Стовбурові клітини рослин, портал

Наш експерт: Тетяна Пучкова, кандидат біологічних наук, Голова правління української парфюмерно-косметичної асоціації.

Звідки плутанина?

Що змушує нас ставитися до стовбурових клітин рослин з підозрою? Звичайно, тут же виникає асоціація зі стовбуровими клітинами людини. Сьогодні добре відомо, що на них покладаються найбільші надії на порятунок від важких хронічних захворювань, відновлення органів, продовження молодості. При цьому сенс ведуться досліджень в масовій свідомості часто зводиться до можливості перетворити (диференціювати) ці клітини-попередники в щось корисне: судини, органи, нову шкіру. У цьому контексті «клеткопревращеній» душу споживачів і починають роз'їдати сумніви: невже вчені додумалися, як перетворити щось рослинне в щось цілком людське? Ну, не орган, звичайно, тут все залишаються реалістами. А, наприклад, в такий необхідний шкірі білок колаген. І як поміщені в баночку з кремом стовбурові клітини тієї ж яблуні можуть «вбудуватися» в біохімічні процеси і обмін речовин людини? Загалом, найфантастичніші виникають питання.

«Наскільки рослинні стовбурові клітини подібні зі стовбуровими клітинами тварин - найбільш часто задається питання», - розповідає Тетяна Пучкова. -Перше, що потрібно зрозуміти, вони мають загальне фундаментальне властивість. Це - недиференційовані, тобто однакові клітини, які потім стають диференційованими (володіють характеристиками певної тканини, наприклад, печінки, мозку, шкіри). Найголовніше, в цих клітинах укладено величезний потенціал зростання, в них міститься максимальна кількість необхідних для поновлення речовин. Що ж стосується особливостей процесу диференціювання клітин, сумісності з організмом людини ... Тут неоране поле для досліджень, якісь висновки поки робити рано. Але в будь-якому випадку до косметичних засобів ці питання не мають ніякого відношення.

Справа в тому, що сама клітинна маса - рослинні клітини цілком - в косметичний засіб не йде. Виробників цікавлять містяться в ній активні компоненти. Для цього клітинну масу обробляють спеціальним чином, екстрагуючись з клітин ті речовини, які необхідні для вирішення певних проблем шкіри ».

Джерела стовбурових клітин

Клітини рослин, які використовуються сьогодні в косметиці, правильніше називати не стовбуровими, а мерістемальнимі.

Про властивої рослинам унікальній здатності відновлювати себе з найдрібніших фрагментів відомо давно. Але тільки в другій половині минулого століття з'ясувалося, що її забезпечують так звані ініціальні клітини. Їх містить особлива тканина рослин - меристема, зосереджена в нирках, молодих корінцях і проростках. Мерістемальние клітини і є стовбурові, тобто клітини-попередники. З них формуються тканини рослин, вони визначають зростання стебел і коренів, загоєнні пошкоджень. В процесі розподілу одна з мерістемальних клітин диференціюється в якийсь певний вид (це залежить від умов або мікрооточення, в яке вона потрапляє). А інша залишається уніпнтентной стовбурової. Уніпотентность означає, що в подальшому з неї може розвинутися будь-яка клітина рослинного організму.

На відміну від стовбурових клітин людини все рослинні стовбурові клітини здатні диференціюватися в будь-яку з клітин рослини. У людини і тварин цією властивістю володіють тільки ембріональні стовбурові клітини, і то тільки на перших етапах процесу розподілу. Крім того, спеціалізовані нащадки стовбурових клітин легко повертаються в недиференційований стан, чим пояснюється властиве рослинам вегетативне розмноження.

речовини молодості

У мерістемальних клітинах рослин закладений потужний потенціал зростання, - визнають всі дослідники. Це проявляється у високій концентрації активних речовин. Коли клітини стануть диференційованими і визначаться їх функції, залишаться лише ті речовини, які для цієї функції необхідні. Сукупність активних речовин - це гарантія майбутньої повноцінного життя рослини: його формування, захисту на стадії «проростка» від несприятливих факторів навколишнього середовища, збереження генетичної інформації і синхронізації процесів ділення клітин. До цих речовин відносяться жирні кислоти, нуклеїнові та амінокислоти, пептиди, вітаміни і кофактор, ферменти проліферативної і антиоксидантного захисту, фітогормони, антиоксиданти. Відкрито цілі класи речовин регуляторів, що забезпечують процеси міжклітинної взаємодії: ауксини, гібереліни, цитокініни, брассіноліди, жасмонат, поліаміни, пептидні гормони. Стовбурові клітини рослин виробляють велику кількість рибонуклеїнових кислот (РНК).

«Візьмемо прості молекули, ті ж амінокислоти, - пояснює Тетяна Пучкова.- Вони однакові у рослин і людини. Якщо ми говоримо про якісь біологічно активних факторах, гормонах росту, то, як правило, це пептиди: короткі молекули, які складаються з декількох амінокислот ».

Сучасні технології дозволяють нам отримати з хімічної точки зору абсолютно однакові з'єднання. При правильно поставленому «виробничому процесі» нашому організму буде все одно, звідки взяті ці речовини. Один з таких прикладів - використання гіалуронової кислоти. Спочатку її виділяли з кришталика бика, потім - з гребінців статевонезрілих півників, зараз практично всю «гіалуронку» отримують шляхом мікробіологічного синтезу. Коли з нею працює виробник косметики, для нього не має значення джерело походження. Головне, щоб вона була якісна і добре очищена ».

