Artemisia annua , также известная как полынь однолетняя , [2] сладкая энни , полынь сладкая , чернобыльник однолетний [3] или полынь однолетняя — распространённый вид полыни , произрастающий в умеренном поясе Азии, но натурализовавшийся во многих странах, включая отдельные части Северной Америки. [4] [5] [6] [7]
Экстракт A. annua , называемый артемизинином ( или артесунатом ), является лекарством, используемым для лечения малярии . [8] Открытие артемизинина и его противомалярийных свойств китайским ученым Ту Юю привело к присуждению премии Ласкера 2011 года и Нобелевской премии по физиологии и медицине 2015 года . [9]
Artemisia annua относится к семейству сложноцветных и является однолетним короткодневным растением. Его стебель прямой, коричневато- или фиолетово-коричневый. Само растение безволосое и в природе вырастает от 30 до 100 см в высоту, хотя в культуре растения могут достигать высоты 200 см. Листья A. annua имеют длину 3–5 см и разделены глубокими надрезами на два или три небольших листочка. Характерен интенсивный ароматный запах листьев. [10] Содержание артемизинина в высушенных листьях составляет от 0% до 1,5%. [11] Новые гибриды Artemisia annua , выведенные в Швейцарии, могут достигать содержания артемизинина в листьях до 2%. [12] Мелкие цветки имеют диаметр 2–2,5 мм и расположены в рыхлых метелках. Их цвет зеленовато-желтый. Семена представляют собой коричневые семянки диаметром всего 0,6–0,8 мм. Их масса тысячи зерен (TKW) составляет в среднем около 0,03 г (для сравнения, у пшеницы TKW составляет около 45 г). [10] [13]
Период роста Artemisia annua от посева до сбора урожая составляет 190–240 дней, в зависимости от климата и высоты местности выращивания. Растение собирают в начале цветения, когда содержание артемизинина максимально. [11] Урожайность сухих листьев на плантациях Artemisia annua варьируется от 0,5 до 3 тонн с гектара . [12]
С точки зрения климата A. annua предпочитает солнечные и теплые условия. Оптимальная температура его роста составляет от 20 до 25 °C. Годовая сумма температур 3500–5000 °C (сумма температур выше 10 °C в течение одного года) необходима для гарантии надлежащего созревания. Количество осадков в течение вегетационного периода не должно быть менее 600 мм (годовое количество осадков выше 1150 мм). Особенно восприимчивы к засухе или заболачиванию сеянцы A. annua . С другой стороны, зрелые растения довольно устойчивы к этим климатическим условиям. Тем не менее, предпочтительными почвенными условиями для A. annua являются легкие почвы с глубоким верхним слоем и хорошими дренажными свойствами. [11] Но сообщается, что растение адаптируется к различным типам почв. В сочетании с относительно низкими требованиями к окружающей среде Artemisia annua может иметь характеристики неофитного растения . [14]
A. annua лучше всего сеять рядами, чтобы облегчить удаление сорняков, что приходится делать механически или вручную, поскольку гербициды обычно не используются. Рекомендуется высевать 1,4–2 семени на квадратный метр. [12] Потребность в удобрениях низкая. В качестве основного удобрения следует использовать калий. Он усваивается растением в течение всего вегетационного периода. [11] Азот требуется на ранних стадиях ветвления, для растения достаточно примерно 70 кг N/га. [15] С другой стороны, фосфат требуется на стадиях цветения. Удобрение фосфатом может привести к более высокому содержанию артемзинина в листьях. [16] Нанесение салициловой кислоты на листья незадолго до сбора урожая также может повысить содержание артемизина в растении. [17] Помимо нескольких вирусных заболеваний, у Artemisia a. нет серьезных заболеваний, которые необходимо контролировать.
Сбор растения лучше всего проводить в состоянии бутонизации цветка. Все растение собирают и разрезают на ветки, которые сушат на солнце или в духовке. Температура сушки не должна превышать 40 °C. Сухие ветки встряхивают или отбивают, чтобы отделить листья от стебля. Затем листья упаковывают в тканевые мешки и отправляют на дальнейшую переработку. [11] Важно, чтобы температура во время транспортировки и хранения никогда не превышала 40 °C, так как артемизинин летуч и теряется в воздухе. Листья не следует измельчать перед длительным хранением (один год). Оптимальные условия хранения: 20 °C при относительной влажности воздуха 85% или 30 °C при относительной влажности воздуха 30–40%. [11]
В 1971 году ученые продемонстрировали, что экстракты растений обладают противомалярийной активностью на моделях приматов, а в 1972 году был выделен активный ингредиент, артемизинин (ранее известный как артеануин), и описана его химическая структура. [8] [18] Артемизинин может быть извлечен с использованием растворителя с низкой температурой кипения , такого как диэтиловый эфир , он находится в железистых трихомах листьев, стеблей и соцветий и концентрируется в верхних частях растения в новых побегах. [8] [19]
Первое выделение артемизинина из травы произошло в ходе военного проекта, известного как Проект 523 , после изучения фармакопей традиционной медицины, проведенного Ту Юю и другими исследователями в рамках проекта. [20] A. annua содержит разнообразные фитохимические вещества , включая полифенолы , такие как кумарины , флавоны , флавонолы и фенольные кислоты , которые обладают неизвестными биологическими свойствами in vivo . [21] [22] Другие фитохимические вещества включают 38 сесквитерпенов . [8] Дигидроартемизинин является активным метаболитом артемизинина, а артесунат является водорастворимым производным артемизинина. [8]
Исследования по разработке противомалярийных препаратов привели к открытию артемизинина в 1970-х годах китайским ученым Ту Юю, который разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2015 года . [9] [18] [23] Улучшенный экстракт был получен с использованием метода низкотемпературной экстракции на основе эфира , что дополнительно показало, что производное артемизинина артеметер является эффективным противомалярийным препаратом. [8] [18]
Артемизинин — это сесквитерпеновый лактон с эндопероксидным мостиком, который был произведен как противомалярийное средство. [8] Эффективность чая, приготовленного либо с водой, либо с мочой и A. annua , для лечения малярии сомнительна и не одобряется Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). [11] [24] Исследования показали, что артемизинин не растворяется в воде, а концентрации в этих настоях считаются недостаточными для лечения малярии. [25] [26] [27] Обзор 2012 года показал, что средства на основе артемизинина являются наиболее эффективными препаратами для лечения малярии . [28] Обзор 2013 года показал, что, хотя Artemisia annua может не вызывать гепатотоксичности , гематотоксичности или гиперлипидемии , ее следует использовать с осторожностью во время беременности из-за потенциального риска эмбриотоксичности при высокой дозе. [29]
ВОЗ одобрила риамет (Коартем), комбинацию люмефантрина (120 мг) и артеметера (производное артемизинина, экстрагированное эфиром, 20 мг) для повторного лечения в течение двух дней, что обеспечивает эффективность до 98% против малярии. [8]
Предложенный механизм действия артемизинина включает расщепление эндопероксидных мостиков железом, что приводит к образованию свободных радикалов ( гипервалентных железо-оксо-видов, эпоксидов , альдегидов и дикарбонильных соединений), которые повреждают биологические макромолекулы, вызывая окислительный стресс в клетках малярийного паразита. [8] [30] Малярию вызывают апикомплексаны , в первую очередь Plasmodium falciparum , которые в основном находятся в эритроцитах и содержат богатые железом гем - группы (в форме гемозоина ). [8] [31] В 2015 году было показано, что артемизинин связывается с большим количеством клеточных мишеней, что указывает на его потенциал для разнообразных эффектов. [32]
Несмотря на глобальные усилия по борьбе с малярией, она остается большим бременем для населения, особенно в тропических и субтропических регионах. [8] [33] По состоянию на 2013 год, по-видимому, возбудитель малярии становится устойчивым к препаратам на основе артемизинина. [34] [35] Возникновение устойчивости к артемизинину было выявлено в Камбодже и на границе с Таиландом. [36] Хотя ВОЗ рекомендует средства на основе артемизинина для лечения неосложненной малярии, устойчивость к артемизинину стала проблемой. [33] Причины, повлиявшие на возникновение устойчивости к артемизинину, включают использование средств на основе артемизинина. [33] Обнадеживающие растительные альтернативы находятся в разработке, но более надежным решением для искоренения малярии было бы создание эффективной вакцины . [33] Устойчивость, вероятно, распространится на другие эндемичные районы по всему миру. [36]
В традиционной китайской медицине (ТКМ) A. annua готовят с горячей водой для лечения лихорадки . [8] [23] Из-за дублирования в древних источниках ТКМ, A. annua чаще называют цинхао ( китайский :青蒿; пиньинь : qīnghāo ), современное китайское название Artemisia carvifolia , в отличие от его нынешнего китайского названия хуанхуахао . [37]
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )