Augi ir kā mazas, videi draudzīgas ķīmisko savienojumu rūpnīcas – nekādu kaitīgo izmešu vai piesārņojuma un pavisam neliels vides resursu patēriņš. Lai šīs “rūpnīcas” izmantotu pilnvērtīgi, pirmkārt, jāzina, ko tajās meklēt. Kādi aktīvie savienojumi mīt augā? Kādas ir to īpašības un potenciālais pielietojums? Otrkārt, lai nekaitētu dabai un padarītu resursu iegūšanu efektīvu, vērts augus “pieradināt” augšanai lauksaimniecības apstākļos. Šobrīd viens no augiem, kuru šādi pētām Vides risinājumu institūtā, ir lielā strutene (Chaledonium majus). Projektā gaitā, sadarbojoties ar Latvijas Organiskās sintēzes institūtu, tapusi zinātniskā publikācija starptautiski citējamā žurnālā “Plants” par lielās strutenes alkaloīdu saturu un citotoksisko aktivitāti.
Lai uzzinātu vairāk par publikācijā secināto, aicinājām uz sarunu Latvijas Organiskās sintēzes institūta Farmaceitiskās farmakoloģijas laboratorijas pētnieci Dr. Ingu Sīli un laboratorijas vadītāju Prof. Maiju Dambrovu, kā arī projekta zinātnisko vadītāju Dr. Artu Kronbergu.
Struteņu raža. Attēls: Vides risinājumu institūts.
Lai arī sarunas gaitā vairāk pievērsīsimies tieši strutenei, tomēr tā ir tikai viens no augiem, kas pētīts “Pavasara augu” projekta ietvaros. Kādēļ vērts pētīt tieši pavasara augus?
Maija Dambrova: Šī ideja nāca tieši no lauksaimniecības industrijas puses – projekta vadošā partnera, ārstniecības un aromātisko augu ražotāja SIA “Field and Forest”.
Arta Kronberga: Jā, tas saistāms ar lauksaimnieku vēlmi un vajadzību izmantot veģetācijas sezonu lietderīgi. Ja līdz šim ierasts, ka kultūraugu raža tiek ievākta vasaras otrajā pusē vai rudens sākumā, audzējot pavasara augus, uz pirmo ražu varam cerēt jau martā, aprīlī. Šādi tiek radīts darbs nozarē strādājošajiem, lietderīgi izmantota tehnika un zeme, kā arī procesa beigās varam iegūt augstas pievienotās vērtības produktu.
Kopumā projektā skatīti 9 augi – gaiļbiksīte (Primula veris), smaržīgā madara (Galium odoratum), parastā zalktene (Daphne mezereum), parastā māllēpe (Tussilago farfara), pļavas silpurene (Pulsatilla pratensis), parastā kreimene (Convallaria majalis), efeju sētložņa (Glechoma hederacea), lielā strutene (Chaledonium majus) un raspodiņš (Alchemilla spp). Kāpēc tieši struteni izvēlējāties pētīt padziļināti?
AK: Tas saistāms strutenes augsto tirgus potenciālu. Strutene tiek komerciāli audzēta citviet Eiropā, taču Latvijā līdz šim nē. Tādēļ tai veicām ne tikai primāro izpēti, bet testējām arī audzēšanas tehnoloģijas.
MD: Strutenē vēl ir daudz, ko zinātniekiem pētīt! Tā ir interesants pētījumu objekts no pašmāju veģetācijas un dzīvesvides izzināšanas viedokļa. Skatoties uz klimata pārmaiņu ietekmi un ar to saistītajām izmaiņām augu ķīmiskajā sastāvā, jāsaprot, ka šis pētījums ir kā konkrēto gadu strutenes ķīmiskā sastāva momentuzņēmums. Tas ataino auga ekstraktu ķīmisko sastāvu konkrēti, piemēram, 2019. vai 2020. gada pavasarī. Laika gaitā aina var mainīties!
Viens no aspektiem, kuru pētāt, ir ķīmiskā sastāva (alkaloīdu, flavonoīdu saturs) atšķirības starp savvaļā iegūtu un jau lauksaimniecības apstākļos kultivētu struteņu ekstraktiem. Pastāstiet, kā izvēlējāties, kur ievākt savvaļā augušos paraugus!
