Примерно 2/3 всего заготавливаемого ЛРС используются в течение года на предприятиях химико-фармацевтической промышленности для производства ЛС, 1/3 поступает на хранение. Несмотря на ежегодный рост производства ЛРС и его поставок из-за границы, потребность в ЛС растительного происхождения удовлетворяется в странах СНГ только на 75 %.
В настоящее время сырьевая база ЛРС формируется на основе:
заготовок от дикорастущих ЛР;
заготовок от культивируемых и интродуцируемых ЛР;
закупок по импорту;
культивирования клеток и тканей ЛР.
Основными источниками ЛРС являются промышленные заготовки от дикорастущих и возделываемых в агрокультуре растений. Импорт составляет небольшую часть (в РФ — около 5 % от общего объема сырьевой массы).
Дефицит ЛРС стараются покрыть прежде всего за счет увеличения производства сырья от культивируемых и интродуцируемых растений. Так, в 1990 г. в СССР валовой сбор ЛРС составлял около 65 тыс. т, доля культивируемого сырья доходила до 52 % (с5%в 1950 г.). Предполагалось, что удельный вес сырья лекарственных культур к 2000 г. составит более 60 %. Хотя нарушение кооперативных связей и отсутствие статистических данных не позволяют точно оценить ситуацию относительно ЛРС в СНГ, Беларусь находится в русле тенденции к возрастанию доли ЛРС от культивируемых ЛР и снижения от естественнопроизрастаю- щих. Иными словами, ситуация с источниками ЛРС в Беларуси приближается к ситуации в развитых странах Запада, где центральное место в сырьевой базе занимает ЛРС, получаемое от культивируемых и интродуцированных ЛР.
Дикорастущие ЛР. В настоящее время в научной медицине СНГ разрешено использовать более 180 видов ЛР, из которых 65 % составляют дикорастущие растения. В Беларуси в номенклатуру заготавливаемых дикорастущих растений входит около 80 видов (в России — 155 видов). Такие виды сырья, как почки, коры, побеги (багульника болотного), трава (зверобоя продырявленного и пятнистого, тысячелистника обыкновенного, спорыша, горца перечного, пастушьей сумки, хвоща полевого, пустырника пятилопастного, чабреца, чистотела), листья (брусники, крапивы двудомной, земляники лесной, вахты трехлистной), цветки (липы, пижмы), плоды (черники, можжевельника, рябины, боярышника, жостера слабительного), корневища (аира), корни (одуванчика) и др. заготавливаются почти исключительно от дикорастущих растений.
Культивирование ЛР применяется человеком давно как путь, облегчающий их сбор и использование. В настоящее время выращивание ЛР в агрокультуре имеет для Беларуси определяющее значение. Потребность в ЛРС, с одной стороны, интенсивное развитие сельского хозяйства, связанное с потерей почти 1/3 территории из-за загрязнения в результате аварии на Чернобыльской АЭС и распашкой в России, Украине и Казахстане огромных целинных пространств, с другой стороны, настоятельно требуют создания промышленного лекарственного растениеводства.
Возделываемые виды ЛР являются источником ЛРС, обеспечивающим сегодня более половины его массы, заготавливаемой в странах СНГ. В настоящее время в промышленную культуру взято около 60 видов ЛР.
Но перевод дикорастущих ЛР в культуру имеет еще один не менее важный аспект — качественную сторону сырья и необходимость выведения сортов с высоким содержанием в них ФАВ. В настоящее время оценивать продуктивность ЛР только по заготавливаемой товарной массе уже нельзя. Важно, чтобы одновременно в ней находилось и максимальное количество действующих веществ. Это особенно значимо, если из ЛРС выделяются индивидуальные вещества, применяемые в качестве ЛС (например, морфин, платифиллин, хинин, стрихнин, резерпин, диосгенин для синтеза кортизона и др.), хотя высокое содержание ФАВ нужно также и для ЛРС, применяемого в виде суммарных препаратов (например, для настойки или экстракта валерианы очень существенно, чтобы в сырье было как можно большее количество свободной валериановой кислоты и эфирного масла). Несмотря на то, что определенный контроль за биогенезом ФАВ возможен в условиях естественного произрастания ЛР, все же за этим процессом лучше следить в условиях культуры ЛР. Более того, в условиях культуры можно в какой-то мере управлять биосинтезом, делать его направленным, что очень важно для практики фармации.
Выращивание ЛР на плантациях дает возможность механизировать все работы по посеву, уходу, уборке сырья. Наличие современных стационарных сушилок и цехов по первичной переработке сырья способствует улучшению его качества. Перечисленные преимущества делают труд по заготовке ЛРС на плантациях более производительным, урожай стабильным и менее зависимым от природных условий, а качество ЛРС более высоким. При возделывании ЛР в специализированных хозяйствах можно вести селекционную работу, использовать агротехнические и агрохимические приемы, позволяющие увеличить продуктивность растений и получать сырье с более высоким содержаниием ФАВ.
Способы повышения продуктивности ЛР. Воздействовать на продуктивность ЛР в процессе их выращивания можно следующим образом:
традиционным генетико-селекционным путем;
методами молекулярной биологии и биотехнологии, которые завершаются получением и отбором высокопродуктивных клонов растений-регенератов в культуре in vitro с последующей адаптацией их к выращиванию в почве;
с помощью различных агротехнических и агрохимических приемов.
На всех направлениях имеются определенные достижения.
Агротехнические и агрохимические приемы влияют в основном на повышение урожайности массы сырья, тогда как генетико-селекционные методы оказывают большое воздействие на усиление в нем синтеза алкалоидов, гликозидов и других действующих веществ.
Сотрудниками ВИЛАР и его зональной сети разработаны и внедрены в хозяйства новые, более прогрессивные приемы посева, ухода, уборки и механизации приемов выращивания ЛР. Например, внесение гранулированного суперфосфата при посеве всех лекарственных культур упрощает процесс сева и повышает урожай. Вершкование валерианы и синюхи повышает урожай корневищ почти на 50 %. Омолаживание плантаций шалфея лекарственного путем срезания старых побегов весной увеличивает урожай листьев этого растения в 2—3 раза и улучшает их качества. Размножение алоэ укорененными верхушками растений ускоряет развитие культуры и повышает урожай сырьевой массы и т. д.
Установлены также оптимальные сроки и дозы внесения удобрений под основные лекарственные культуры. Широко проводятся исследования по испытанию гербицидов на посевах ЛР и их предшественников. Разработаны технологии применения гербицидов для борьбы с сорняками на плантациях диоскореи, амми зубной, мяты, стальника полевого, ревеня тангутского, ромашки аптечной и ромашки далматской.
Этапы развития ЛР часто связаны с содержанием ФАВ. Установлено, что листья наперстянки шерстистой (Digitalis lanata Ehrh.), зацветающей на первом году жизни, содержат меньше карденолидов, чем листья растений, зацветающих на второй год. Поэтому в целях повышения содержания действующих веществ в листьях экземпляры, зацветшие в первый год, удаляют.
Метод улучшения возделываемых растений через отбор лучших видов или их эколого-географических форм оказался успешным по отношению к хинному дереву (Cinchona L.), виды которого сильно различаются в содержании хинина, а также для выведения сорта диоскореи (Dioscoreafloribunda Murt. et Gal.) с наивысшим содержанием диосгенина.
Некоторые ценные признаки могут варьировать и показывать взаимозависимости внутри отдельных популяций. Например, среди маков имеются формы с высоким и низким содержанием морфина. Высокоморфинные маки обычно лишены папаверина, кроме того, некоторые не содержат тебаина или кодеина. И, наоборот, среди низкоморфинных маков имеются формы, крайне богатые папаверином или кодеином.
Метод непрерывно улучшающегося отбора сочетается с методами сознательной переделки ЛР. Для этой цели широко используются разные формы гибридизации (межвидовая, межсортовая), а также метод искусственной полиплодии, осуществляемый с помощью колхицина. Межвидовая гибридизация часто дает весьма интересные результаты. Например, гибриды от скрещивания видов мака (Papaver somniferum L. и Papaver orientale L.) помимо многолетнего развития отличаются активным биосинтезом папаверина и тебаина и сохранением способности к образованию морфина. У пасленовых удвоение хромосомного комплекса увеличивает количество алкалоидов в листьях, а скрещивание диплоидных и тетраплоидных форм мяты перечной дает триплоидные гибриды с очень высоким качеством эфирного масла. Выведены штаммы спорыньи (Clavicepspurpurea Tul.) эрготаминового, эрго- токсинового и эргометринового типов, намного превышающие содержание алкалоидов дикорастущей спорыньи.
Промышленное лекарственное растениеводство и грибоводство еще не развито и не имеет тех успехов, какие получены для важнейших сельскохозяйственных культур (хлебные злаки, сахарная свекла и т. п.). Но исследования ЛР в культуре расширяются и уже начинают вносить заметный вклад в обеспечение фармацевтической промышленности качественным ЛРС.