способи отримання

Екстракти мерістемальних клітин, що використовуються в косметиці, отримують двома способами.

Перший надала нам сама природа, зосередивши ці клітини в точках активного росту рослини. Ранньою весною збирають нирки, проростки, молоді корінці і пагони і свіжими їх очищають, подрібнюють і готують екстракти. Екстрагують суміш, до складу якої входять вода, гліцерин, спирт, сама по собі є прекрасним консервантом. Тому ніяких інших речовин додавати в неї не потрібно. Отримані у такий спосіб екстракти мають особливу цінність - в них зберігається цілісність міжклітинних взаємин і гармонійне поєднання «автентичних» активно діючих речовин. На жаль, даний метод не дає того виходу біологічного матеріалу, який необхідний для широкого виробництва косметики.

Другий шлях - біотехнологічний - полягає в наступному. На шматочку рослинної тканини - експлантов - роблять надріз. У місці пошкодження клітини починають активно ділитися, утворюючи безбарвну клітинну масу - каллус. Клітини каллуса володіють деякими ознаками стовбурових. Потім каллус поміщають в особливі рідкі середовища, що містять поживні речовини і стимулятори, для нарощування біомаси. Завершує цикл гомогенізація клітин, екстракція необхідних компонентів і їх стабілізація. Цей спосіб отримання екстракту має свої складності, що робить кінцевий продукт досить дорогим. Калусних клітини поза організмом ростуть хаотично, в процесі культивування поступово втрачають здатність до регенерації, є генетично нестабільними (число і «якість» хромосом в них може сильно змінюватися). Основна перевага біотехнологічного способу - можливість отримати велику кількість стандартизованих екстрактів недиференційованих тканин рослин. Але в міру вдосконалення біотехнологічних процесів, якість таких екстрактів стає все вище.

Використання в косметиці

Численні відкриття тут же були взяті на озброєння косметичними концернами. З'явилися цілі лінійки продуктів, що містять екстракти рослинних стовбурових клітин. Наприклад, клітин яблуні сорту Utwier Shatlauber, що відрізняється підвищеною стійкістю до впливу навколишнього середовища, центелли азіатської, що містить речовини, що допомагають контролювати запалення, тонус і проникність кровоносних судин. Едельвейса, що володіє потужним антиоксидантну дію, і багатьох інших.

Наявність в цих екстрактах чинників зростання, що регулюють розподіл, ріст і обмін речовин в клітинах, дійсно, дозволяє використовувати їх як активні біостимулятори клітин людини. «При цьому варто відзначити, що для отримання рослинних стовбурових клітин високої чистоти, функціональності і активності необхідно використання новітніх методів, суворо контрольованих умов, сучасних знань на основі тривалих досліджень і випробувань.

А що в майбутньому?

І у рослинних, і у ембріональних стовбурових клітин є свої прихильники. Можливо, коли-небудь і стовбурові клітини людини і займуть своє місце в космецевтики, враховуючи приголомшливу здатність шкіри до відновлення. Але поки цей час ще не настав. Сучасна наука вже знає, що і рослини і тварини в якості фактора росту використовують подібні хімічні сполуки. Але при цьому, за словами Тетяни Пучковою, сучасна наука за великим рахунком ще не вивчено, як ці фізіологічно активні сполуки працюють в організмі людини, як проникають крізь шкіру. Поки ця область знань знаходиться на стадії експериментів. Тим не менше, використання в складі косметичних засобів рослинних стовбурових клітин - дуже перспективний напрямок з декількох точок зору:

Можливість отримувати необхідні речовини в потрібній концентрації. Налагодивши технологічний процес виробництва екстракту з рослинної маси, можна зробити стандартний продукт. Тобто отримати екстракт з чітко визначеною кількістю активних речовин
Безпека інгредієнтів. Ми можемо вибрати рослина повністю здорове, яке виросло в ідеальних умовах, що не обробляється пестицидами. Тобто дотримуватися маси факторів, які дозволяють говорити, що ми максимально відсікаємо побічні ефекти.
Доступність сировини навіть з найрідкісніших рослин: Так як при біотехнологічному способі використовується тільки шматочок тканини з точки росту, і в подальшому зростання культури клітин відбувається в штучних умовах, ми можемо отримати рослинний матеріал з дуже рідкісних рослин. Наприклад, Едельвейса, зростаючого високо в горах. Або водоростей, які ростуть на морській глибині в арктичних умовах. Ці рослини мають високу регенеративним потенціалом, оскільки живуть в умовах стресу.
Збереження навколишнього середовища. Нам не потрібно вирощувати плантації рослин, заготовлювати їх, сушити, перемелювати. Для отримання великої кількості сировини досить невеликого, спеціальним чином оснащеного приміщення.

«Однак, найцікавіше ще попереду, - вважає Тетяна Пучкова. - Якщо експериментатор навчиться варіювати умови поділу клітин, він зможе отримувати стандартизовані екстракти з чітко визначеними речовинами. Наприклад, ми знаємо, що якась речовина стимулює ріст волосся. І зможемо направити процес ділення клітин так, що отримаємо саме його. Це реальний шлях отримання натуральних і ефективних інгредієнтів для косметики. Мені в цьому підході подобається красивий симбіоз натуральності і високих технологій ».