Перспективы применения растений рода Каланхоэ (Kalanchoe) в создании инновационных лекарственных препаратов: систематический обзор химического состава и фармакологических свойств

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время производство лекарственных средств занимает одно из ведущих мест в мире. Огромное количество синтетических лекарственных препаратов, не заслужено исключили препараты растительного происхождения из современной рациональной стратегии лечения. Однако в последнее время наблюдается устойчивый возрастающий интерес к традиционной медицине и фитотерапии. Все больше и больше пациентов сообщают об эффективности препаратов на растительной основе, отмечают хорошую переносимость и отсутствие нежелательных побочных эффектов[1, 2]. Лекарственные препараты, изготовленные на основе растительного сырья, оказывают мягкое умеренное и естественное (физиологическое) воздействие на организм, обладают стойко развивающимся эффектом, практически не имеют противопоказаний, обладают высокой биологической активностью[2].

 Изучение химического состава растений рода Каланхоэ (Kalanchoe), а также многолетний опыт применения данного лекарственного растения, позволяет оценить эффективность традиционных методов, выявить перспективные направления для дальнейших научных исследований и разработки новых лекарственных препаратов[3, 4]. Род Каланхоэ (Kalanchoe) представляет собой интересную группу суккулентных растений семейства Толстянковые (Crassulaceae), широко используемых в народной медицине различных регионов мира на протяжении многих столетий.  Накопленный опыт содержит ценную информацию о лечебных свойствах этих растений. Многие знания, передаваемые из поколения в поколение, рискуют быть утраченными в условиях современной урбанизации и развития фармацевтической промышленности. Систематизация и анализ этой информации позволит сохранить ценный опыт предшествующих поколений и использовать его для развития современной медицины. Несмотря на известные лечебные свойства Каланхоэ перистое (Kalanchoe pinnata (Lam.) Pers.) и Каланхоэ Дегремона (Kalanchoe daigremontiana (Hamet et Perr.)), потенциал многих других видов этого рода остается недостаточно изученным[3]. Растения рода Каланхоэ демонстрируют выраженные противовоспалительные, ранозаживляющие и противомикробные свойства, что делает их перспективными кандидатами для разработки новых лекарственных препаратов. Изучение биологически активных веществ, содержащихся в различных видах Каланхоэ, открывает возможности для расширения номенклатуры лекарственных препаратов на их основе и направлений медицинского применения [4].

Растения рода Каланхоэ (Kalanchoe) привлекают внимание исследователей благодаря своему богатому фитохимическому составу и разнообразным фармакологическим свойствам. Эти суккуленты, широко распространенные в тропических и субтропических регионах, традиционно используются в народной медицине для лечения различных заболеваний. Современные исследования подтверждают их потенциал как источников биологически активных соединений, включая флавоноиды, алкалоиды, тритерпены и другие метаболиты, обладающие противовоспалительными, антимикробными и противоопухолевыми свойствами [5].

Цель данного исследования заключается в систематическом сборе, анализе и оценке химического состава и биологической активности различных видов рода Каланхоэ (Kalanchoe), включая малоизученные виды. Это позволит выявить их потенциал для создания новых растительных лекарственных средств и расширить их применение в медицине и фармацевтической сфере.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объектом исследования явились растения рода Каланхоэ. В работе использовался метод анализа научных публикаций, содержащих данные о химическом составе и биологической активности различных видов рода Каланхоэ (Kalanchoe), в том числе в базе данных PubMed. Проведен опрос среди жителей г. Санкт-Петербурга об информированности населения о Каланхоэ  и его свойствах.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ

Во всем мире лекарственные растения широко используются для лечения различных заболеваний. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), лекарственные растения являются отличным источником широкого спектра потенциальных терапевтических препаратов, и эти препараты могут быть относительно безопасными и экономичными по сравнению с синтетическими лекарствами. В течение последних лет исследователи уделяют все больше внимания растительным препаратом, и некоторые растения находятся под наблюдением на предмет их предполагаемого терапевтического эффекта. Основываясь на терапевтической ценности лекарственных растений, данное исследование дает обновленное представление о Каланхоэ (Kalanchoe).

В настоящей работе, с  целью оценки состояния научных источников, посвященных изучению растений рода Каланхоэ (Kalanchoe), проведен анализ статей  представленных в базе данных PubMed. В целом, по широкому  запросу («Herbal medicine», январь 2025г.)  было обнаружено 249665 публикаций за период, охватывающий последние тридцать лет. При этом, для более узкого поиска, связанного с растениями рода Каланхоэ использовался запрос ("Kalanchoe","Bryophyllum","Kalanchoe/genetics","Kalanchoe/chemistry"), найдено суммарно всего 8089 статей за аналогичный период, то есть 3,2% от объема публикаций в целом о лекарственных растениях. В том же время по запросу "Kalanchoe/chemistry" установлено всего 81 статья или 1% от узкого поиска по теме: «Kalanchoe". Полученные результаты свидетельствуют о значительно меньшей научной активности по узкоспециализированным растениям  Каланхоэ в сравнении с общей категорией лекарственных растений. Такой разрыв в численности публикаций подчеркивает необходимость дальнейших исследований, направленных на расширение научных данных о биологической активности и медицинском потенциале Каланхоэ (Kalanchoe).

Однако надо отметить, что согласно той же базы данных PubMed, наблюдается  рост количества статей в индексируемых журналах, посвященных медицинскому применению и изучению свойств растений Каланхоэ, за период с 1994 по 2024 год по ключевым словам("Kalanchoe","Bryophyllum","Kalanchoe/genetics","Kalanchoe/chemistry").Ниже представлена эволюция количества статей посвященных медицинскому применению и изучению свойств растений Каланхоэ.

Каланхоэ (Kalanchoe) представляет собой интересную группу суккулентных растений семейства Толстянковые (Crassulaceae), распространённых преимущественно в тропических и субтропических регионах мира. Систематика рода довольно сложна. На данный момент общепринятым считается наличие более 200 видов в роде Каланхоэ (Kalanchoe), хотя точное количество продолжает обсуждаться ботаниками. По данным сайта Plants of the World Online на 2024 год, подтверждены 174 вида Каланхоэ (Kalanchoe). Систематика:

Царство: Растения (Plantae)

Отдел: Покрытосеменные (Magnoliophyta)

Класс: Двудольные (Magnoliopsida)

Порядок: Камнеломкоцветные (Saxifragales)

Семейство: Толстянковые (Crassulaceae)

Род: Каланхоэ (Kalanchoe)

Морфологические особенности:

Растения рода Каланхоэ представляют собой разнообразную группу, включающую как травянистые, так и древесные формы. Многие виды характеризуются сочными (суккулентными) листьями и стеблями, что позволяет им накапливать воду и выживать в засушливых условиях.   

Форма, размер и окраска листьев варьируются в зависимости от вида. Листья могут быть простыми или перистыми, с цельными или зубчатыми краями. Часто на поверхности листьев наблюдается восковой налёт, снижающий испарение влаги. У некоторых видов на краях листьев образуются выводковые почки — маленькие дочерние растения, способные к самостоятельному развитию.

Стебли могут быть прямостоячими или стелющимися, сочными или одревесневающими. У некоторых видов стебли короткие и почти незаметные, а у других — длинные и разветвлённые.

Цветки Каланхоэ обычно собраны в соцветия (метелки, щитки или кисти). Они имеют чашечку из 4 чашелистиков, венчик из 4 лепестков, сросшихся в трубку, и 8 тычинок. Окраска венчика варьируется от белой и жёлтой до красной и фиолетовой. Корневая система обычно мочковатая.

Растения рода Каланхоэ распространены преимущественно в тропических и субтропических районах Африки, Мадагаскара, Азии и Южной Америки. Наибольшее видовое разнообразие наблюдается в Африке, особенно на Мадагаскаре. Некоторые виды приспособились к засушливым условиям и растут в полупустынях и саваннах. Другие виды предпочитают более влажную среду обитания, растут в лесах и на горных склонах. Некоторые виды Каланхоэ стали широко распространены в культуре по всему миру как декоративные растения и источники лекарственного сырья.

