Отчет по IX Международному симпозиуму «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты»

В Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук (ИФР РАН) с 20 по 25 апреля 2015 г. проходил очередной IX Международный симпозиум «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты». В последнее десятилетие это научное мероприятие проводится на базе ИФР РАН и это неудивительно, ведь первый Симпозиум по фенольным соединениям проходил в 1966 г. в этом же институте. Он был организован его директором академиком А.Л. Курсановым, инициировавшим исследования по фенольным соединениям важнейшей культуры промышленного назначения – чая, а также его учеником - профессором М.Н. Запрометовым – лидером по развития этого важного направления физиологии и биохимии растений в нашей стране. Сформированная этими учеными научная школа, ее участники и последователи, до сих пор ведут активную работу по объединению ученых и привлечению молодых коллег для обсуждения различных направлений в области полифенолов, их важной роли в жизни растений, биологической и антиоксидантной активности этих веществ, а также практического их использования.

Общее же число участников симпозиума составило 450 человек, включая 100 докторов наук, 120 кандидатов наук, 150 научных сотрудников, 41 аспирант, а также магистранты и студенты из различных научно-исследовательских институтов, в том числе и Российской академии наук, а также высших учебных заведений и других организаций. Это были ведущие ученые и молодые исследователи, приехавшие из разных городов России и стран Ближнего и Дальнего зарубежья. Зарубежные государства - Италия (Милан), Финляндия (Турку), Белоруссия (Минск), Грузия (Батуми, Тбилиси), Казахстан (Астана, Алматы), Молдавия (Кишинев), Узбекистан (Ташкент). Российские исследователи - из Москвы, Санкт-Петербурга, Иркутска, Новосибирска, Саратова, Самары, Орла, Томска, Тулы, Вологды, Сыктывкара, Белгорода, Махачкалы, Уфы, Калининграда, Владивостока, Благовещенска, Екатеринбурга, Нижнего Новгорода, Хабаровска, Ярославля, Перми и других городов.

Во время работы симпозиума было проведено одно пленарное заседание, 7 заседаний по главным направлениям в области фенольного метаболизма, Круглый стол «Современные направления в области изучения флавоноидных соединений» и две стендовые сессии. Секционные заседания затрагивали основные научные направления в этой важной биологической дисциплине, такие как «Фенольные соединения в высших растениях: образование и регуляция», «Фенольные соединения: свойства и структура», « Биологическая активность фенольных соединений и методы их исследования», «Медико-биологические и фармацевтические аспекты применения фенольных соединений», «Фенольные соединения: распространение, эффективность действия», «Растительные полифенолы и технологии на их основе», «Фенольные соединения высших растений и их функциональная роль». Всего было заслушано 55 устных докладов, представленных как ведущими учеными в этой области исследований, так и молодыми научными кадрами, включая студентов и магистрантов.

В настоящее время фенольные соединения высших растений (в средствах массовой информации они позиционируются как фенолы растительного происхождения, в том числе биофлавоноиды) привлекают пристальное внимание исследователей различного научного профиля – химиков, биологов, медиков, фармацевтов, пищевиков, технологов. Такой «комплексный» интерес ученых связан с разнообразной функциональной ролью этих соединений, а также все более широким практическим применением в медицине, фармакологии, пищевой промышленности. Кроме того, фенольным соединениям присуща высокая биологическая активность, которая обусловлена их химической структурой. Научные исследования последних лет показали перспективность поиска подходов для направленной регуляции биосинтеза этих представителей вторичного метаболизма в клетках высших растений, поскольку именно они в основном и являются продуцентами этих биологически активных веществ. Все эти вопросы были включены в программу симпозиума. Широкий спектр затронутых вопросов и высокий научный уровень докладов подтвердил актуальность рассматриваемых проблем. В настоящее время фенольные соединения, в том числе фенилпропаноиды и флавоноиды, по интенсивности их исследований, в том числе и по оценке практического потенциала, следует отнести к одному из ведущих современных научных направлений в биологии, биохимии и физиологии растений, биотехнологии, в том числе и нанотехнологии, а также медицины и пищевой промышленности.

