Какой бы совершенной биологической саморегулирующейся системой ни был человеческий организм, тем не менее, в её работе случаются сбои, порой очень серьёзные и не подлежащие самовосстановлению.

Но жизнь, подчиняясь Главному Закону Природы, обязана себя сохранить, и поэтому все силы человечества на протяжении его истории направлены на поиски таких возможностей. Правда, в далекие времена возможности в борьбе человека с травмами и болезнями были весьма ограничены и сводились к использованию того, что было под рукой. А под рукой была только сама природа.

Люди наблюдали за тем, как спасаются раненые и больные животные, поедая разные травы и коренья, какой при этом был эффект, и постепенно накопив знания о лечебных свойствах растений, стали успешно эти знания использовать.

Со временем, когда багаж знаний стал огромным, а наука достигла такого этапа, когда из растений можно было извлекать входящие в их состав вещества, учёные смогли изучить и понять лечебные (а порой и, наоборот, токсические) свойства этих соединений для организма.

И случилось это во второй половине XVIII века, когда выдающийся шведский фармацевт-химик Карл Вильгельм Шееле (1742–1786) в 1769 году выделил из растений винную кислоту. Он был первым, кто применил новый метод для выделения веществ из растительного сырья, в отличие от используемых до него пирохимических методов, когда исследуемые растения сжигались, а получаемая в результате этого зола была практически одинакова по составу.

Шееле выделил из растений большинство из известных сегодня органических кислот и первый установил, что во фруктах большое содержание яблочной и лимонной кислот. Более того, он утверждал, что все содержащиеся в растениях вещества являются кислотами.

В 1791 году выдающийся французский химик, член Парижской Академии наук Антуан Франсуа де Фуркруа (1755–1809), исследуя единственное на то время эффективное средство от малярии – кору хинного дерева, выделил из неё кристаллическое вещество, которое в присутствии кислот образовывало соли, то есть обладало выраженными щёлочными свойствами.

Авторитет Шееле на тот момент был настолько признанным и непререкаемым, а мнение о кислом характере содержащихся в растениях компонентов было господствующим, что Фуркруа счёл свою находку артефактом и дальнейшие работы в этом направлении прекратил.

Справедливости ради надо отметить, что вклад Антуана Фуркруа в органическую химию просто неоценим. Он является одним из авторов классификации химических соединений, основоположником изучения белков как отдельного класса органических молекул, первооткрывателем мочевины и холестерина.

А открытие нового класса соединений растительного происхождения из-за сомнений Фуркруа было отложено на несколько лет и принадлежит совсем другим учёным. Тем не менее, это случилось, поскольку идеей получить из лекарственных растений очищенные вещества в одно и то же время заразились сразу несколько фармацевтов, причём в разных странах. И следующим объектом для этих экспериментов стал опий – широко применяемое в медицине снотворное средство.

В начале XIX-го века (1803–1807 гг) французские аптекари Шарль Дерозн (1780–1846) и Пьер Сегьен и их немецкий коллега Фридрих Сертюрнер (1783-1841) выделили из опия кристаллическое вещество с наркотическим действием. И, так же, как и Фуркруа, всех троих смущали щёлочные свойства нового соединения, ведь вещество было получено в виде соли, «соли опия». Но судя по всему, Сертюрнера это смущало меньше всех, и он, в отличие от французов, продолжил свои опыты, провёл их более тщательно, зарисовал кристаллы полученного вещества и дал ему название «морфин» в честь бога сновидений Морфея.

Потребовалось ещё несколько лет, чтобы научное сообщество приняло факт открытия нового класса растительных веществ, который был узаконен в 1817 году Парижской академией наук после выступления выдающегося химика и физика Жозефа Луи Гей-Люссака (1778–1850) в поддержку Ф. Сертюрнера и его публикации о свойствах открытого им морфина.

Двумя годами позже соотечественник Сертюрнера также фармацевт Карл Фридрих Даниэль Мейснер (1800–1874) дал название этим органическим соединениям растительного происхождения «Алкалоиды» (от позднелат. alkali – щёлочь или араб. alqali – растительная зола).