Наиболее часто упоминаются в литературе, а также много проведено исследований с Каланхоэ перистое (Kalanchoe pinnata (Lam.) Pers.) и Каланхоэ Дегремона (Kalanchoe daigremontiana (Hamet et Perr.)). Это, пожалуй, самые известные виды, используемые в народной медицине [5].  В научных статьях М.И. Волжановой M.I.Volzhanova подробно приведены исследования морфологических и анатомических признаков этих растений. В своих исследованиях М.И. Волжанова M.I.Volzhanova отмечает, что Каланхоэ перистое (Kalanchoe pinnata) обладает высокой адаптацией к различным условиям окружающей среды, что делает его ценным объектом для изучения механизмов устойчивости растений. Анатомические исследования показывают наличие крупных паренхимных клеток, способствующих накоплению воды, что является важным адаптационным признаком для суккулентов. Каланхоэ Дегремона (Kalanchoe daigremontiana, Bryophyllum Degremonti), в свою очередь, известен своей способностью к вегетативному размножению через дочерние растения, которые формируются на краях листьев. Волжанова Volzhanova подчеркивает, что этот вид также демонстрирует высокую пластичность морфологических признаков в зависимости от условий произрастания. У Каланхоэ Дегремона наблюдается выраженная дифференциация тканей, что позволяет растению эффективно использовать ресурсы и адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Сравнительный анализ морфологических и анатомических признаков обоих видов, проведенный М.И. Волжановой M.I.Volzhanova, показывает, что, несмотря на общие черты, каждый вид имеет свои уникальные адаптивные механизмы. Эти механизмы включают в себя различия в структуре листа, толщине кутикулы и особенностях расположения клеток, отвечающих за фотосинтез и накопление влаги. Проведенные исследования подчеркивают важность изучения морфологических и анатомических особенностей Каланхоэ как с научной, так и с практической точки зрения [3, 5].

Растения рода Каланхоэ содержат широкий спектр ценных химических веществ.

В XX веке начались систематические научные исследования химического состава и фармакологического действия растений рода Каланхоэ, которые существенно изменили представление о лечебных свойствах этих растений. Каланхоэ. Были выявлены основные биологически активные вещества, такие как флавоноиды, полисахариды. алкалоиды, тритерпены, гликозиды, стероиды, буфадиенолиды, липиды, органические кислоты и различные минеральные вещества. Биологически активные вещества содержаться в побегах и соке растения Каланхоэ. Свежесобранная зеленая масса растения содержит от 90,9 до 92,4% влаги. В соке содержится значительное количество флавоноидов (8,05% от сухой зеленой массы), среди которых идентифицирован 3-арабинозид кверцетина, 3-глюкозид кемпферола, а также свободный кемпферол и кверцетин[4, 6].

 В 1969 году ученые М. Максютина и М. Р. Зуб после осаждения полисахаридов с помощью хроматографии на полиамиде и с последующим элюированием 30% этанолом в 15% уксусной кислоте выделили новый флавоноидный гликозид. При кислотном гидролизе было установлено, что его агликоном является кверцетин [7].

Исследователь Калиновска М установила, что Каланхоэ Дегремона содержит стерины - производные холестерина, в частности его метиловые и метиленовые эфиры.

Важной группой соединений, которые могут вызывать нежелательные побочные эффекты препаратов Каланхоэ, являются буфадиенолиды [8]. К ним относятся бриофиллины и бриотоксины.

С помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии в надземной части и цветущих верхушках К. pinnata, К. daigremontiana и Kalanchoe daigremontiana x К. tubiflora идентифицированы бриотоксины В и С. Аналогичные части К. tubiflora содержат бриотоксин А. Бриотоксины А, B и C найдены в корнях Kalanchoe daigremontiana x К. tubiflora и К. pinnata.

Большинство литературных источников указывает на содержание в листьях и соке Каланхоэ небольшого количества дубильных веществ (до 0,06-0,07%), которые долгое время считали основными действующими компонентами препаратов Каланхоэ.