На пленарной сессии, открывшей работу симпозиума, было представлено три доклада. Проф. Загоскина Н.В. (Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва) в своем выступлении «Фенольные соединения высших растений и их функциональная роль» рассмотрела вопросы образования и компартментации фенольных соединений в высших растениях, регуляции накопления этих вторичных метаболитов и их функциональной роли в клетках. Второй пленарный доклад «Регуляторная сеть биосинтеза флавоноидов (на примере пшеницы)» был сделан д.б.н. Хлесткиной Е.К. (Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск). Известно, что флавоноиды играют важную роль в развитии растений, защите их от патогенов и неблагоприятных климатических факторов. В их биосинтезе участвует около 30 ферментов, которые кодируются так называемыми структурными генами активируемыми с помощью транскрипционных факторов, кодируемых регуляторными генами. Структурные гены биосинтеза флавоноидов отсеквенированы у большинства модельных видов и у некоторых интенсивно изучаемых культурных видов растений. Что же касается регуляторных генов биосинтеза флавоноидов, то они относятся к мультигенным семействам и кодируют транскрипционные факторы трех типов: MYB, MYC и WD40. Выполнение работ по картированию и установлению функциональной роли регуляторных генов биосинтеза флавоноидов пшеницы позволило вплотную подойти к выделению их нуклеотидных последовательностей. Представленный в докладе материал является новым не только для российских, но и зарубежных исследователей и позволяет перейти к изучению генетики фенольного метаболизма, что имеет важное значение для направленной регуляции биосинтеза определенных классов фенольных соединений. Третий пленарный доклад «Фенольные соединения в стандартизации растительного сырья и лекарственных препаратов» был представлен проф. Куркиным В.А. (Самарский государственный медицинский университет) и имел физиолого-фармакологическую направленность. В настоящее время актуальность исследований по обоснованию целесообразности создания  импортозамещающих антидепрессантных, ноотропных, анксиолитических, гепатопротекторных и иммуномодулирующих растительных препаратов, на основе использования лекарственных растений, содержащих фенилпропаноиды и флавоноиды, не вызывает сомнений. Важен поиск новых методических подходов к стандартизации лекарственного растительного сырья и фитопрепаратов, содержащих фенилпропаноиды, флавоноиды и антраценпроизводные, что и явилось предметом обсуждения. Стандартизация в методологии будет способствовать совершенствованию нормативной документации на лекарственное растительное сырье, содержащее фенольные соединения. И этот аспект практического применения полифенолов растительного происхождения является одним из перспективных направлений их промышленного использования.

Далее работа симпозиума проходила по «традиционным» для этого научного мероприятия направлениям и включала доклады как ведущих специалистов, так и ученых, которые не столь давно начали свои исследования в этой области биологии. Так, с.н.с., к.б.н. Храмова Е.П. (Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, Новосибирск) рассмотрела «Роль фенольных соединений в процессах адаптации Pentaphylloides fruticosa к условиям произрастания», отметила важную роль этих веществ, как протекторных и сигнальных соединений, отражающих адаптационную стратегию, выработанную естественным отбором растений в ходе эволюции. Доклад с.н.с., к.б.н. Ратькина А.В. (Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва) «Генетический контроль образования флавоноидных пигментов у высших растений» был посвящен рассмотрению вопросов по мутационной изменчивости состава флавоноидных пигментов, а также генетическому контролю их биосинтеза (на примере цветков горошка душистого). Д.б.н. Шугаев А.Г. (Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва) в своем докладе «Салициловая кислота изменяет проницаемость внутренней мембраны митохондрий семядолей люпина» отметил, что салициловую кислоту (СК) относят к фитогормонам фенольной природы, которая оказывает регуляторное действие на многие физиологические процессы в растениях и вызывает большой интерес у исследователей и практиков. Рассмотрел вопросы влияния СК на проницаемость внутренней мембраны митохондрий люпина, которое, вероятно, является следствием открытия специального канала или поры, проницаемой для протонов и, возможно, для других низкомолекулярных катионов (К+, Са²+). При этом механизм действия СК на проницаемость внутренней мембраны митохондрий растений остается пока неизвестным и требует дополнительных исследований.

