінів заготівлі, оптимальної тех­нології збирання і умов сушіння. Під час заготівлі необхідно вра­ховувати біологічні особливості лікарських рослин, динаміку накопичення БАР, вплив збирання на стан заростей. Заготівель­ники повинні керуватися інструкціями щодо збирання та сушіння лікарської сировини, охорони та раціонального використання за­ростей, уміти відрізняти лікарські рослини від усіх інших.

.