Под интродукцией понимают введение в культуру не только дикорастущих видов растений в пределах их ареала, но и завезенных видов, не встречавшихся ранее в этой местности ни в диком, ни в культивируемом состоянии.
Понятие «интродукция» неразрывно связано с понятиями «акклиматизация» и «натурализация». Акклиматизация — это приспособление растения к новым климатическим условиям, отличным от условий ареала. Под натурализацией понимается высшая степень акклиматизации, при которой растение настолько приспосабливается к новым условиям жизни, что может самостоятельно размножаться, давать самосев и не уступать в ценозах другим видам в борьбе за существование.
Интродукция — сложный биологический процесс. При ее проведении необходимо знать пределы выносливости интродуцента, реакцию на температуру, влажность почвы и воздуха, свет; нужно знать его эдафические и филогенетические особенности, географическое происхождение, другие биологические свойства вида, выработанные в результате постоянного взаимодействия со средой. Людям, которые занимаются интродукцией, необходимо сопоставлять и анализировать сумму активных температур ареала и нового места культуры, световой режим, сумму осадков, снежный покров и др.
Поскольку интродукция проводится с ЛР, особое внимание следует уделять важнейшему химическому признаку, учитывая его возможную изменчивость в новых условиях произрастания. Только при изучении всего комплекса факторов — термических, эдафических, биоэкологических, географических и химических, — выявление среди них интегральной и функциональной зависимости дадут возможность прогнозировать эффект интродукции. При этом приходится помнить, что ин- тродуцируемый вид представляет собой сложную, обособленную морфологическую систему, находящуюся в тесной взаимосвязи с определенной средой и ареалом.
Проблемой интродукции ЛР занимались сотрудники ВИЛАР и его зональных опытных станций, атакже ботанических садов (в частности, ЦБС НАН Беларуси, сада «Виолентия» КУП «Минская овощная фабрика»).
Введение в культуру новых ЛР — длительный и трудоемкий процесс, который осуществляется в несколько этапов: сбор посевного или посадочного материала, изучение биологических, эдафических, фото-климатических особенностей ЛР, проведение экспериментальных посевов и выявление оптимальной зоны размещения новых культур, отбор хозяйственно ценных популяций, разработка эффективных способов возделывания. Для введения в культуру однолетников требуется 3—4 года, многолетников — 6—10 лет.
Несмотря на общую тенденцию к увеличению числа интродуцированных видов, этот путь возможен не для всех ЛР. Ученые ВИЛАР выделяют около 70 наименований дикорастущих ЛР, которые из-за своих биоэкологических особенностей ввести в промышленную культуру не удается (адонис весенний, аир болотный, багульник болотный, горец птичий, плауны).
источники новых ЛС с необеспеченной сырьевой базой (вздутоплодник сибирский, рапонтикум сафлоровидный, копеечник альпийский);
ЛР, не известные в диком виде, а только в культуре (мята перечная);
ЛР с ограниченным ареалом произрастания или ограниченными запасами сырья (красавка обыкновенная, марена красильная, женьшень);
ЛР с обширным ареалом распространения, но не образующие зарослей, произрастающие спорадически (зверобой продырявленный и зверобой пятнистый, бессмертник песчаный, синюха голубая);
редкие или исчезающие виды ЛР;
ЛР, не имеющие аналогов во флоре Беларуси (алоэ, каланхоэ, ноготки лекарственные) и России, где начато культивирование таких растений, как кассия, эрва шерстистая, почечный чай и др.
Сбор сырья от культивируемых ЛР имеет ряд преимуществ перед сбором его от дикорастущих растений. В частности, возможно использование механизированных приемов возделывания, увеличение урожайности путем улучшения агротехники и селекции растений, повышение качества сырья за счет проведения сбора в оптимальные сроки и обеспечение рациональных условий сушки.
Повышению производства ЛРС способствуют правильные севообороты, внесение удобрений, защита растений от вредителей, болезней и сорняков, проведение мелиоративных работ. Немаловажное значение имеют разработка агрорекомендаций и внедрение в практику растениеводства индустриальных технологий возделывания культивируемых ЛР и эфиромасличных растений, проведение работ по семеноводству.
В СССР 13—14 видов сырья (в объеме 5—6 тыс. т), предназначенного для комплексного использования, закупались по договорам у неспециализированных хозяйств: например, семя льна, семена тыквы, плоды черной смородины, плоды зонтичных, луковицы чеснока, створки плодов фасоли, столбики с рыльцами кукурузы и др. Кроме того, возделывание ЛР проводилось на промышленных плантациях в 42 специализированных хозяйствах. В 1990 г. специальные хозяйства произвели 27,6 тыс. т ЛРС (49 наименований). Однако и столь значительные масштабы заготовок были не в состоянии удовлетворить все возрастающие потребности фармацевтической промышленности в таких видах ЛРС, как цветки бессмертника песчаного, цветки ромашки, листья наперстянки, почечный чай, плоды облепихи, плоды шиповника, корневища с корнями валерианы и др.
Специализированные хозяйства по выращиванию ЛР размещены в различных регионах СНГ (почти во всех растительных зонах). Такого типа хозяйства имеются в
Украине, Молдове, Беларуси, Грузии, Таджикистане, Казахстане, центральной зоне России, Поволжье, Западной Сибири, Приамурье, на Дальнем Востоке, Алтае, Кубани, Северном Кавказе.
Интродукция явилась средством интенсификации лекарственного растениеводства в стране, пополнения отечественного лекарственного фитокаталога ценными тропическими и субтропическими растениями.
Успешные опыты по интродукции отдельных растений проводились в сухих субтропиках Туркмении и на южном берегу Крыма. Но основным районом промышленной интродукции теплолюбивых ЛР были влажные и сухие субтропики Западной Грузии. Достаточно давно на Черноморском побережье Кавказа были акклиматизированы цитрусовые. Много экзотических растений на побережье появилось в течение XVII—XX вв. К ЛР, интродуцированным на Кавказском побережье Черного моря, относятся пальмы (сем. Arecaceae), чайный куст (Thea sinensis L.), эвкалипты (Eucalyptus L. Herit.), агава американская (Agave americana L.), алоэ древовидное (Aloe arborescens Mill.), гранат (Punica granatum L.), диоскорея дельтовидная (Dioscorea deltoidea Wall.), камелия эвгенольная (Camellia sasanqua Thunb.), лавр благородный (Laurus nobilis L.), магнолия крупноцветковая (Magnolia grandiflora L.), олеандр (Nerium oleander L.), паслен дольчатый (Solanum laciniatum Ait.), почечный чай (Orthosiphon stramineus Benth.), папайя дуболистная (Carica quercifolia Solms.), стерку- лия платанолистная (Sterculiaplatanifolia L.) и др. В конце ХХ в. на Кавказском побережье Черного моря интродуцированы: три вида раувольфии (Rauvolfia serpentina Benth., R. canescens L., R. verticillata Baill.), пассифлора инкарнатная (Passiflora incarnata L.), стефания гладкая (Stephania glabra (Roxb) Miers.), катарант розовый (Catharanthus roseus G. Don.) и некоторые другие виды.
Работы по интродукции ЛР продолжаются. Еще свыше 100 тропических ЛР, значимых для здравоохранения России, Украины, Беларуси и других стран, как предполагают ученые, могут выращиваться в условиях юга России, Крыма, Кавказа. Такие исследования проводят сотрудники ботанических садов Ялты, Сочи, Сухуми, Батуми, других городов.
В зависимости от потребности здравоохранения и фактических поставок сырья его номенклатура ежегодно претерпевает небольшие изменения. Из поставок исключают некоторые виды сырья в связи с истощением их природных ресурсов или прекращением выпуска получаемых из них препаратов, утративших свое значение. Одновременно в номенклатуру заготовок включают новые виды сырья для производства ЛС.
В перечень импортируемых видов ЛР входит прежде всего сырье тропических ЛР и видов, не произрастающих в СНГ: семена строфанта, чилибухи, кора корней раувольфии змеиной, клубни стефании гладкой, бутоны софоры японской, галлы турецкие, опий-сырец. Объем импортируемой продукции не стабилен и диктуется конкретными потребностями и договорными обязательствами.
ЛРС является также предметом экспорта. Спрос на ЛРС на внешнем рынке не снижается, а следовательно, страны СНГ, в том числе Беларусь, вполне могут претендовать на ведущие позиции в этой области. Список экспортируемого ЛРС определяется востребованностью. Повышенным спросом на внешнем рынке пользуются листья омелы белой, мать-и-мачехи, конского каштана, белены, крапивы,
трава яснотки белой, хвоща полевого, корневища аира, корни дягиля, синюхи, валерианы, цветки липы, бузины черной, плоды клюквы, черники, рябины, облепихи и др. В Японию экспортируются чага, побеги багульника болотного, корневища папоротника-орляка.