В докладах сотрудников Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН (Москва) – проф. Шишкина Л.Н., к.б.н. Алексеева О.М., к.ф-м.н. Кривандин А.В., представивших совместные с коллегами исследования, рассматривались вопросы реакционной способности фенольных соединений, их антиокислительной активности и действии в системах разной сложности. При этом каждый докладчик подчеркивал важную роль этих веществ и необходимость тщательного изучения их действия на различные биологические системы, что свидетельствует об «индивидуальности» и «эффективности» отдельных представителей полифенолов. В настоящее время большой интерес вызывают процессы «комлексообразования» полифенолов с другими соединениями. Этой теме был посвящен доклад к.х.н. Александровой В.А. и Домниной Н.С. (Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва; Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург) «Конъюгаты хитозана с фенольными антиоксидантами растительного происхождения: структура-свойства». Ими было установлено, что макромолекулярные антиоксиданты на основе хитозана и полифенолов растительного происхождения значительно превышают соответствующие показатели низкомолекулярных аналогов. Такой эффект достигнут при невысоком (1-3 масс.%) содержании вещества (поли)фенольного типа ковалентно связанного с макромолекулой. Включение галловой кислоты в боковую цепь хитозана дало возможность преодолеть известный недостаток галлатов – возможный двойственный характер действия (как защитный, так и сенсибилизирующий).

Следует также подчеркнуть, что несмотря на достаточно длительную историю изучения образования различных фенольных соединений в высших растениях – это направление до сих пор не теряет своего значения, что характерно для работ во всем мире. В значительной степени этот интерес является следствием поиска высоко-продукционных в отношении вторичных метаболитов видов, которые могут найти применение в качестве лекарственных средств. Интересные данные были представлены в докладах к.ф.н. Латыповой Г.М. с соавт. (Башкирский государственный медицинский университет, Уфа) «О фенольных соединениях представителей рода первоцвет (Primula L.)», к.ф.н. Кондратовой Ю.А. и проф. Бубенчиковой В.Н. (Курский государственный медицинский университет, Курск) «Фенольные соединения культивируемых и дикорастущих видов рода Salvia L.», к.б.н. Карповой Е.А. с соавт. (Центральный сибирский ботанический сад РАН, Новосибирск) «Перспективы исследования флавоноидов представителей рода Begonia L.» и проф. Маммадовым Р. С соавт. (Department of Biology, Faculty of Science and Literature; Department of Medical Biology, School of Medicine, Pamukkale University, Denizli, Turkey) «Antioxidant potentials, phenolic composition and antiproliferative activities of the different solvent extracts of cyclamen pseudibericum, endemic to Turkey». Во всех случаях были рассмотрены вопросы образования различных классов полифенолов у ряда представителей высших растений.

Фенольные соединения находят все более широкое применение в фармакологии и медицине. И в этом случае важно изучение как механизмов их действия, так и последствий от их применения. Эти вопросы рассматривались во многих докладах и вызывали большой интерес у участников симпозиума. И здесь в первую очередь можно отметить выступления сотрудников Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова Минздрава России (Москва), которые под руководством проф. Тюкавкиной Н.А. уже многие годы занимаются этими вопросами. К их числу следует отнести доклад проф. Белобородова В.Л. с соавт. «Идентификация компонентов и анализ маркерных полифенолов мультиисточниковых фитопрепаратов простанорм и фито ново-сед», к.ф.н. Ильясова И.Р. с соавт. «Антиоксидантная активность бинарных композиций на базе диквертина», Шаманаева А.Ю. с соавт. «Фармакологическая активность композиций на основе дигидрокверцетина и арабиногалактана». Все они ярко продемонстрировали особенности и специфику действия различных полифенольных композиций. Очень интересный материал был представлен в докладе коллег из Научно-исследовательского института фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга (Томск), который был доложен проф. Плотниковым М.Б. «Новые свойства и механизмы действия п-тирозола». В этом случае мы имели возможность услышать, как исследования, которые были начаты еще в 60-х годах прошлого столетия, в настоящее время с использованием современных технологий позволили выявить новые свойства п-тирозола при исследовании на моделях острой ишемии головного мозга с реперфузией и острой ишемии миокарда с реперфузией у крыс Вистар. Доклад д.х.н. Мишариной Т.А. с соавт. (Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва) «Действие малых доз фенол-содержащих эфирных масел на мышей» был посвящен изучению in vivo влияния малых доз этих вторичных веществ на продолжительность жизни, антиоксидантный и иммунный статус мышей. Впервые было установлено, что это масло обладало выраженным геропротекторным действием. Возможности использования полифенолов в медицине были также отражены в докладах Ерохина В.Н. с соавт. (Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва) «Фенольные растительные и синтетические антиоксиданты в профилактике злокачественных новообразований» и Кима Ю.А. с соавт. (Тульский государственный университет, Тула; Институт биофизики клетки РАН, Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино) «Влияние флавоноидов на процесс фибриллообразования коллагена». Все это свидетельствует о важности изучения полифенолов растительного происхождения и возможностей их использования в фармакологии и медицине, которые до сих пор полностью не раскрыты.