AK: Izvēloties vietas strutenes ievākšanai, ņēmām vērā vairākus aspektus. Pirmkārt, atradnēm jāatrodas pietiekami tālu vienai no otras, lai nodrošinātu ģenētisko daudzveidību. Otrkārt, augu atradnei jābūt pietiekami bagātīgai, lai paraugu paņemšana nebojātu populāciju. Lai apzinātu piemērotākās atradnes, aicinājām talkā sabiedrību – lūdzām cilvēkus ziņot par bagātīgām strutenes atradnēm portālā dabasdati.lv. Pētījumā ietvertās struteņu populācijas nākušas no tādām vietām, kā Ainaži, Sigulda, Jaunalūksne, Viļaka.
Inga Sīle: Raugoties uz ķīmisko analīžu rezultātiem, vērtīgākie paraugi nākuši no Siguldas.
AK: Interesanti, ka arī efeju sētložņas ar augstākajām aktīvo vielu koncentrācijām ievācām tieši Siguldā!
Kādus ķīmiskos parametrus analizējāt abu tipu paraugos?
IS: Vides risinājumu institūta sagatavotajos strutenes lakstu spirtūdens ekstraktos analizējām ķīmisko sastāvu, uzsvaru liekot tieši uz alkaloīdu kvalitatīvo un kvantitatīvo saturu. Papildus noteicām arī ekstraktos esošos flavonoīdus un to koncentrācijas.
Kādi ir pētījuma rezultāti?
IS: Runājot par alkaloīdiem, ekstraktos dominē tie savienojumi, kas jau minēti literatūrā – un tas nav neparasti, tas norāda, ka mūsu pētījuma metodes strādā. Taču, interesanti, ka atkarībā no tā, vai strutenes augušas savvaļā vai kultivētas laukos, atšķiras ekstraktu kvalitatīvais sastāvs. Savvaļas struteņu ekstraktos lielākā koncentrācijā sastopams alkaloīds koptizīns, savukārt kultivēto augu paraugos – helidonīns. Runājot par flavonoīdiem, būtiskas atšķirības to koncentrācijās atkarībā no parauga izcelsmes netika novērotas.
Pētījuma gaitā analizējāt arī paraugu citotoksisko aktivitāti uz dažādām vēža šūnām. Kādi ir secinājumi?
IS: Vērtējām strutenes ekstraktu pretvēža aktivitāti 3 dažādos paraugos – ādas vēža, aknu vēža un zarnu trakta vēža šūnu līnijās. Šie vēža veidi tika izvēlēti, balstoties uz ziņām no tautas medicīnas. Latviešu tautas ticējumos strutene aprakstīta tieši šo orgānu sistēmu problēmu ārstēšanai. Pētījuma rezultāti liecina, ka augstāka pretvēža aktivitāte ir kultivēto struteņu ekstraktos. Tas skaidrojams ar to, ka alkaloīdi (ķīmiskie savienojumi, kas atbildīgi par citotoksisko aktivitāti) šajos paraugos bija lielākās koncentrācijās. Vislabāk struteņu ekstraktu efekts bija novērojams tieši uz B16-F10 jeb ādas vēža šūnām.
MD: Tomēr jāņem vērā, ka efektivitāte uz šūnu līnijām laboratorijas apstākļos ir tikai pats pirmais solis. Esam iezīmējuši, ka strutenē esošajiem savienojumiem ir potenciāla pretvēža iedarbība, taču nepieciešama virkne pētījumu, lai apstiprinātu, ka to lietošana medikamentos ir efektīva un droša. Jāsaprot, ka lielās koncentrācijās alkaloīdi ir indīgi, tādēļ strutene ir augs, kuru nedrīkst izmantot, lai pašārstētos.
Lielās strutenes savvaļas un kultivēto paraugu ķīmiskā skrīninga rezultāti. Attēls: projekta komanda.
Kā minējāt, tika noteiktas arī flavonoīdu koncentrācijas struteņu ekstraktos. Kāds ir šo ķīmisko savienojumu īpašības un potenciālais pielietojums?
MD: Flavonoīdi ir savienojumi ar antioksidantu aktivitāti. Lietojot tos ikdienā, uzlabojas zarnu mikrobiotas stāvoklis. Flavonoīdiem ir arī pretiekaisuma efekts, un tie īpaši lielās koncentrācijās sastopami ogās, augļos, dārzeņos. Struteņu kontekstā flavonoīdu saturu noteicām, lai izprastu, ko vēl iespējams iegūt no struteņu ekstraktiem, lai ekstrahēšana būtu ekonomiski pamatota. Tātad alkaloīdi ir kā galvenais ieguvums, bet flavonoīdi – bonuss. Ārstniecības augi ir kā aktīvo vielu “groziņi” – dažkārt ir tā, ka augā vairākas aktīvās vielas ir ar vienu un to pašu iedarbību un viena otras efektu pastiprina.
Esam noskaidrojuši par potenciālo pretvēža iedarbību. Taču kādiem ārstniecības nolūkiem vēl var izmantot strutenes ekstraktu un tajā atrodamos savienojumus?
IS: Viens no zināmākajiem pielietojumiem, kuru no bērnības droši vien atceras teju katrs, ir kārpu apstrāde. Aptiekās ir nopērkami dažādi strutenes preparāti (tinktūras, balzami) kārpu ārstēšanai. Interesanti, ka Eiropas Zāļu aģentūrā tika veidota monogrāfija par struteni un tās izmantošanu ādas veidojumu ārstēšanā. Tika apskatīta arī strutenes preparātu iekšķīga lietošana pret dispepsiju, vēdera pūšanos. Taču monogrāfija netika apstiprināta, jo trūka datu par drošību – ir nepieciešams veikt pētījumus par to, cik ilgi un kādās koncentrācijās strutenes preparātus drīkst lietot.
MD: Šis ir uzdevums, kuru uzņemties varētu kāds no esošajiem strutenes preparātu ražotājiem – pasūtīt drošības testus regulētos laboratorijas apstākļos. Tas pavērtu iespējas plašākam, drošam strutenes pielietojumam arī citās jomās.
Parunāsim nedaudz vairāk par struteņu kultivēšanas agronomisko pusi. Kādi ir galvenie secinājumi par strutenes ieaudzēšanu lauksaimniecības apstākļos?
AK: Strutene viegli padodas audzēšanai un ir ērti novācama ar tehnikas palīdzību. Tas ir svarīgi, jo strutenes ievākšana manuāli lielos apjomos ir bīstama veselībai. Šogad esam novākuši jau 4 strutenes ražas! Biomasas pieaugums ir liels, tātad arī audzēšana ir ekonomiski izdevīga. Tā kā ķīmiskais skrīnings pierāda, ka aktīvo savienojumu kultivēto struteņu ekstraktos ir vairāk, šī ir situācija, kurā visi ir ieguvēji. Šobrīd redzam, ka būtu nepieciešami pētījumi, kādu faktoru ietekmē pieaug ķīmisko savienojumu koncentrācija strutenēs. Viens no literatūrā minētajiem aspektiem ir saules gaisma – ja vairākas nedēļas pirms ražas novākšanas laiks ir bijis saulains, alkaloīdu ir vairāk. Šādu faktoru ir daudz – temperatūras režīms, mitruma režīms, augsnes sastāvs. Izpētot, kādi augšanas apstākļi nodrošina augstākās interesējošo vielu koncentrācijas, varam audzēšanu padarīt maksimāli efektīvu!
MD: Strutenei ir potenciāls, kas ļauj nodrošināt mūsdienīgu lauksaimniecības zemju izmantojumu. Augu, arī strutenes, ekstrakti vienmēr būs produkts ar augstu pievienoto vērtību – šādu produktu izstrāde rada gandarījumu zinātniekiem un ieguvumu ekonomikai! Tā ir zinātne ar jēgu!
Pavasara augu izpēte norisinās projekta “Inovatīvi risinājumi pavasara savvaļas ārstniecības un aromātisko augu audzēšanas tehnoloģijās un izmantošanā” (Nr. 1.1.1.1/18/A/043) ietvaros. Tas tiek īstenots ar Eiropas Reģionālās attīstības fonda (ERAF), Darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskās ievirzes pētījumi” atbalstu.