Эта история очень известна и популярна в медицинских и фармацевтических кругах, но мы её здесь вспомнили очень коротко и только с одной целью – очертить класс органических веществ, на свойствах которых хочется остановиться более подробно.

Во-первых, происхождение. Все алкалоиды вырабатываются растениями для борьбы с разными насекомыми и паразитными микроскопическими грибами, то есть являются ядами по определению и служат средством выживания растений в дикой природе.

Во- вторых, строение молекулы. Структура алкалоидов очень сложная, в большинстве случаев гетероциклическая, то есть состоящая из множества соединённых последовательно замкнутых цепей, в состав которых обязательно входит азот разной валентности. Наличие азота и определяет третью особенность этого класса – щёлочные свойства.

По мере открытия новых алкалоидов и установления их структуры оказалось, что часть веществ имеют в своём составе остатки молекул сахаров. Их выделили как отдельную группу – «гликоалкалоиды» (от греческого glykys – сладкий, общее название класса сахаров).

Несмотря на присутствие сахара в молекуле этих соединений, на вкус они совсем не сладкие, а горькие, более того, очень ядовиты для человека. Все они являются продуктами жизнедеятельности растений класса паслёновых: картофеля, помидоров, баклажанов и др. Но находятся не в съедобных спелых плодах, которые очень популярны и любимы нашим народом, а именно в самом растении: стебле, листьях и незрелых плодах.

На заре культивирования картофеля в Европе в пищу пытались употреблять как раз богатые гликоалкалоидом соланином части растения, чем и были вызваны случаи отравления. Поэтому на протяжении долгих столетий люди отказывались употреблять не только картофель, но и другие плоды растений семейства паслёновых: помидоры и баклажаны.

Справедливость была со временем восстановлена. Для каждой из этих культур по-разному.

Дальше речь пойдёт о томатах.

Томаты или, как нам привычнее, помидоры, родом из Центральной Америки. Оттуда их завезли в Европу ещё в середине XVI-го века и выращивали как декоративные растения, опасаясь употреблять в пищу по вышеупомянутой причине. А настоящая томатомания началась в Соединённых Штатах Америки в первой половине XIX-го века.

В 1834 году доктор Джон Кук Беннетт в одном из изданий штата Цинциннати публикует статью, в которой заявляет об успешном лечении при помощи томатов диареи, расстройств пищеварения и желчных путей. Такой особенностью химический экстракт томатов обладал в связи с тем, что якобы являлся антидотом при отравлении ртутью, которая входила в состав каломеля – популярного на то время слабительного средства как панацеи от всех заболеваний пищеварительного тракта.

Беннетт считал, что всё-таки у томата есть и опасные свойства, но связаны они только с его «зеленым состоянием», в смысле зеленью и недозрелыми плодами. А зрелые плоды весьма полезны для здоровья, что должно активно изучаться на медицинских факультетах. Интерес и знания о свойствах томатов и влияния их на организм Беннетту привили в медицинской школе Монреаля (Канада), где он в своё время учился.

С целью распространения своих знаний о целебных свойствах этих овощей он стал читать лекции студентам-медикам в университетах Мичигана и Кливленда.

Но всё дело в том, что одна часть населения Америки считали помидоры несъедобными, а другая часть знала, что их можно есть, но, тем не менее, не употребляла эти овощи. Были и те, кто помидоры ел, но не знал об их полезных свойствах, заявленных доктором Беннеттом. И профессор приложил все усилия, чтобы за короткое время его статью опубликовали в других изданиях в разных уголках страны.

С целью привлечения большего внимания к своим статьям, Беннетт включал в них массу рецептов разных блюд с использованием помидоров в свежем виде, солёном, жареном, в виде соусов и кетчупов, но самое главное – из томатов можно было приготовить сногсшибательный десерт!

Если учесть, что все эти публикации пришлись на сезон максимального созревания помидоров (июль–сентябрь), то понятно, почему успех в пропаганде пользы употребления в пищу этих овощей был колоссальным.

В результате нашлись энтузиасты в лице двух фармацевтов, которые выпустили примерно в одно и то же время в 1837 году томатные таблетки. Одна из компаний, которой руководил Арчибальд Майлз, заявляла, что делала эти таблетки на основе экстракта из спелых помидоров, а вторая, которой руководили братья Джордж и Гай Фелпсы, использовала в качестве сырья зеленые томаты и сами растения.

Но принцип лечебного действия был одним и основывался на положениях, которые пропагандировал Дж. К. Беннетт. Обеим компаниям удалось успешно провести свои рекламные акции и получить хорошую прибыль от продаж.

Конкуренция образовалась нешуточная и вылилась в настоящую войну с обвинениями в некомпетентности и недобросовестности каждой из сторон. Надо сказать, что прибегали даже к помощи экспертов, чтобы установить истинный состав этих таблеток, но кроме общеизвестных на то время слабительных компонентов, ни в одних, ни в других таблетках не нашли следов экстракта томатов (ни спелых, ни зеленых), поскольку никто ещё не идентифицировал это соединение.

Так для науки и осталось загадкой, были ли получены эти экстракты. Но бесспорным остаётся тот факт, что в середине 30-х годов XIX-го века в США была совершена своего рода революция в сознании населения огромной страны на предмет неоспоримой пользы для здоровья человека томатов, как спелых, так и незрелых.

На вопрос «В чём польза помидоров?» современный человек в зависимости от образования, уровня любознательности и гастрономических пристрастий ответит по-разному, но обязательно с долей удивления в ваш адрес.

Некоторые простые интервьюируемые покрутят указательным пальцем у виска, мол, всем известно насколько полезны помидоры для организма, ты что прикалываешься?!

«Это кладезь витаминов и минералов!», – скажет любой, заботящийся о здоровом образе своей жизни, а модный диетолог добавит: «В 100 г свежих томатов содержится 23 мг витамина С, что составляет 40% суточной нормы для взрослого человека, 900 международных единиц витамина А (30% суточной нормы), весь комплекс витаминов группы В, калий, кальций, железо, натрий и другие важные минералы». Дети с бабушками и дедушками скажут, что помидорки черри очень вкусненькие, и тоже будут правы. Вот вам плоды просвещения Джона Кука Беннета в далекой Америке почти 200 лет назад!

Хорошо, мы поставим вопрос чуть иначе: «В чём польза ЗЕЛЕНЫХ помидоров?» И тут найдутся желающие поведать о специфических вкусах и, в частности, любви к зелёным помидорам, которой страдает и автор этих строк. Действительно, очень много вкусных блюд готовят из недозрелых плодов этого вида паслёновых. Но это, как говорится, на любителя, и только верхняя часть айсберга.

А на самом деле, суть в том, что стебли, листья и недозрелые плоды томатов, о чём мы упоминали выше, содержат гликоалкаоид, именуемый, как это ни удивительно, α-томатином. Но, несмотря на плохую репутацию этого класса соединений для организма человека и животных, помидорный компонент является исключением в семье «уродов».

В чём же тут фокус?

Свет на механизм действия гликоалкалоида, содержащегося в растениях томатов, частично пролили, когда научно-технический прогресс позволил расставить по местам все элементы таблицы Менделеева, входящие в состав сложной молекулы томатина.

Случилось это в 1945–1948 гг. в штате Мериленд (США), где Дордж Ирвинг и Томас Фонтейн из лаборатории при Центре сельскохозяйственной и промышленной химии сначала выделили гликоалкалоидный экстракт из растений томатов, затем получили его в кристаллической форме и назвали свою находку α-томатином.

И обнаружили, что молекула томатина состоит из двух частей, одна из которых подобна всем алкалоидам, сходна по строению со стероидами млекопитающих и соединена с комплексом из остатков 4 молекул разных сахаров.

Таким образом, с середины прошлого столетия этот гликоалкалоид стали со всей въедливостью и тщательностью изучать на предмет биологической активности по отношению к организму млекопитающих, включая человека.

И что оказалось?

Да вот что: α-томатин прочно и бесповоротно связывается с молекулой холестерина в соотношении 1:1 и образует с ним нерастворимый комплекс, дальнейшая судьба которого зависит от того, где он образовался. Если это был свободный холестерин, причем в «худшем» смысле этого слова, а именно липопротеин низкой плотности сыворотки крови, тот самый, который и создаёт все неприятности в сосудах в виде склеротических бляшек, то такой комплекс томатина и холестерина транзитом выводится из организма.

То есть, томатин, будучи теоретически ядом, в организме присутствует только в связанном виде и не может уже отравить никого и ничего. И отсюда вытекает следующее важное свойство этого гликоалкалоида: он слабо токсичен для человека и животных.

Чтобы отравиться томатином, нужно съесть такое количество зелёных помидоров вместе со стеблями и листьями, которое не в состоянии прожевать ни один здравомыслящий индивидуум.

Следите за нашей мыслью? Тогда загибайте пальцы или ставьте «галочки» в списке полезных свойств этого соединения.

Следующим вариантом связи томатина с холестерином может быть случай, когда этот холестерин находится в составе плазматической мембраны клетки. Собственно для этой цели растение гликоалкалоид и синтезирует, потому что такой клеткой была главная мишень – микроскопический гриб или бактерия, враг, посягающий на жизнь растения.

Томатин прикрепляется к холестерину в составе липидной части клеточной оболочки и в этом месте образуется пора, в результате чего целостность клетки нарушена и, таким образом, рано или поздно наступает ее гибель. И тут сконцентрирована вся квинтэссенция предназначения этого гликоалкалоида, его разрушительное действие по отношению к «плохим» клеткам.

Так, при добавлении томатина в культуральную среду с клетками злокачественных новообразований человека и животных (карциномы легких, предстательной железы, молочной железы, прямой кишки, немеланомного рака кожи и т.п.), запускался сложный механизм программируемой клеточной смерти. Многолетними исследованиями доказано и подтверждено именно такой эффект действия томатина на онкологический процесс.

Кроме того, схожесть гликоалкалоидов по структуре со стероидными гормонами, которые в организме человека и животных выполняют важные защитные функции, в частности при воспалительных процессах, делает томатин способным также повышать иммунную функцию организма.

И ещё один важный аспект действия α-томатина: он способен блокировать работу одного важного фермента (ацетилхолинэстеразы), который участвует в процессе передачи нервного сигнала. Оказалось, что такой своей способностью он может участвовать в работе нервной системы и продлевать действие обезболивающих препаратов, что является актуальным в определённых случаях.

Если сложить вместе все перечисленные эффекты, то становится ясным, насколько перспективным может быть использование этого гликоалкалоида. А если добавить к этому всему, что получать его можно из отходов тепличного выращивания томатов, ведь максимальное содержание томатина приходится на листья, которые в процессе роста растения обрывают и утилизируют, то вполне реально организовать экономически выгодный технологический процесс с чистым экстрактом на выходе.

Но вот вопрос, где именно найти точку приложения гликоалкалодного экстракта?

Безусловно, самой актуальной на сегодняшний день является противоопухолевая терапия. И гликоалкалоиды уже используют для лечения рака кожи, за исключением, правда, меланомы. А вот несколько разновидностей этого злокачественного заболевания кожи вполне успешно лечат без применения хирургических, криодеструктивных (выжигание жидким азотом) и лазерных методов, используя кремы, в состав которых входят экстракты гликоалкалоидов семейства паслёновых.

Так, несколько фармацевтических компаний в США и Австралии создали и успешно внедрили лечебные кремы, их активные вещества выделены из баклажанов (соласодин) и малоизвестного представителя семейства паслёновых – яблока Содома (соласонин и соламаргин).

Но дело в том, что используемые соединения являются достаточно токсичными для человека, то есть концентрация экстрактов в кремах должна строго дозироваться. И с точки зрения своей низкой токсичности, α-томатин может быть гораздо более выигрышным компонентом для противоопухолевых препаратов наружного применения без потери эффективности.

Это и есть наша очередная идея с возможностью её внедрения.

О.А. Гудкова, ведущий инженер, Институт биохимии им. А.В. Палладина НАН Украины