Следует также отметить более широкое представление во время работы IX фенольного симпозиума материалов по применению этих вторичных метаболитов в промышленных целях. Этой теме был посвящен доклад проф. Кушнеровой Н.Ф. и Момот Т.В. (Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Школа биомедицины Дальневосточного федерального университета, Владивосток) «Полифенольные комплексы из отходов от переработки ягодного сырья уссурийской тайги». Они показали, что отходы от переработки Дальневосточных дикоросов, таких как виноград амурский, лимонник китайский, аралия маньчжурская, калина Cаржента, жимолость съедобная, рябина амурская могут служить перспективным источником сырья для получения растительных фитопрепаратов, содержащих полифенольные комплексы с высоким содержанием биологически активных проантоцианидинов и антирадикальной активностью. В докладе проф. Дейнека В.И. с соавт. (НИУ Белгородский государственный университет, Белгород) «Фенольные соединения и качество фруктовых соков» продемонстрировано важное значение этих вторичных соединения для оценки качества соков, а в докладе проф. Яшина Я.И. с соавт. (ООО «Интерлаб», Москва) «Антиоксидантная активность специй и их влияние на здоровье человека» были представлены интересные данные по изучению состава специй и их антиоксидантной активности, что является новым в области полифенолов. Все эти доклады представляли собой прекрасное сочетание использования фундаментальных данных на практики.

Мы остановили внимание лишь на части докладов, прозвучавших на симпозиуме и вызвавших большой интерес у его участников. Устные сообщения и материалы постерных сессий были обсуждены на двух заседаниях, включая доклады по секционным направлениям. Поскольку научные данные, представленные во многих докладах IX Международного симпозиума по фенольным соединениям, явно носили ориентированный на практическое их использование характер, очень удачным и продуктивным было проведение Круглого стола «Современные направления в области изучения флавоноидных соединений». Обсуждение практических вопросов необходимо для ученых, которые хотят не только изучать различные вещества, их биологическую активность, но и искать подходы для понимания механизмов, ответственных за их биосинтез.

В заключении следует подчеркнуть, что IX Международный симпозиум «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты» еще раз продемонстрировал большой интерес ученых к этим веществам вторичного метаболизма, показал их важную и разнообразную роль в высших растениях и широкие возможности практического применения, в том числе в здравоохранении и пищевой промышленности. Кроме того, отмечен большой интерес исследователей к изучаемой проблеме, в том числе и молодых исследователей, число которых увеличивается, то есть кадровая тенденция имеет положительную динамику. Все участники отмечали «зависимость» исследований по изучению полифенолов от технической базы учреждений, которая в большинстве случаев требует модернизации, особенно в части высокоэффективной жидкостной хроматографии. Что касается научных проблем, стоящих перед исследователями, то они выполняются на современном уровне и соответствуют мировым тенденциям в области изучения фенольных соединений.

Проф., д.б.н Загоскина Н.В. (зав. группой фенольного метаболизма растений, Инстиутт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН)

Проф., д. фарм. наук Куркин В.А. (зав. кафедрой фармакогнозии, Самарский государственный медицинский университет, Самара)