Теоретический обзор темы исследования

Фитонциды – мощное оружие растений

Фитонцидная активность свойственна почти всем растениям.

Защитная функция фитонцидов выражается не только в уничтожении микроорганизмов, но и в подавлении процессов их размножения. Но фитонциды не следует рассматривать только как характерные защитные вещества растений, они могут принимать участие в теплорегуляции и других процессах их жизнедеятельности.

Состав выделяемых фитонцидов зависит от вида растения, его возраста, физиологического здоровья, эколого-биологических особенностей, условий произрастания.

В работе использовали методику российского учёного Б.П. Токина по определению фитонцидной активности экстрактов комнатных растений с использованием простейших (инфузорий).

Фитонциды - это биологически активные вещества различной природы, продуцируемые растениями, обладающие антимикробными свойствами и играющие важную роль в иммунитете растений и во взаимоотношениях организмов в биогеоценозах.

Раскрыл эту тайну советский ученый Борис Петрович Токин в 1928 году. Исследователь заметил, что пищевые продукты, приготовленные на восточных базарах зачастую в антисанитарных условиях, не вызывают вспышек инфекционных заболеваний.

Токин предположил, что пряности каким-то образом предохраняют пищевые продукты от гниения, а людей – от заражения кишечными инфекциями. Проводя эксперименты, он обратил внимание на то, что патогенные микроорганизмы, находящиеся в чашке с кашицей из лука, погибают.

Летучие вещества растительного происхождения, которые так беспощадно расправлялись с микроорганизмами, ученый назвал фитонцидами: от слияния греческого «phyton» (растение) и латинского «caedo» (убиваю).

Фитонциды – растительные антибиотики, биологически активные вещества, образуемые и выделяемые растениями. Их функция – подавлять рост и развитие микроорганизмов, причем эта защитная реакция свойственна всему растительному миру. Фитонциды играют существенную роль в иммунитете растений, в их взаимоотношениях между собой и с окружающей средой.

В сумме растения Земли ежегодно выделяют в атмосферу около 490 млн тон фитонцидов.

Антимикробные свойства фитонцидов

Химический состав фитонцидов различен. Как правило, это комплекс соединений – гликозидов, терпеноидов, дубильных и прочих веществ, не относящихся к трем основным классам природных соединений – белкам, углеводам и жирам.

Различают неэкскреторные (нелетучие) фитонциды (растворенные в тканевых жидкостях растений) и их летучие фракции, выделяемые в атмосферу, почву и воду (у водных растений).

Летучие фитонциды способны оказывать действие на расстоянии. Например, 1 га лиственного леса летом ежедневно выделяет около 2 кг летучих фитонцидов, соснового – 5 кг, можжевелового – около 30 кг. Этого количества вполне достаточно, чтобы уберечь населенный пункт средней величины от многих напастей.

А в сумме растения земли ежегодно выделяют в атмосферуоколо 490 млн т фитонцидов. Нелетучие фитонциды образуют вторую линию обороны растений и оказывают защитное действие при повреждении растительных тканей.

Антимикробные свойства фитонцидов нашли применение и на службе у человека – в медицине, ветеринарии, защите растений, при хранении плодов и овощей, а также в пищевой промышленности. Интересно, что на возбудителей заболеваний человека и животных фитонциды действуют значительно сильнее, чем на возбудителей заболеваний растений, которые уже приспособились к их прямому действию.

Однако защитная роль фитонцидов проявляется не только в уничтожении и подавлении размножения болезнетворных микроорганизмов, но и в стимулировании жизнедеятельности микроорганизмов, являющихся антагонистами патогенных форм для данного растения.

Количество выделяемых фитонцидов, а также мощность и спектр их антимикробного действия различны у разных видов представителей флоры. Но и в каждом растении они распределены неравномерно, причем их количество изменяется в зависимости от сезона, физиологического состояния растения, почвы и погоды.

На возбудителей заболеваний человека и животных фитонциды действуют значительно сильнее, чем на возбудителей заболеваний растений.

В настоящее время накоплен большой фактический материал об антимикробных и противовирусных веществах, выделяемых из тканей высших растений. В ряде исследований было показано, что существуют летучие фракции фитонцидов, продуцируемые растениями в процессе их жизнедеятельности. Активные летучие выделения растений способны оказывать свое действие на расстоянии.

Летучие фитонциды интактных растений даже в малых концентрациях способны изменять и улучшать состав воздушной среды, подавляя жизнедеятельность патогенных микроорганизмов и нейтрализуя вредные химические соединения, содержащиеся в воздухе, а также положительно воздействовать на организм человека.

Несмотря на то, что фитонцидная активность присуща всем растениям, на практике степень выделения летучих веществ и сила воздействия на микроорганизмы различны и должны исследоваться для каждого вида.

В настоящее время накоплен большой фактический материал об антимикробных и противовирусных веществах, выделяемых из тканей высших растений. В ряде исследований было показано, что существуют летучие фракции фитонцидов, продуцируемые растениями в процессе их жизнедеятельности. Активные летучие выделения растений способны оказывать свое действие на расстоянии.

Летучие фитонциды интактных растений даже в малых концентрациях способны изменять и улучшать состав воздушной среды, подавляя жизнедеятельность патогенных микроорганизмов и нейтрализуя вредные химические соединения, содержащиеся в воздухе, а также положительно воздействовать на организм человека.

Несмотря на то, что фитонцидная активность присуща всем растениям, на практике степень выделения летучих веществ и сила воздействия на микроорганизмы различны и должны исследоваться для каждого вида.

Особые свойства известных растений

Знахари, шаманы и обычные люди издревле использовали антибактериальные, протистоцидные и антифунгальные свойства различных растений, не понимая всей сложности химических процессов, происходящих в них, а всего лишь по инерции владея секретами красоты и здоровья, которые получили в наследство от предков. Мы и сегодня часто применяем природные антибиотики и натуральные противогрибковые и противопаразитарные средства, порой не ведая, что пользуемся именно фитонцидами.

Первым защитные свойства растений стал использовать в медицинской практике швейцарский профессор Сезар Ру. Он успешно практиковал ароматерапию, врачуя симптомы болезней при помощи летучих соединений, которые вырабатываются различными растениями. Его дело продолжил украинский академик-микробиолог Н.Г. Холодный, изучавший влияние фитонцидов одного растения на его соседей в природе.

На Востоке, в Японии, Корее, Тайване, где альтернативная медицина идет рука об руку с официальной, существует очень популярная терапевтическая методика, которая носит название «Лесное купание». Она заключается в том, что пациентов с различными недугами, в том числе хроническими воспалительными заболеваниями органов дыхания, патологиями сердечно-сосудистой системы, нервными расстройствами и т.п., лечат с помощью фитонцидов, выделяемых определенными растениями. Для этого им прописывают прогулки в лесу, саду или парке, где произрастает тот или иной вид деревьев, кустарников, трав.

Такой метод лечения имеет под собой весомый и вполне научный фундамент, ведь гектар сосен за сутки обогащает атмосферу пятью килограммами фитонцидов, а гектар можжевельника за то же время выделяет почти 30 кг целебных летучих соединений. Воздух над хвойными лесами стерилен, почти как в операционной.

Вокруг нас полно растений, которые производят летучие и нелетучие биологически активные вещества, способные защищать здоровье человека.

Самые известные из них пожалуй, лук и чеснок. Раньше на Руси считали, что они отгоняют даже нечистую силу, не говоря уж о простуде, ангине и прочих болезнях. Такое же уважительное отношение было и остается в народе к горчице, красному и черному перцу, хрену, редьке.

Антимикробные свойства фитонцидов используют при консервировании продуктов, добавляя, не только для улучшения вкусового букета, но и для лучшей сохранности продуктов, в консервы лавровый лист, гвоздику, хрен, черный и красны перец, чеснок, листья смородины и дуба.

Цветущая черемуха не только радует глаз, но и используется для борьбы с насекомыми. Ее букет моментально убивает комаров, мух и прочих непрошеных гостей в доме. Более того, ее фитонциды за 13 минут способны умертвить взрослую крысу.

В Сибири и на Кавказе произрастает трава, которую называют «Неопалимая купина». Если поднести зажженную спичку к ее зарослям, она мгновенно вспыхивает пламенем. А все потому, что выделяет особые фитонциды.