 Ю.В. Волощенко и другие соавторы в 1979 году пришли к выводу, что сок Каланхоэ со сниженным содержанием катехинов и дубильных веществ, проявляет такую же клиническую эффективность, как и препараты, содержащие до 60-70 мг% катехинов и дубильных веществ [9].

Поэтому были высказаны предположения, что содержащиеся в соке полисахариды в большей мере, чем катехины и дубильные вещества обусловливают высокую лечебную эффективность сока Каланхоэ.

В листьях и соке каланхоэ содержится значительное количество ферментов и лектинов. Учеными проведена большая поисковая работа по выявлению лектинов в 45 видах Каланхоэ из коллекции ботанического сада им. акад. А.В. Фомина. Установлено, что сок листьев шести видов Каланхоэ, в частности Kalanchoe crenata (Andrews) Haw., Kalanchoe marmorata Bak., Kalanchoe obtusa Engl., Kalanchoe peteri Werd., Kalanchoe tubiflora (Harwey) R. Hamet., Kalanchoe rhombopilosa Mann. et Boit., сохраняют гемагглютинирующую активность в разведении 1:512.

У других видов гемагглютинирующий титр колебался в пределах от 1:4 до 1:256.

 В 1986 году  В.Ф. Лапчик и Т.В. Юрчишина  выделили и очистили лектины из сока Каланхоэ методом высаливания сульфатом аммония с последующим осаждением с помощью этилового спирта, в результате чего выделен лектин, который активно агглютинировал эритроциты человека трех групп крови. Наиболее стойким при очистке и стабильным в работе был лектин из сока Kalanchoe blossfeldian [10].

В соке Каланхоэ перистого (Kalanchoe pinnata (Lam.) Pers.)  содержатся органические кислоты - яблочная, лимонная, молочная, щавелевая, уксусная и изолимонная. В 1983 году Н.И. Шемерянкиной, методом хроматографии в тонком слое сорбента после предварительной деминерализации сока на катиониты было установлено, что в нем преобладают лимонная и яблочная кислоты. Содержание органических кислот в листьях каланхоэ значительно выше (0,435 мг-экв/г), чем в стеблях (0,252 мг-экв/г) [11].

С помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии в соке Каланхоэ выявлены высшие жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, следы арахидоновой и бегеновой) и фенолкарбоновые кислоты (феруловая, п-кумаровая, кофейная, пирокатеховая и хлорогеновая).

В.О. Антонюк и соавторы в 1979 году установили, что для Каланхоэ перистого (Kalanchoe pinnata (Lam.) Pers.) и Каланхоэ Дегремона (Kalanchoe daigremontiana (Hamet et Perr.)) свойственна выраженная фотопериодичность накопления некоторых биологически активных веществ, в частности наблюдаются значительные изменения количественного содержания карбоновых кислот, с которыми тесно связан метаболизм аминокислот. В результате проведенного качественного хроматографического анализа установлено, что в свежем соке Каланхоэ Дегремона содержатся: аланин, глицин, лизин и две неидентифицированные аминокислоты.

При гистохимическом исследовании в клетках паренхимы листьев Каланхоэ выявлен крахмал. Реакция на липиды на поперечных срезах листьев и стеблей отрицательна.

Побеги с листьями каланхоэ содержат 1,35-1,41% золы, в которой выявлен ряд микроэлементов - Mn, Zn, Mo, Cu, Cr, Al. Установлено, что Каланхоэ обладает способностью избирательно накапливать такие химические элементы, как Zn, Mo, Cu, Se, Sr и Ca.

В лаборатории фитохимии Кобулетской опытной станции лекарственных растений методом ионно-обменной хроматографии определили концентрацию суммы органических кислот в растениях, пересчитав результат на яблочную кислоту.
            На Батумском химикофармацевтическом заводе исследовали образцы Каланхоэ, полученные в различных условиях (оранжерея и полевой участок). В ходе чего было установлено, что содержание органических кислот в тепличном растении меняется в течение года: от 3,95 до 5,36% в зависимости  от времени года. Таким образом, основываясь на полученных экспериментальных данных, было предложено включить в проект технической документации на свежие побеги Каланхоэ новый показатель качества - содержание суммы органических кислот в свежем сырье не менее 3%[12].

Следует отметить, что в литературных источниках, подробно описаны полезные свойства и применение в медицине двух видов Каланхоэ: Каланхоэ перистое (Kalanchoe pinnata (Lam.) Pers.) и Каланхоэ Дегремона (Kalanchoe daigremontiana (Hamet et Perr.)). Однако, информация о биологически активных веществах, содержащихся в других малоизвестных представителях рода Каланхоэ практически не отражена. Химический состав и биологическая активность их изучены недостаточно. Варьирование химического состава в зависимости от вида, географического положения и условий выращивания подчёркивает необходимость дальнейшего изучения для более точного определения содержания и взаимодействия активных компонентов в разных видах Каланхоэ. Эти знания являются основополагающими для разработки безопасных и эффективных лекарственных препаратов. Более глубокое изучение химического состава также позволит выявить потенциально токсичные компоненты и разработать методы контроля качества лекарственного сырья.

Растения рода Каланхоэ представляют собой ценный источник биологически активных веществ с широким спектром фармакологической активности, демонстрируют выраженные противовоспалительные, ранозаживляющие и противомикробные свойства, что делает их перспективными кандидатами для разработки новых лекарственных препаратов[13].

Фармакологические свойства Каланхоэ признаны в отечественной медицине и за рубежом. Лекарственные средства с использованием Каланхоэ применяют для наружного применения в хирургической, стоматологической и акушерско-гинекологической практике как ранозаживляющее и противовоспалительное средство[3, 14]. Каланхоэ помогает заживлению ран, выводу токсинов из организма и очищению крови. При простуде и насморке он проявляет великолепные антибактериальные и антимикробные качества. Используется для лечения кожных болезней, ротовой полости, глаз, при варикозе. Следует отметить, что эффективность и безопасность применения этих видов подтверждена различными исследованиями, однако требуют дальнейшего изучения оптимальные дозировки и способы применения.

В рамках данного исследования был проведен опрос среди 200 посетителей аптеки «Озерки» г. Санкт-Петербурга с целью выявления уровня информированности и использования лекарственного растения Каланхоэ в домашних условиях. В ходе опроса всем участникам были заданы вопросы о растении Каланхоэ и его использовании в народной медицине. Результаты показали, что 36 респондентов ответили положительно, отметив, что они знают такое растение и используют его дома в лечебных целях. Остальные 164 участника, большинство из которых представляют молодое поколение, оказались незнакомы с целебными свойствами Каланхоэ и не используют его в домашнем лечении.

Данные результаты отражают низкий уровень распространенности информации о лечебных свойствах Каланхоэ среди определенной части населения, что подчеркивает необходимость проведения дальнейших просветительных мероприятий и расширения научных исследований по использованию этого растения в медицине.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Растения рода Каланхоэ представляют собой ценный источник биологически активных веществ с широким спектром фармакологической активности. Некоторые виды уже нашли применение в медицине, в то же время потенциал этого рода далеко не исчерпан.  Перспективы расширения применения растений рода Каланхоэ в медицинской практике весьма значительны. Для успешного внедрения в медицинскую практику новых видов Каланхоэ необходимо более глубокое изучение их химического состава, разработка стандартов качества лекарственного сырья, проведение скрининговой оценки биологического действия. Сотрудничество широкого круга специалистов (ботаников, химиков, фармакологов и клиницистов) является ключевым фактором для успешного развития этого направления. Систематическое изучение рода Каланхоэ внесёт значительный вклад в развитие фитотерапии и создание новых эффективных и безопасных лекарственных средств растительного происхождения. Дальнейшие исследования в этой области, несомненно, приведут к расширению применения растений рода Каланхоэ в медицинской практике.

Об авторах

Лев Олегович Соломатин

«Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации»

Автор, ответственный за переписку.
Email: solomatin2112@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-6586-7516
SPIN-код: 3504-7155

Аспирант

Россия, Россия,194044, Санкт-Петербург, улица Академика Лебедева, 6Ж

Список литературы