Общая характеристика березового гриба (чаги) и его химического состава

ВВЕДЕНИЕ

 

На современном этапе наблюдается  тенденция к увеличению спроса на лекарственные средства, получаемые на основе растительных соединений. Поэтому  целесообразно использовать резервы  природной флоры Республики Казахстан, представляющих собой уникальные запасы биологически активных соединений, обладающих широким спектром действия. В этом отношении интерес представляет березовый гриб – чага. Чага издавна применялась в народной медицине как симптоматическое средство при язвенной болезни, гастритах, злокачественных опухолях, как средство, регулирующее сердечно-сосудистую и дыхательную системы. Вместе с тем, химический состав чаги изучен слабо, в результате чего встает необходимость в изучении фармакологически активных веществ данного растения и выделение их в индивидуальном состоянии или в виде естественных комплексов. Исходя из этого, определяется цель нашей работы.

Объект исследования: березовый гриб (чага) – стерильная форма фитопатогенного гриба трутовика скошенного семейства гименохеновых грибов.

Цель работы: проект экспертизы природного сырья, проведение фармакопейного и химического исследования березового гриба (чаги).

Задачи исследования: литературный анализ химического состава и биологической активности березового гриба (чаги):

1. обзор основных классов химических соединений содержащихся в березовом грибе (чаги);
2. установление фармакопейных показателей (зольность, влажность, экстрактивные вещества, хромогенный комплекс);
3. изучение химического состава березового гриба (чаги);
4. проект экспертизы природного сырья березового гриба (чаги).

Методы исследования: различные виды хроматографии, перегонка экстракция, ИК - спектроскопия.

Актуальность исследования заключается в том, что полученные результаты исследования позволяют предложить новые подходы к стандартизации природное сырье, являющегося ценным источником биологически активных соединений.

Теоретическая новизна заключается в том, что наряду с известным составом чаги были открыты ранее не определенные вещества, предложена новая методика стандартизации сырья.

Практическая значимость дополнительное исследование чаги позволяет объяснить физиологическое действие препарата и расширяет спектр его применения.

Положения, выносимые  на защиту:

1. обоснование актуальности темы на основании литературного обзора;
2. стандартизация фармакопейных показателей березового гриба (чаги);
3.   результаты исследования химического состава березового гриба (чаги);
4.   биологическая активность спиртового экстракта березового гриба (чаги).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕРЕЗОВОГО ГРИБА (ЧАГИ)

 

1. Описание  растения

 

Чага (Fungus betulinus) – стерильная форма фитопатогенного гриба инонотуса скошенного (трутовик косогубчатый, трутовик косой) – Inonotus obliquus Pilat. F. Sterilis [1].

 

Рисунок 1.1 – Березовый гриб (чага)

 

Чага представляет собой бесплодную (стерильную) форму трутовика скошенного семейства гименохитоновых грибов. В нижней и средней части стволов живых деревьев (в месте первоначального проникновения спор) развивается бесформенный нарост (желвакообразной формы), выступающий из-под разрывающейся коры,  диаметром 5 - 40 сантиметров (называемых чагой (Рисунок 1.1)). С возрастом нарост приобретает вид полушаровидного валика и через 10 - 15 лет достигает веса 4 - 5 кг. Поверхность нароста черная, глубоко растрескивающаяся, внутренняя его часть темно-коричневая, ближе к древесине рыже-бурая с белыми прожилками, состоящими из бесцветных гифов. Участки, прилегающие к стволу, содержат не только гифы гриба, но и клетки древесины [2].

После отмирания дерева развитие чаги прекращается, но на противоположной стороне ствола обычно появляется плодовое тело гриба буро-коричневой окраски, распростертое по субстрату и простирающееся по длине ствола на 0,5 - 1 см. Плодовое тело первоначально развивается под корой, причем по его краю образуется так называемые упорные пластинки, представляющие собой грибневидные выросты с уплощенной верхней частью. Когда заканчивается созревание плодового тела и начинается процесс споруляции, кора дерева под давлением упорных пластинок растрескивается и отстает. Как только кора спадает, споры высыпаются, разносятся ветром, и цикл развития гриба повторяется [2].

Лекарственным сырьем являются наросты, возникающие на березах при поражении  их грибом трутовика скошенного [3].

 

2. Места обитания

 

В природе известно около 25000 видов базидиомицетов, из которых около 500 видов трутовиков. Трутовики широко распространенны в Европе, Азии, северной Америке и Африке, но оценена биологическая активность только небольшой их части. В России, Польше, Белоруссии, Казахстане березовый гриб (чага) более известен как лекарственное средство, которое используется с древних времен [4].

Чага – широко распространенный гриб. Он поражает преимущественно  старую или приспевающую березу. Старые деревья более подвержены заражению  грибами, так как с возрастом у дерева снижается способность образовывать раневое ядро, препятствующее проникновению спор внутрь древесины. На молодых деревьях лучше сопротивляющихся вредным внешним воздействиям, чага встречается реже. Иногда чага развивается также на ольхе, реже на рябине, клене, буке, вязе. Грибные нити проникают в древесину, постепенно разрушая его (болезнь дерева называется “белой сердцевиной гнилью”).  Чага поражает стволы только живых деревьев [5].

Условия произрастания также играют важную роль, например, растущие в горах деревья реже поражаются чагой, так как их древесина имеет более

плотную структуру [6]. Наиболее распространена чага в лесах северных широт.

Причиной     образования    чаги   является     заражение    коры     дерева

паразитным трутовым грибом. Споры его рассеиваются по воздуху и прорастают лишь в тех случаях, когда попадают на пораженные вследствие различных причин участки коры деревьев. Образующийся нарост постепенно разрастается, значительно увеличиваясь в размерах. Иногда масса его достигает 3 - 5 кг и более. Рост чаги при благоприятных для ее развития условиях может продолжаться более 15 лет.

Форма наростов чаги зависит от характера  повреждений, через которые береза заражается трутовым грибом. Большей  частью наросты имеют округлую или вытянутую форму [5].

 

3.  Заготовка и качество сырья

 

Заготавливают чагу только с живых  или свежесрубленных, старых берез. На сухостое или валежнике чага разрушается, и содержание в ней биологически активных веществ  резко снижается [7].

Собирать чагу можно в любое время года. Однако чаще всего ее заготавливают поздней осенью, зимой или ранней весной, когда на деревьях нет листьев и чагу легче заметить.

Чагу  подрубают  топором  у  ствола  дерева,  а затем от нее отсекают непригодную для использования рыхлую светлоокрашенную часть [8].

Собранную чагу рубят на куски по 3 – 6 см и сушат в сушилках или печах при температуре не выше 50-60 °С. Высушенное сырье должно содержать не менее 20 % экстрактивных веществ и не более 12 % влаги. Допускается присутствие рыхлой светло-коричневой или желтой легко крошащейся части древесины – не более 25 %, вросших в куски чаги остатков древесины – не более 5 % [6], хромогенного комплекса не менее 50 %, бересты не более 1 % [9].

Согласно  требованиям Фармакопейной    статьи ФС 42-53-72 готовое

сырье чаги состоит из кусков неопределенной формы с черным, сильно растрескивающимся наружным слоем. Ткань нароста очень плотная, твердая. Цвет темно-коричневый с мелкими желтыми прожилками, число которых увеличивается к внутренней части нароста. Размер кусков около 10 см в поперечнике, запах отсутствует, вкус горьковатый [10].

Сырье чаги упаковывают в мешки  по 20 - 30 кг и хранят в закрытом сухом, хорошо проветриваемом помещении, оберегая от сырости. Отсыревшая чага легко плесневеет и становится непригодной к употреблению. Срок годности не более двух лет [10].

 

1.4  Применение

 

В народной медицине чага известна также  под названием “черный березовый гриб” или березовая губа (губа по старославянски “gaga”), возможно отсюда название “чага”. Чага – старинное излюбленное средство жителей северных районов России, применяемое для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний и даже рака [11-12]. Чагой в сочетании с другими растениями лечат язву желудка и двенадцатиперстной кишки, гастриты. В полевых условиях, в лесу пьют чай из чаги при расстройстве желудка, тяжести и болях в кишечнике. Популярен чай из чаги у охотников и лесников. Он утоляет голод, снимает усталость, бодрит, улучшает общее самочувствие и повышает работоспособность. В некоторых районах жители вместо чая используют чагу. Было замечено, что в таких областях заболеваемость раком меньше, чем в соседних. Чагу используют как общеукрепляющее средство для повышения общего тонуса организма. Больного поят настоем чаги, если нужно снизить артериальное или венозное давление [12].

На  электроэнцефалограммах коры больших полушарий в эксперименте

наблюдается отчетливое повышение спонтанной  биоэлектрической активности коры, что свидетельствует о благоприятном влиянии галеновых препаратов чаги на обмен веществ и функции некоторых отделов коры головного мозга. Настоями чаги лечат пародонтоз, экзему, дерматит, псориаз. Ингаляциями с использованием чаги с травами снимают воспалительный процесс при опухолях гортани, что облегчает дыхание. Ссадины, порезы присыпают порошком чаги, чтобы прекратить нагноение раны [13]. Чага нетоксична, хорошо переносится и практически не имеет противопоказаний к применению. Ее используют в животноводстве. Добавление чаги в рацион свиней стимулирует рост поросят и прибавку в весе. Шрот чаги применяют в качестве удобрения для защиты растений от фитофтороза и симуляции роста. Настои чаги используют для консервирования овощных и ягодных соков. Чага обладает большой адсорбционной емкостью, что позволило ее применять как средство по очистке воды.

Интерес к чаге не угасает. В современной  народной и научной медицине чага используется как самостоятельно, так и в составе многокомпонентных препаратов для внутреннего и наружного применения в виде отваров, настоев мазей и прочего [14].

Запатентованы композиции с включением чаги, обладающие общеукрепляющим, тонизирующим, противоопухолевым действием, для лечения и профилактики желудочно-кишечных заболеваний, послеоперационного лечения злокачественных новообразований, синдрома хронической усталости. Широкий спектр действия предполагает наличие богатого комплекса биологически активных веществ.

Из чаги получают препарат “Бефунгин”  (экстракт чаги + соли кобальта: CoCl₂ 0,175 % или NiSO₄ 0,2 %), который используется при хронических гастритах, дискензиях желудочно-кишечного тракта, при язвенных болезнях желудка. Используют в форме настоя. Настой чаги не токсичен, но его ограничивают при заболеваниях, сопровождающихся задержкой жидкости в организме [14]. В настоящее время разрешены в качестве общеукрепляющих биологически активные добавки капсулы и фитоэлексир “Чаговит”, драже “Экстрабесунгин”,  бальзам “Березка”,  таблетки  “Литовит Ч”,  сухой экстракт,

порошок и другие производные чаги.

Побочные  явления: при длительном применении   препаратов чаги   у

некоторых больных наблюдается повышенная возбудимость вегетативной, нервной системы. Эти явления постепенно исчезают при уменьшении дозы или отмене препарата [3].

 

5.  Химический состав

 

Химический состав чаги впервые  исследовал Г. Драгендорф в 1864 году и, не найдя активные субстанции (гликозиды, алколоиды), потерял к ней интерес. Только через 100 лет советские исследователи П.А. Якимов, А.А. Шиврина, Е.В. Ловягина, Е.Г. Платонова и другие провели достаточно полный химический анализ чаги и концентрата на ее основе в сравнении с другими трутовыми грибами.

 

1.  Терпеновые соединения

Производными циклогексана является большая группа природных  веществ преимущественно растительного происхождения, известных под названием терпенов. Они входят в состав смол хвойных деревьев и эфирных масел. Термин “терпены” происходит от названия терпентинового дерева, из смолы которого был получен первый представитель [16].

Для терпенов характерно число атомов углерода, кратное 5, то есть 5, 10, 15 и т.д. Хотя большая часть терпенов – ненасыщенные углеводороды, к этой группе соединений относятся также соответствующие спирты, кетоны, карбоновые кислоты и даже пероксиды.

Монотерпены состоят  их двух остатков изопрена С₅Н₈. Соединения, кратные по составу   изопрену,   очень   распространены   в растениях. Такие

производные называют изопреноидами [16].

В 1920 году Ружичка приступил  к классическим экспериментам, в  результате которых было сформулировано “изопреновое правило”. Это правило, суммировавшее все предшествующие исследования по установлению строения терпенов, гласит, что терпены образуются в результате полимеризации изопрена по типу “голова – хвост”. Изопрен сам по себе не является строительным материалом терпенов в растениях. Тем не менее, можно рассматривать терпены как полимеры изопрена [17].

Таким образом, известна следующая классификация терпенов:

По количеству остатков изопрена в молекуле:

- терпены или монотерпены, соответствующие формуле С₁₀Н₁₆ – димеры изопрена;

- сесквитерпены (полуторатерпены) – тримеры изопрена состава С₁₅Н₂₄;

- дитерпены С₂₀Н₃₂ – тетрамеры изопрена;

- тритерпены С₃₀Н₄₈;

- тетратерпены С₄₀Н₆₄;

- политерпены (С₅Н₈)_n.

Иногда углеводороды состава С₅Н₈ (изопрен и его изомеры), называют  гемитерпенами, то есть полутерпенами [16].

В свою очередь, каждый ряд  терпенов разделяется на группы:

1. Алифатические, или ациклические терпены – соединения с открытой цепью  углеродных атомов. Собственно терпены этой группы (С₁₀Н₁₆) содержат три двойные связи;
2. Карбоциклические терпены – содержат  одно или несколько колец углеродных атомов. По числу колец терпены разделяют на:
1. моноциклические, содержащие одно шестичленное кольцо и две двойные связи;
2. бициклические, содержащие два кольца, одно из них обычно шестичленное, а второе пяти-, четырех- или трехчленное. Терпены этой группы