Растительные стероиды

 

Ученые из Университета штата Северная Каролина обнаружили, что растительные стероиды дают такой же эффект, как и анаболические стероиды, но, в отличие от искусственных анаболиков, с минимальным андрогенным побочным эффектом. Исследования показали, что стимулирующее действие содержащего в растениях вещества под названием брассиностероид (brassinosteroid) приводит к увеличению мышечной массы и физической работоспособности. Брассиностероиды – стрессовые адаптогены, обладающие сильной ростостимулирующей активностью. Содержатся в каждой растительной клетке, но в очень малом количестве. Первый представитель группы брассиностероидов – брассинолид – был выделен американскими учеными пыльцы рапса (Brassica napus). Еще в 1930-1940-е годы была высказана догадка о том, что в растениях можно обнаружить стероидные регуляторы роста (по аналогии со стероидными гормонами животных). В многочисленных биотестах растения подвергали обработке тестостероном или эстрогеном, которые оказывали физиологическое действие. Например, эстрогены вызывали деления клеток в зародышах гороха, а с помощью тестостерона удалось изменить пол у растений шпината (с женского на мужской) и хвоща (тестостерон вызывал дифференцировку архегониев на заростках). Однако, животные гормоны приходилось использовать в слишком высоких концентрациях (порядка 0.1%), и вряд ли можно было говорить о специфичности полученных результатов. Выделить физиологически активные стероиды из растений долгое время не удавалось. Однако попытки выделить фитогормоны стероидной природы не прекращались. В 1979 г. Гроув с соавт. (Grove et al.) обнаружили, что масляный экстракт из пыльцы рапса (Brassica napus) стимулировал рост проростков в длину. Пришлось собрать около 10 кг пыльцы рапса и выделить оттуда всего 4 миллиграмма действующего вещества! Это оказалось стероидное соединение. От латинского названия рапса вещество было названо брассинолидом, а все похожие на него вещества с физиологической активностью называют брассиностероидами. В дальнейшем число известных брассиностероидов стало быстро увеличиваться. Из настоящего каштана (Castanea sativa) был выделен кастастерон, из рогоза (Typha) - тифастерол, из чая (Thea) - теастерон, из катарантуса (Catharanthus) - катастерон и т.д. В настоящее время известно более 60 соединений с брассиностероидной активностью. Биосинтез брассиностероидов идет по мевалонатному пути и включает общие для других терпеновых соединений стадии: изопентенилпирофосфат, геранилпирофосфат, фарнезилпирофосфат, сквален. Первым специфическим продуктом, из которого происходит биосинтез остальных брассиностероидов, является 24-метиленхолестерол превращающийся в кампестерин и кампестанол. От кампестанола расходятся две параллельные ветви биосинтеза, часто одновременно сосуществующие в растительных клетках: с ранним и с поздним окислением в С-6 положении. В итоге обе ветви биосинтеза заканчиваются брассинолидом - физиологически активным брассиностероидом. "Мы надеемся, что в один прекрасный день брассиностероиды смогут обеспечить эффективную и безопасную альтернативу синтетическим анаболикам. Эти вещества могут быть использованы для улучшения выносливости и физической работоспособности," сказал д-р Славко Комарницки (Slavko Komarnytsky), один из исследователей, участвующих в этом исследовании. "Потому что некоторые растения, которые мы едим, как например горчицы содержат эти соединения, в будущем мы сможем разводить или инженер этих растений для высших brassinosteroid содержания, создавая функциональные пищевые продукты, которые можно лечить или предотвращать заболевания и повысить физическую работоспособность." Ранее уже была высказана догадка о том, что в растениях можно обнаружить стероидные регуляторы роста (по аналогии со стероидными гормонами животных). В многочисленных биотестах растения подвергали обработке тестостероном или эстрогеном, которые оказывали физиологическое действие.  Например, эстрогены вызывали деления клеток в зародышах гороха, а с попомщью тестостерона удалось изменить пол у растений шпината (с женского на мужской) и хвоща (тестостерон вызывал дифференцировку архегониев на заростках). Однако, животные гормоны приходилось использовать в слишком высоких концентрациях (порядка 0.1%), и вряд ли можно было говорить о специфичности полученных результатов. Выделить физиологически активные стероиды из растений долгое время не удавалось. Источники: 1.      Cohen JD, Meudt WJ. Investigations on the Mechanism of the Brassinosteroid Response: I. Indole-3-acetic Acid Metabolism and Transport. Plant Physiol. 1983 Jul;72(3):691–694. 2.      Li J, Nagpal P, Vitart V, McMorris TC, Chory J. A role for brassinosteroids in light-dependent development of Arabidopsis. Science. 1996 Apr 19;272(5260):398–401. [PubMed] 3.      McKay MJ, Ross JJ, Lawrence NL, Cramp RE, Beveridge CA, Reid JB. Control of Internode Length in Pisum sativum (Further Evidence for the Involvement of Indole-3-Acetic Acid). Plant Physiol. 1994 Dec;106(4):1521–1526.  4.      Mitchell JW, Mandava N, Worley JF, Plimmer JR, Smith MV. Brassins--a new family of plant hormones from rape pollen. Nature. 1970 Mar 14;225(5237):1065–1066. [PubMed] 5.      Pickard BG. Early events in geotropism of seedling shoots. Annu Rev Plant Physiol. 1985;36:55–75. 6.      Szekeres M, Németh K, Koncz-Kálmán Z, Mathur J, Kauschmann A, Altmann T, Rédei GP, Nagy F, Schell J, Koncz C. Brassinosteroids rescue the deficiency of CYP90, a cytochrome P450, controlling cell elongation and de-etiolation in Arabidopsis. Cell. 1996 Apr 19;85(2):171–182.  7.      Thompson MJ, Meudt WJ, Mandava NB, Dutky SR, Lusby WR, Spaulding DW. Synthesis of brassinosteroids and relationship of structure to plant growth-promoting effects. Steroids. 1982 Jan;39(1):89–105.  8.      Yang T, Law DM, Davies PJ. Magnitude and Kinetics of Stem Elongation Induced by Exogenous Indole-3-Acetic Acid in Intact Light-Grown Pea Seedlings. Plant Physiol. 1993 Jul;102(3):717–724.