Некоторые биологически активные вещества, выделяемые растениями, уже послужили для создания новых медицинских препаратов. Но многие еще предстоит тщательно изучить.

Можжевельник, пожалуй, в этом чемпион среди растений. Он выделяет фитонцидов примерно в 6 раз больше, чем остальные хвойные породы, и в 15 раз больше, чем лиственные. В нашей стране более двух десятков видов можжевельника. Среди них есть и деревья, и кустарники. Сейчас все они в той или иной мере нуждаются в охране.

Можжевельник очень чувствителен к загрязнению воздуха промышленными выбросами. А растет он медленно, причем у большинства видов из-за различных нарушений не происходит семенного возобновления.

Также одним из самых популярных фитонцидных растений является сосна (практически все виды, входящие в этот род, обладают антимикробными свойствами). Недаром многие санатории и больницы построены в сосновых борах.

В хвойных лесах (особенно в молодом сосновом бору), независимо от географической широты и близости населенных пунктов, воздух практически стерилен и содержит лишь около 200–300 бактериальных клеток на 1 м3. Фитонциды этого дерева, как правило, увеличивают защитные силы организма, а также губительно действуют на возбудителей туберкулеза. Пробы почвы или воздуха, взятые в сосновом бору, содержат в 10 раз меньше патогенных микроорганизмов, чем пробы из березового леса.

Однако и береза добросовестно выполняет обязанности санитара окружающей среды и беспощадно расправляется с микроорганизмами. В насаждениях, где растет береза повислая, в одном 1 м3 воздуха насчитывается всего около 450 микробов. А в операционных, где всё, в том числе и воздух, должно быть стерильным, допускается по существующим нормам содержание в 1 м3 воздуха 500 неболезнетворных микроорганизмов.

Отличным санитаром леса является дуб. Вековые деревья стоят могучей преградой на пути различных бактерий. Кстати, прогулка по дубраве – очень полезное лекарство для гипертоников. А фитонциды туи помогают неокрепшему организму бороться с возбудителями коклюша, дифтерии, другими инфекциями.

Жители Кавказа избегают ложиться спать под деревом грецкого ореха – сон плохой, а наутро гарантирована головная боль. Зато его листья используют для отпугивания мух, комаров и других насекомых, в том числе моли.

Сильным действием обладают фитонциды черемухи – ее нарезанные листья, помещенные под стеклянный колпак вместе с мухой, мышью и даже крысой, способны через некоторое время убить животное. Это растение выделяет вещества, содержащие ядовитую синильную кислоту.

Таким образом, фитонциды создают невосприимчивость, или, как говорят, природный иммунитет растений к различным видам заболеваний.

Выводы 

В народе о лечебных свойствах растений давно известно, но только в начале прошлого века советский биолог с мировым именем, Борис Петрович Токин, профессор Томского, а затем и Ленинградского университетов, создал теорию о фитонцидах. Сам термин родился благодаря сложению греческого названия растений φυτóν и латинского глагола caedo – «убивать». Он емко и точно сообщает механизм действия фитонцидов, которые являются защитниками растений и помогают им противостоять патогенной флоре. Это биологически активные вещества, которые способны уничтожать микробы, простейшие одноклеточные организмы и более сложные.

Список источников и литературы

  • Батурицкая, И. В., Фенчук, Т. Д. Удивительные опыты с растениями / И. В. Батурицкая, Т. Д. Фенчук– Мн: Народная асвета. 1991 г.
  • Бинас, А. В. и др. Биологический эксперимент в школе /А. В. Бинас – М. Просвещение, 1990 г.
  • Вердерский Д. Д. Иммунитет растений к паразитарным болезням /Д. Д. Вердерский – М.: Сельхозиздат, 1959 г.
  • Фитонциды – мощное оружие растений/ https://givoyles.ru/articles/nauka/fitoncidy-moshhnoe-oruzhie-rastenii/
  • Фитонциды: польза для здоровья / https://medaboutme.ru/articles/fitontsidy_polza_dlya_zdorovya/
  • Я познаю мир. Экология// Энциклопедия для детей. - Москва.: ООО

«Издательство АСТ ЛТД». – 2014 г. – 426 с.