Что такое трихомы кратко

Обновлено: 04.07.2024

у растений, различные по форме, строению и функциям выросты клеток Эпидермиса (в отличие от них, в образовании эмергенцев (См. Эмергенцы) участвуют и глубже лежащие ткани). Наиболее распространённые Т. — волоски и чешуйки. Длинные мягкие волоски, покрывающие семена хлопчатника, — ценное сырьё для текстильной промышленности. Структура Т., особенности их расположения на органах растении имеют значение в систематике атике (например, в семействе крестоцветных).

Трихомы — так называются волоски (см.) у растений.

(гр. trichoma волосы) выросты эпидермиса (волоски, чешуйки и т. д.) на теле растений, выполняющие разнообразные функции.

Новый словарь иностранных слов.- by EdwART, , 2009 .

Толковый словарь иностранных слов Л. П. Крысина.- М: Русский язык , 1998 .

(от греч. trichoma—волосяной покров, волосы), 1) различные по форме, строению и функции выросты клеток эпидермы растений — волоски, чешуйки, нектарники. Т. выполняют защитную (кроющие Т.)и выделительную (железистые Т.) функции. Кроющие Т. часто образуют на растении густой шерстистый, войлочный или др. покров, предохраняя от избыточной транспирации (иногда, у растений влажных тропиков, способствуют транспирации). Длинные волоски на семенах хлопчатника (дл. до 50—60 мм) — ценное сырьё для текст, пром-сти (клеточная стенка Т. почти целиком состоит из целлюлозы). Строение и форма Т.— важный таксономич. признак. 2) О Т. у бактерий (см. ТРИХОМНЫЕ БАКТЕРИИ).

различные по форме, строению и функциям одноклеточные или многоклеточные выросты клеток эпидермы (волоски, щетинки, чешуйки); выполняют в основном функцию защиты от факторов внешней среды (см. рис. Трихомы : а – многоклеточный волосок тыквы; б – одноклеточные волоски яблони; в – ветвистый волосок коровяка; г – жгучий волосок крапивы; д – пельтатный волосок облепихи).

— 1. Соединение клеток в однорядные или реже многорядные нитевидные образования у сине-зеленых водорослей из кл. Hormogoniophyceae. 2. Различные по форме, строению и функции выросты клеток эпидермиса растений (волоски и чешуйки, щетинки и т. д.). Могут быть одноклеточными (напр., у видов родов Urtica, Gossypium и др.) и многоклеточными у видов родов Elaeagnus, Verbascum.

Что такое трихомониаз? Причины возникновения, диагностику и методы лечения разберем в статье доктора Агапова Сергея Анатольевича, венеролога со стажем в 39 лет.

Над статьей доктора Агапова Сергея Анатольевича работали литературный редактор Маргарита Тихонова , научный редактор Сергей Федосов

Определение болезни. Причины заболевания

Урогенитальный трихомониаз — это передающаяся половым путём инфекция мочеполовой системы, вызванная влагалищной трихомонадой (Trichomonas vaginalis).

Насколько распространён трихомониаз

Что такое трихомониаз, трихомонады и их виды

Причиной заболевания является инфицирование мочеполовых органов влагалищной трихомонадой — одноклеточным жгутиковым простейшим организмом изменчивой формы, который в естественных условиях может существовать и размножаться только в организме человека. Помимо вагинальной трихомонады у человека могут паразитировать ещё два вида — кишечная трихомонада (Pentatrichomonas hominis) и ротовая (Trichomonas tenax), однако их роль в возникновении заболеваний мочеполовой системы не установлена.

Трихомонада, так как не образует цист и других устойчивых форм, быстро погибает во внешней среде вследствие высыхания, легко разрушается при кипячении, воздействии антисептиков и этилового спирта. Однако может сохранять некоторое время жизнеспособность во влажной среде. Исследованиями установлено, что трихомонады могут выживать до 45 минут на сидениях унитазов, нижнем белье и в воде ванны. [3]

Как можно заразиться трихомониазом

Пути передачи инфекции:

Факторами риска являются:

случайные половые связи;
половой контакт, незащищённый барьерной контрацепцией (презервативом);
злоупотребление алкоголем и наркомания; [7]
атрофия шейки матки — вследствие снижения защитных свойств из-за уменьшения эстрогенов в тканях; [8]
наличие других половых инфекций, таких как ВИЧ-инфекция, бактериальный вагиноз, вульвовагинальный кандидоз, генитальный герпес, хламидиоз. [9]

Защищает ли презерватив от трихомониаза

Использование презервативов снижает вероятность заражения. Однако микроорганизмы могут попасть на области, не закрытые ими, поэтому презервативы не могут полностью защитить от трихомониаза [52] .

Передаётся ли трихомониаз во время орального секса

Микроорганизмы способны поражать различные части тела, например, руки или рот. Оральный секс с инфицированным партнёром может привести к заражению трихомониазом ротовой полости [52] .

При обнаружении схожих симптомов проконсультируйтесь у врача. Не занимайтесь самолечением - это опасно для вашего здоровья!

Симптомы трихомониаза

Чаще трихомониаз диагностируется у женщин, чем у мужчин. У 10-30 % женщин и у 45-50 % мужчин отмечается асимптомное течение заболевания . [10]

Симптомы трихомониаза у женщин

У женщин трихомонады преимущественно поражают влагалище, откуда они могут проникать в уретру, бартолиновы железы, мочевой пузырь и канал шейки матки. В редких случаях трихомонады паразитируют в полости матки, маточных трубах, почечных лоханках и прямой кишке. [11]

Основными симптомами трихомониаза у женщин являются:

Редкими проявлениями трихомониаза у женщин являются:

макулярный кольпит (клубничный цервикс) — кровоизлияния в слизистую влагалища и шейку матки, напоминающее ягоду клубники; [12]
эрозивно-язвенные поражения вульвы и преддверия влагалища. [13]

Симптомы трихомониаза у мужчин

У мужчин трихомонады поражают слизистую оболочку мочеиспускательного канала, нередко проникая в уретральные железы и лакуны. Ввиду неблагоприятных условий для существования в мужской уретре трихомонад, заболевание часто носит транзиторный (временный) характер. Этим же объясняется и большой процент асимптомных форм трихомониаза у мужчин. [14]

Основными симптомами трихомониаза у мужчин являются:

Редким проявлением трихомониаза у мужчин является баланопостит (воспаление головки и крайней плоти полового члена). Описаны его эрозивно-язвенные формы. [15]

Патогенез трихомониаза

Проникая в урогенитальный тракт человека, трихомонады прикрепляются к эпителиальным клеткам, что приводит к повреждению и воспалительной реакции клеток эпителия. В этой реакции важное значение имеет адгезин — белок, продуцируемый паразитом. [16]

Трихомонады выделяют многочисленные протеолитические ферменты, которые участвуют в цитотоксичности, гемолизе (разрушении эритроцитов и выделении гемоглобина) и уклонении от иммунных реакций. Ферменты находятся во влагалищных выделениях инфицированных женщин вместе с антителами, которые их распознают. Важную роль играет фермент муциназа, который значительно облегчает проникновение трихомонад в слизистые оболочки. [17]

Трихомонадная инфекция вызывает клеточный, гуморальный и секреторный иммунные ответы. Однако эти реакции не способны защитить пациентов от реинфекции, поэтому повторное инфицирование встречается часто. Антитела и компоненты комплемента, присутствующие в сыворотке крови и секрете половых желез у некоторых больных, могут воздействовать на паразита путём стимуляции нейтрофилов, которые способствуют уничтожению трихомонад через классическую систему комплемента. Также антитела могут блокировать адгезию (прилипание) паразита к поверхности слизистой оболочки. [21]

Классификация и стадии развития трихомониаза

По Международной классификации болезней 10-го пересмотра трихомониаз разделяют на:

A59.0 Урогенитальный трихомониаз;

Бели (вагинальные выделения), вызванные Trichomonas vaginalis; (N51.0), вызванный Trichomonas vaginalis;

A59.8 Трихомониаз других локализаций;

A59.9 Трихомониаз неуточнённый.

Стадии заболевания

После скрытого (инкубационного) периода, продолжающегося от 4 до 28 дней с момента заражения, приблизительно у 40-50% мужчин появляются признаки уретрита в виде слизистых выделений из уретры, а у 70-90% женщин — признаки вульвовагинита, характеризующегося зудом, жжением и наличием обильных мутных выделений из влагалища. [10] В остальных случаях болезнь протекает первоначально бессимптомно. В дальнейшем, если вовремя не получено лечение, развитие заболевания происходит по следующим сценариям:

Длительное бессимптомное носительство, при котором нет никаких субъективных и объективных симптомов.
Длительное рецидивирующее течение, при котором симптомы заболевания могут временно возобновляться и самопроизвольно исчезать.
Ранее развитие осложнений может возникать как при течении заболевания с клиническими симптомами, так и при бессимптомном течении.
Позднее развитие осложнений возникает при длительно текущем бессимптомном или хроническом рецидивирующем процессе.

