Уже говорилось о том, что не случайно среди растений так много видов, оказывающих целебное действие на человеческий организм. Объясняется это, с одной стороны, общностью основных жизненных функций животной и растительной клетки, а с другой — тем, что высшие животные развивались на земле в течение долгих миллионов лет в тесной связи с высшими растениями, которые были для них основным источником пищи, из которой и строилось тело высшего животного.
Растения вырабатывают огромное количество различных сложных химических соединений, не образующихся в животном организме. Как разобраться в этом разнообразии и какие вещества считать наиболее ценными в лекарственных растениях? В фармакогнозии принято все вещества, встречающиеся в растении, делить на действующие, сопутствующие и балластные.
Целебными свойствами обладают соединения, которые в медицине называют «фармакологически активными», или «терапевтически активными», веществами или условным кратким выражением «действующие вещества». Они наиболее ценны, хотя растение содержит их обычно в минимальных количествах.
Сопутствующими веществами называют вещества, так или иначе меняющие действие основного соединения, которому принадлежит главный терапевтический эффект. Они могут, например, повышать всасываемость действующего вещества и, следовательно, значительно содействовать его усвоению, могут усиливать полезное действие или уменьшать его вредное влияние; в других случаях, напротив, могут оказывать какое-либо вредное воздействие, и тогда их следует удалить. Присутствие сопутствующих веществ — одно из важнейших отличий природных лекарственных средств от лекарственных средств, полученных синтетическим путем. В большинстве случаев присутствие сопутствующих веществ — важное преимущество сложных лекарств, выделенных из растений.
Значение балластных веществ объясняет само их название: балласт — это излишний груз, т. е. вещества хотя и не вредные, но бесполезные при лечении. Они составляют главную массу тела растения. Это прежде всего клетчатка, образующая остов высшего растения, не растворяющаяся ни в воде, ни в спирте, ни в других обычных растворителях и поэтому не переходящая в лекарства.
Хотя целебные свойства лекарственных растений известны тысячелетия, но почему растение оказывает то или иное действие на организм и какие в отдельных растениях действующие вещества, стало более или менее известно в относительно недавнее время, после зарождения фитохимии (химии растений) и фармакологии. И все же ответы еще недостаточно исчерпывающи.
В древности лекарственное растительное сырье применяли обычно в виде порошков или отваров, иногда в виде мазей. Позднее стали изготовлять более сложные лекарства. По предложению древнеримского врача Галена в Европе вошли в обиход сложные извлечения и настойки, до сих пор называемые «галеновыми препаратами». Но преимущество таких лекарств не находило себе объяснения, так как врачи не имели никакого представления об извлеченных химических веществах. Знали лишь «силу» растения, т. е. его активность.
В XVI в. знаменитый европейский врач Парацельс и его последователи впервые выразили мысль, что задача химии — лечение болезней, так как жизненный процесс в основном химический. Парацельс возражал против сложных рецептов арабской медицинской школы, содержащих множество ингредиентов, неизвестных врачу по своему составу. Он высказал мысль о том, что лечебное действие принадлежит не растению в целом, а определенному веществу, которое надо извлечь, — его «квинтэссенции» (мы бы сказали—действующему веществу).
Хотя Парацельс и открыл новую эпоху в медицине, все же химическое изучение растений началось не сразу. Только в конце XVII в. фармацевты и врачи занялись исследованием растений с целью выяснения их качественного состава.
Однако методы для этого были выбраны неудачные. По началу растения сжигали и определяли состав золы. Но неорганические элементы золы растений более или менее одинаковы, тем более что те из них, которые встречаются в ничтожных количествах (так называемые микроэлементы), тогда не умели определять. Сделав множество сжиганий, ученые убедились в напрасной трате времени. Поэтому перешли от прямого сжигания к методу сухой перегонки растений; это дало несколько большие результаты: были обнаружены некоторые летучие органические кислоты, эфирные масла, но далее получали ряд продуктов разложения растений, а истинный их состав так и не обнаруживался.
Оба метода оказались неподходящими для фитохимии, и к началу XVIII в. встала необходимость испробовать анализ «мокрым путем», т. е. перегонять несожженные растения с водяным паром или извлекать продукты разложения водой или спиртом. При перегонке опять получались только летучие продукты, но в более чистом виде, при извлечении же—экстракты или смеси веществ.
В середине XVIII в. немецкий аптекарь Маркграф впервые доказал, что в свекле есть тростниковый сахар и выделил его в чистом виде. Современники высмеяли его, не веря в возможность получения из какой-то домашней свеклы сахара, завозившегося тогда из тропиков, и только после смерти Маркграфа добывание свекловичного сахара было поставлено в промышленном масштабе.
Еще больших успехов в изучении составных веществ растений добился шведский фармацевт Карл Шееле (1742—1786 гг.). Служа в захолустной аптечке, в свободное от работы время он занимался химией растений, поставив себе целью получить из растений путем извлечения не смеси, как его предшественники, а химически чистые вещества в кристаллическом виде. Несмотря на самое примитивное оборудование, он впервые сумел выделить из растения несколько органических кислот в кристаллическом виде — лимонную, яблочную, винную, щавелевую. Он же открыл ядовитую синильную кислоту. При варке в аптеке обычного пластыря, который и до него варили не один десяток лет, он обнаружил впервые глицерин и доказал его присутствие в разных жирах. Работы Шееле дали правильное направление в работе фитохимиков.
К середине XIX в. химия сделала огромные успехи. Благодаря работам Ломоносова и Лавуазье было доказано, что все химические вещества состоят из элементов, а органические вещества, несмотря на необычайное разнообразие, не что иное, как производные углерода. Они образуют комбинации из углерода и водорода, в них часто присутствует и кислород, а в некоторых веществах были найдены азот, фосфор и сера.
Располагая такими данными, фитохимия в XIX в. могла развиваться быстрее, и в это время, наконец, были открыты главнейшие группы действующих веществ.
Легче всего выделить в чистом кристаллическом виде алкалоиды. И в 1806 г. аптекарь Сертюрнер получил чистый алкалоид морфин из опия; он же обнаружил его щелочные свойства и доказал его снотворное действие. Тем самым была показана возможность получения из растений «активного принципа», т. е. терапевтически действующего вещества. Новое вещество было названо «морфий» в честь Морфея — бога сна из греческой мифологии. Открытие Сертюрнера произвело сенсацию среди врачей и фармацевтов. Ученые всех стран Европы устремились на поиски активного вещества лекарственных растений. Вскоре были выделены и другие важнейшие алкалоиды — хинин, стрихнин, кокаин.
В середине XIX в. в лекарственных растениях впервые были открыты особые активные вещества, которые Либих и Вёлер охарактеризовали как гликозиды. В настоящее время гликозиды наряду с алкалоидами считаются важнейшими действующими веществами целебных растений. Вслед за тем были обнаружены и изучены дубильные вещества, сапонины, смолы и др.
На рубеже XIX и XX вв. нахождение витаминов в растениях открыло новую страницу в понимании лечебных свойств растений. Позднее было обнаружено лекарственное значение биофлавоноидов и производных кумарина. В XX в., около 40 лет назад, Б. П. Токин выдвинул теорию, согласно которой летучие выделения многих высших растений — фитонциды — убивают микроорганизмы: бактерии, грибки и простейшие. В последние десятилетия получено много новых данных о важном значении в фармакологической активности растений так называемых микроэлементов, т.е. минеральных веществ, содержание которых в них не превышает тысячные доли процента (марганец, мышьяк, кобальт, никель и др.). Эти новые факты дают объяснение действию многих старинных лекарственных растений, в результате чего ряд «забытых» растений снова стали применять в научной медицине.
И в настоящее время постепенно обнаруживаются все новые группы фармакологически активных веществ у давно используемых растений.