Осложнения трихомониаза

В отличии от других половых инфекций – хламидийной и гонококковой — осложнения при трихомониазе встречаются гораздо реже.

Осложнения у мужчин

Эпидидимит — воспаление придатка яичка, очень редкое осложнение трихомонадной инфекции. Чаще всего это хронический процесс, хотя встречаются описания острых форм. [22]

Редким осложнением трихомониаза является простатит. Сообщается о нескольких случаях хронического простатита, вызванного трихомонадной инфекцией. [23]

Нарушение фертильности. Проведенные исследования показывают негативное воздействие трихомонад на сперматозоиды мужчин в виде снижения их подвижности. [24]

Сообщается также о случае трихомонадного двухстороннего конъюнктивита. [31]

Осложнения у женщин

Воспалительные заболевания малого таза, вызванные вагинальной трихомонадной инфекцией, являющиеся причиной трубного бесплодия и синдрома хронической абдоминальной боли, описаны, в основном, у ВИЧ-позитивных женщин. [25]

Проведённые исследования указывают на повышенный риск преждевременных родов, рождения ребёнка с низким весом у инфицированных влагалищной трихомонадой женщин. [26]

Также трихомонадная инфекция в 2-3 раза увеличивает риск заражения ВИЧ. [32]

Очень редким осложнением трихомониаза является цистит. В медицинской литературе описано всего несколько случаев. [33]

Прочие осложнения

Сообщалось о паранефральном абсцессе [27] , абсцессе головного мозга [28] у новорождённого, абсцессе срединного шва полового члена [29] у мужчины, вызванных вагинальной трихомонадой.

Описаны случаи неонатальной трихомонадной пневмонии у новорождённых, успешно вылеченных метронидазолом. [30]

Диагностика трихомониаза

Для диагностики трихомониаза применяются микроскопические, цитологические, бактериологические, молекулярные лабораторные тесты и инструментальные методы обследования.

Показаниями для диагностики трихомониаза являются [2] :

наличие признаков воспалительного процесса мочеполовых органов;
беременность (при постановке на учёт по поводу беременности, при сроке беременности 27-30 недель и 36-40 недель, при поступлении на роды без документов о результатах обследования на половые инфекции);
предстоящие оперативные вмешательства на половых органах и органах малого таза;
бесплодие и выкидыши в анамнезе;
половые контакты с больными половыми инфекциями;
сексуальное насилие.

Микроскопическое исследование

Микроскопия окрашенного препарата (окраска по Романовскому, Папаниколау) не рекомендуется из-за субъективизма при интерпретации результатов исследования. [2]

Культуральное исследование

Молекулярно-биологические методы

Материалом для исследования методом ПЦР при диагностике трихомониаза являются:

у женщин: выделения из уретры, канала шейки матки, влагалища, первая порция мочи);
у мужчин: выделения или соскоб из уретры, первая порция мочи, секрет предстательной железы, в редких случаях — сперма. [2]

Требования для получения достоверных результатов исследования:

Забор материала должен осуществляться не ранее чем через месяц после полученного лечения.
При отсутствии или скудных выделениях из уретры забор материала должен проводиться через 2-3 часа после последнего мочеиспускания, а при наличии обильных выделений — через 10-15 минут после мочеиспускания.
Во время менструации забор материала для исследования проводить запрещается.
Должны быть соблюдены сроки и условия доставки образцов в лабораторию.

Серологическое исследование

Метод иммуноферментного анализа (ИФА) для обнаружения антител классов IgA, IgM и IgG к антигенам T. vaginalis применять не допустимо. [2]

Применение биологических (парентеральное введение пирогенала, гоновакцины), химических (внутриуретральное введение растворов серебра) и алиментарных провокаций (приём алкоголя и острой пищи) с целью повышения выявляемости трихомонад при проведении лабораторных тестов нецелесообразно, так как эффективность этого метода не доказана. [2]

Лечение трихомониаза

Многочисленными исследованиями и клиническими испытаниями было установлено, что наиболее эффективными препаратами для лечения трихомониаза являются препараты группы 5-нитроимидазолов, а среди них — метронидазол, тинидазол и орнидазол.

Современными отечественными и зарубежными руководствами предложены следующие схемы лечения этими препаратами.

Метронидазол (Трихопол, Метрогил, Флагил) — эффективность его применения составляет 90-95%.

Для неосложнённых форм заболевания: 500 мг перорально 2 раза в сутки в течение 7 дней [36] или 2,0 г перорально однократно. [37]

Для осложнённых форм: 500 мг перорально 3 раза в сутки в течение 7 дней или 2,0 г внутрь 1 раз в сутки в течение 5 дней. [38]

Для беременных: 2,0 г однократно (лечение проводится не ранее II триместра беременности). [39]

Для детей: 10 мг на кг массы тела перорально 3 раза в сутки в течение 5 дней. [40]

Тинидазол (Фазижин, Тиниба) — эффективность применения составляет 86-100%.

Для неосложнённых форм заболевания: 500 мг перорально 2 раза в сутки в течение 5 дней или 2,0 г перорально однократно. [35]

Для осложнённых форм: 2,0 г перорально 1 раз в сутки в течение 3 дней. [37]

Орнидазол (Тиберал, Гайро, Дазолик) — эффективность применения составляет 90-100%.

Для неосложнённых форм заболевания: 500 мг перорально 2 раза в сутки в течение 5 дней [41] или 1,5 г перорально однократно. [42]

Для осложнённых форм: 500 мг перорально 2 раза в сутки в течение 10 дней. [38]

Для детей: 25 мг на кг массы тела перорально 1 раз в сутки в течение 5 дней. [39]

Другие препараты из группы 5-нитроимидазолов — менее распространены и изучены, чем вышеизложенные препараты, однако применяются в клинической практике:

Тенонитрозол (Атрикан) — 250 мг перорально 2 раза в день в течение 4 дней; [43]
Ниморазол (Наксоджин) — схемы применения при неосложнённом трихомониазе: 2,0 г перорально однократно или 1,0 г перорально через каждые 12 часов – три приёма, или 250 мг перорально 2 раза в день в течение 6 дней. [44]
Секнидазол (Тагера) — 2,0 г перорально однократно (эффективность 97%). [45]

Причины неудач в лечении

В 5 % случаев трихомонады устойчивы (резистентны) к перечисленным препаратам [46] . Центры по контролю за заболеваемостью (США) в таких случаях рекомендуют увеличить дозировку и длительность применения медикаментов [47] : Метронидазол — 2,0 г перорально однократно в сутки в течении 7 дней или Тинидазол 2,0 г перорально однократно в сутки в течении 7 дней.

Дисульфирам-подобная реакция на препараты

Нитроимидазолы блокируют и снижают выработку фермента алкоголь-дегидрогеназы, что приводит к повышению уровня и накапливанию токсического ацетальдегида в крови. При приёме алкоголя в любых концентрациях во время лечения препаратами, входящими в группу нитроимидазолов, через 10-20 минут возникает реакция в виде тошноты, рвоты, головной боли, затруднения дыхания, судорог. Длительность её составляет несколько часов. Реакция наблюдается при приёме метронидазола, тинидазола [48] и орнидазола [49] .

Помимо исключения алкоголя, рекомендаций по изменению привычек или особенностям питания при лечении трихомониаза нет.

Установление излеченности трихомонадной инфекции

Проводится через две недели после окончания лечения микроскопией и культуральным посевом и через 4 недели методом ПЦР. При отрицательных результатах лабораторных тестов пациенты дальнейшему наблюдению не подлежат. [2]

Можно ли заниматься сексом при трихомониазе

Заниматься сексом можно через 7-10 дней после завершения лечения трихомониаза. Примерно каждый пятый выздоровевший заражается вновь в течение трёх месяцев после окончания лечения. Чтобы избежать повторного заражения, лечение должны пройти все сексуальные партнеры. Если симптомы возникли снова, нужно пройти повторное обследование [52] .

Прогноз. Профилактика

Прогноз при раннем выявлении и вовремя начатом лечении благоприятный. При неосложнённых формах трихомонадной инфекции после однократного курса выздоровление составляет 95-100%. Лица с осложнёнными формами и метронидазол-устойчивыми формами заболевания после проведённого лечения должны находиться под динамическим наблюдением.

Половые партнёры больных трихомониазом должны быть пролечены независимо от результатов их обследования на наличие трихомонад.

Самой эффективной мерой профилактики является использование презервативов при случайных половых контактах.

Ввиду бессимптомного течения инфекции лицам, имеющим несколько половых партнёров в год или случайные половые связи, рекомендовано ежегодное обследование на наличие трихомонад.

В настоящее время вакцины, предотвращающей заражение трихомониазом, не создано. В 80-е годы прошлого века была создана коммерческая вакцина Солкотриховак, состоящая из лиофилизата Lactobacillus acidophilus, которая по утверждению фирмы-производителя оказывает положительный эффект при рецидивирующем трихомониазе и бактериальном вагинозе. [50] Однако последующими исследованиями предположение о том, что защитный механизм действия вакцины связан на антигенном сходстве применяемых штаммов лактобацилл и вагинальной трихомонады, было отвергнуто. [51]

Вагинальные (влагалищные) трихомонады (Trichomonas vaginalis) — это паразиты, обитающие в мочевыводящих путях и репродуктивной системе человека. Инфекция чаще встречается у женщин, но также может обнаруживаться и в мочеполовой системе мужчин. Возбудитель вызывает заболевание — трихомониаз.

Симптомы трихомониаза у женщин — выделения из влагалища, зуд влагалища и боль при мочеиспускании. Инфекция у мужчин обычно протекает бессимптомно.

Вагинальные трихомы — Trichomonas vaginalis

Вагинальный трихомониаз является очень распространенным паразитом, обнаруживаемым приблизительно у 75% женщин с детородным потенциалом. В организме женщины простейшие встречаются в основном во влагалище, а также в уретре и парауретральных железах. У мужчин трихомонады комфортно себя чувствуют в уретре, но также могут встречаться под крайней плотью.

Вагинальный трихомониаз передается половым путем. Инфекция может быть острой или хронической, хотя в большинстве случаев инфекция хроническая и не вызывает явного дискомфорта.

Симптомы влагалищного трихомониаза у женщин

Первичные влагалищные трихомонады обычно проявляются через несколько дней после заражения. Симптомы влагалищного трихомониаза зависят от тяжести воспаления и у женщин следующие:

Выделения из влагалища — обильные серые или желто-серые выделения с характерным легким запахом и переменной консистенцией — от жидких до очень густых;
Зуд вульвы ;
Болезненное мочеиспускание, с рочность позывов, жжение в мочеиспускательном канале и частое мочеиспускание в небольших количествах — признаки инфекции нижних мочевых путей;
Неприятный запах из влагалища;
Выделения из половых путей после полового акта;
Могут быть сильные боли, связанные с отеком половых губ и влагалища — иногда отек вульвы настолько велик, что мешает гинекологическому обследованию.

При хроническом трихомониазе симптомы похожи, но гораздо менее выражены. Чаще всего характерные выделения являются предменструальными.

Симптомы влагалищного трихомониаза у мужчин

Инфекция Trichomonas vaginalis у мужчин обычно симптоматична:

Могут быть выделения из мочеиспускательного канала или болезненное мочеиспускание.
Пациенты также сообщают о частом мочеиспускании и дискомфорте в уретре и / или зуде.
Иногда могут быть гнойные выделения.
У мужчин с хроническим трихомониазом влагалища может возникнуть простатит , боль в головке и покраснение крайней плоти .

Опасный источник инфекции трихомониаза — бессимптомные носители, так как у них нет шансов на излечение. Из-за отсутствия симптомов они не подозревают, что болеют, и поэтому не проходят обследование. Они представляют опасность для партнеров и людей, проживающих рядом. Инфекция передается не только при интимных отношениях, но и при совместном использовании полотенец и других гигиенических средств, что значительно увеличивает риск заражения.

Влагалищная трихомонада — как распознается влагалищный трихомониаз?

Другой диагностический тест на трихомониаз — взятие мазка и просмотр выполненного образца под микроскопом . Также специалист может взять выделения из влагалища, заднего свода влагалища или из мочеиспускательного канала. Далее образец культивируют на подходящей среде. Иногда трихомониаз обнаруживается при цитологическом исследовании .

У мужчин диагноз ставится на основании состава образца выделений, просматриваемого под микроскопом, или уретрального секрета, выращенного на культуре, или по результатам изучения первой порции мочи.

Просмотр мазка под микроскопом

Лечение влагалищного трихомониаза

Абсолютное условие для полного излечения трихомониаза — лечение обоих половых партнеров. Несоблюдение этого правила приводит к быстрому повторному заражению от нелеченного человека. Эффективность лечения должна контролироваться тестами, которые использовались в процессе диагностики.

Лечение трихомониаза включает пероральное введение метронидазола по схеме, предложенной врачом. Например, это может быть недельное лечение с ежедневным приемом 3-х таблеток по 250 мг. Женщинам при этом варианте дополнительно назначается 1 вагинальная таблетка метронидазола на ночь в дозе 500 мг.

Во время приема и в течение сорока восьми часов после прекращения приема метронидазола строго запрещен алкоголь. Даже небольшое количество спиртного может привести к так называемой дисульфирам реакции, связанной с нарушением алкогольного обмена и накоплением ацетальдегида в организме.

Симптомы включают расширение сосудов, снижение артериального давления и учащенное сердцебиение. Также могут быть нарушения дыхания, одышка, тошнота, рвота, сильное беспокойство и тревога. Это состояние может длиться несколько часов. В крайних случаях существует опасность для жизни. Во время лечения трихомониаза следует также воздерживаться от половых отношений.

Альтернативой метронидазолу является другой препарат — тинидазол, который принимается по разным схемам, например, по четыре таблетки за раз.

Что касается лечения трихомониаза у беременных, то оно не рекомендуется в первом и втором триместрах. В этот период используются только вагинальные препараты — обычно глобулы с клотримазолом.

Обзор

Автор

Редакторы

Растительные ароматы давно и прочно вошли в человеческий обиход. Запахом любая смесь летучих веществ становится только тогда, когда воздействует на органы обоняния. Активно ведут исследования о способе, которым смесь химических веществ передает в мозг сигналы о характере запаха [1], [2], [3]. И хотя тайна запаха открыта еще не полностью, на практике человечество уже давно и широко использует растительные ароматы. Kосметика и парфюмерия, кулинария и бытовая химия эксплуатируют обонятельную способность человека и используют приятные для человеческого носа запахи, чтобы увеличить спрос на свою продукцию. Древние люди приписывали определенным запахам магическую или целебную силу, их использовали шаманы и жрецы. Сегодня ароматерапия из древнего искусства постепенно, но уверенно превращается в науку и внедряется в современную медицину [4]. Вкусовое восприятие пищи у человека на 90% зависит от обоняния [5]. Поэтому растения, обладающие приятным для человека запахом, пользуются спросом, и давно уже стали объектом пристального внимания ученых, которые пытаются разобраться и научиться управлять процессами биосинтеза летучих веществ.

Людям свойственно обращать внимание на аромат цветов, однако молекулы запаха синтезируются клетками, которые могут находиться не только в различных частях цветка и плода, но также и в листьях, корне и стебле. У многих растений из эпителиальных клеток развиваются трихомы — специализированные органы, синтезирующие и секретирующие различные вторичные метаболиты.

Что такое трихомы и какие они бывают

Трихомами (от греческого слова τριχωμα (trichōma) — волос) называют специализированные поверхностные органы или структуры, представляющие собой выступы на поверхности листьев, стеблей и других частей растения.

Большинство людей, в том числе и те, кто никогда не интересовался ботаникой, на самом деле близко знакомы с трихомами, хотя возможно и не подозревают об этом. В самом деле, найдется ли хотя бы один человек, которого никогда в жизни не жалила крапива, или такой, кому никогда не приходилось вытаскивать репейники из волос или шерсти домашних питомцев, или такой, кто никогда не ощущал запаха трав, таких как полынь, мята, базилик или орегано? И всё это — результат взаимодействия человека с трихомами растений.

Структура и внешний вид трихом могут быть весьма разнообразными, однако все они разделяются на две основные группы: несекретирующие (рис. 1а) и секретирующие (рис. 1б).

Рисунок 1а. Схематическое изображение несекретирующих трихом: одноклеточные (а, б) и многоклеточные (в–е).

Рисунок 1б. Схематическое изображение секретирующих трихом: одноклеточные (а) и многоклеточные (б–г). Отдельно в оранжевом круге показаны трихомы крапивы. Их защитный колпачок при прикосновении обламывается и обнажает острый конец стрекательной клетки.

На одних растениях как секретирующие, так и несекретирующие трихомы соседствуют друг с другом, поверхность же других покрыта трихомами только одного типа. Встречаются также трихомы, специфичные для определенных частей растения, например длинные шелковистые волокна, покрывающие семена хлопка — это несекретирующие трихомы.

Несекретирующие трихомы — какие они?

Многообразие форм несекретирующих трихом связано с разнообразием их функций. Вот наиболее характерные варианты таких трихом [6]:

Рисунок 2. Электронная микрофотография плода подмаренника цепкого (а) и увеличенное изображение отдельной трихомы (б). На рисунке б показан отрезок 20 мкм.

Рисунок 3. Электронная микрофотография листьев арабидопсиса (а) и увеличенное изображение отдельной трихомы (б). На рисунке б показан отрезок 50 мкм.

Мини-фабрики по производству запаха

Секретирующие трихомы способны синтезировать большие количества таких метаболитов, которые не синтезируются больше нигде в данном растении. Такие трихомы представляют собой фактически специализированные фабрики по производству вторичных метаболитов, к которым относятся и летучие вещества. Молекулы, которые мы воспринимаем как ароматы пряных трав: базилика, мяты, лаванды, орегано, тимьяна, синтезируются именно в секреторных трихомах, расположенных на стеблях и листьях (рис. 4).

Рисунок 4. Электронные микрофотографии трихом. а и б — Трихомы на поверхности базилика (а — лист, б — чашелистик). в и г — Лист полыни (г — большее увеличение). На листе полыни видны не только секретирующие, но и несекретирующие трихомы — антенны.

Летучие вещества служат самим растениям для привлечения насекомых-опылителей. Многие из них синтезируются в ответ на повреждение растения и токсичны для патогенных бактерий, грибов и других вредителей. Известны также вещества, которые могут подавлять рост соседних растений. В плодах вторичные метаболиты играют роль консервантов и, кроме того, являются сигналом (вкус, цвет, запах) для животных, употребляющих данные плоды в пищу и осуществляющих таким образом распространение семян. Некоторые специфические вещества растения синтезируют в ответ на стресс — например, в условиях засухи или повышенного содержания в почве солей [7].

Чем интересны секретирующие трихомы? Прежде всего тем, что многие вторичные метаболиты, синтезируемые именно трихомами, оказались востребованы человеком (это относится не только к летучим компонентам!). Хотя секретирующие трихомы широко распространены в растительном царстве, на данный момент наиболее активно изучают биохимические процессы, происходящие в трихомах растений из двух семейств: паслёновых (к которым относятся помидоры, перцы, табак, картофель, баклажаны) и яснотковых, или губоцветных (к которым относятся пряные травы, например мята, базилик, розмарин и другие). Этот выбор продиктован не только тем, что эти растения представляют интерес для сельского хозяйства, но и тем, что для трихом паслёновых и губоцветных характерен широкий спектр синтезируемых вторичных метаболитов.

Химический состав запаха

Несмотря на все разнообразие растительных летучих веществ, по биохимическому строению большинство их можно отнести к нескольким основным группам: терпены, фенилпропаноиды/бензеноиды и производные жирных кислот.

Терпены

Терпены являются производными изопрена (C₅) и в зависимости от количества изопреновых звеньев подразделяются на С₁₀ моно-, С₂₀ ди- (гиббереллины), C₃₀ три- (прекурсоры стероидов), С₁₅ сескви- и С₄₀ тетратерпены (каротиноиды), а также политерпены, из которых состоит натуральная резина. Всего известно более 55 тыс. терпенов, более половины которых обнаружены в растениях. Не все терпены летучи, и в формировании запаха участвуют, в основном, моно-, ди- и сесквитерпены. Большинство растительных терпенов — вторичные метаболиты, но терпены гиббереллин и абсцизовая кислота — фитогормоны и относятся к первичным метаболитам. Предшественником всех растительных терпенов является изопентенилдифосфат (IPP, или DMAPP), который синтезируется как в цитоплазме, так и в пластидах (рис. 5).

Рисунок 5. Схема биосинтеза терпенов.

Фенилпропаноиды

В трихомах часто находят и производные фенилпропаноидов, которые в результате модификации перестают быть летучими и секретируются на поверхность растения (например, агликоны флавоноидов найдены в трихомах перечной мяты) [8].

Производные жирных кислот

Эти вещества также выделяются секретирующими трихомами помидоров, табака, петунии и других растений семейства паслёновых, что делает стебли и листья этих растений липкими на ощупь и обеспечивает определенную защиту от насекомых-вредителей (именно эти производные жирных кислот летучими не являются!).

Как собрать запах?

Для изучения химического состава запаха используют, в основном, различные хроматографические методы. Особенно часто применяют газовую или жидкостную хроматографии в сочетание с масс-спектрометрией.

Если в Древнем Египте для фиксации запаха использовали методы масляной экстракции, то в современном варианте в качестве растворителя используют спирт, хлороформ и некоторые другие органические вещества. Существенным недостатком полученного экстракта является то, что кроме пахучих веществ в него попадают другие соединения, причем в концентрациях, превышающих концентрации летучих веществ в десятки, а иногда и сотни раз. Анализ такой смеси хроматографическими методами — задача весьма трудная.

Чтобы определить состав запаха, хороши методы, позволяющие уловить и сконцентрировать именно легколетучие вещества — так называемый анализ свободного пространства. Так, например, метод твердофазной микроэкстракции (SPME) использует свойство некоторых полимеров поглощать запахи. Тонкий стержень из такого полимерного материала (рис. 6а и 6в) помещают в плотно закрытый сосуд вместе с растением и выдерживают 10–30 мин (желательно помещать в сосуд все растение, поскольку срезание листа или цветка является стрессом, и состав выделяемых веществ может измениться даже за короткое время инкубации). Затем стержень вынимают и помещают в инжектор хроматографической колонки, где нагревают до температуры 200–250 °С. При нагреве адсорбированные полимером молекулы высвобождаются и попадают в колонку, где тем или иным способом подвергаются фракционированию (рис. 6д). Метод этот хорош своей высокой чувствительностью, а также быстротой и простотой использования. Однако есть у него и определенные недостатки: из-за избирательности процесса адсорбции нельзя судить о количествах компонентов в анализируемой смеси; кроме того, на полимер могут адсорбироваться и совсем посторонние молекулы, например те, которые находились в помещении, где проводили анализ [9].

Рисунок 6. Метод твердофазной микроэкстракции. а — SPME-стержень. Разные цвета колпачков — разные полимерные материалы и толщина сердечников. б — Лист табака и формула молекулы гермакрена Д. в — В плотно закрытый сосуд с растительным образцом вставлен SPME-стержень, на который абсорбируются летучие молекулы. д — Результат фракционирования смеси, которая попала в масс-спектрометр с колонки SPME.

Рисунок 7. Так устроена ловушка для сбора запаха арабидопсиса.

Генно-модифицированный запах — настоящее и будущее?

Человек модифицирует растения с тех самых пор, как впервые начал их культивировать. В сельском хозяйстве с незапамятных времен используют отбор и селекцию для выведения сортов с определенными свойствами. Однако зачастую улучшение коммерческих качеств плодов (размер, равномерное созревание, привлекательный цвет) или цветов (удлинение времени жизни при срезании) приводит к ухудшению вкуса и потере естественного запаха, что отрицательно сказывается на количестве потребителей.

Манипуляции с запахом могут послужить не только для непосредственного удовольствия человека в виде вкусных помидоров и ароматных цветов. Защиту сельскохозяйственных растений от вредителей можно будет в будущем поручить растениям со специально подобранным запахом. В ответ на появление вредителей некоторые растения выделяют смесь различных веществ, которая может состоять из более чем 200 различных компонентов. Эти вещества могут отравлять, отпугивать и сдерживать насекомых-вредителей, а также привлекать энтомофагов (насекомых, которые уничтожают вредителей). Эти данные позволяют надеяться, что воздействуя на спектр летучих соединений культивируемых растений, можно повысить их устойчивость к вредителям без использования дорогостоящих и экологически вредных пестицидов. Причем, вероятно, нет необходимости вводить гены, отвечающие за синтез молекул-реппелентов во всю популяцию культивируемых растений, поскольку именно при участии летучих молекул между растениями осуществляется передача информации, и появление защитных веществ у части растений вызывает соответствующий защитный ответ у соседних с ними особей (рис. 8) [7].

Растения начинают и. выигрывают

В 2015 году половина Нобелевской премии по физиологии и медицине была присуждена китайской исследовательнице Юю Ту за разработку лекарства против малярии [25]. Работу по поиску веществ растительного происхождения, обладающих антималярийной активностью провели в Китае еще в 70-х годах 20 века, а к началу 21 века это вещество уже активно использовали для производства лекарственных препаратов против малярии. Вещество это — вторичный метаболит сесквитерпен артемизинин, синтезируется в трихомах растения Artemisia annua, которое является близким родственником нашей полыни. Уже к 2005 году стало понятно, что спрос на лекарства против малярии постоянно увеличивается, но при этом цена его должна оставаться стабильно низкой, поскольку низок и уровень жизни в тех странах, где оно наиболее необходимо. А значит, требуется бесперебойное обеспечение дешевым сырьем фармацевтических фабрик по производству этих препаратов. Казалось бы, наиболее экономически выгодным является синтетическоe и полусинтетическоe производство веществ в трансгенных микроорганизмах. Однако дальнейшее развитие событий доказало, что это не всегда так.

Читайте также: