Tak to bylo před 65 lety: Chemie léčivých a vonných květů

Bylinné léky zbavené tajemství

V samém středu Prahy, tam, kde dnes stojí hlavní pošta, bývala kdysi první naše botanická zahrada. Po dlouhá staletí to bylo jedno z kulturních středisek města a starý, v zeleni potopený dům hostil nejproslulejší umělce a myslitele, kteří v průběhu věků do Prahy zavítali. Zažila časy slavné i doby, kdy její cesty zarůstaly plevelem, potom však rostoucí město začalo ukusovat z jejích záhonů a koncem 18. století zahrada zanikla. Byla založena Karlem IV., který ji prý zřídil pro florentského mistra Angela; po něm dostala zahrada jméno Andělská a na jeho paměť měli donedávna pražští drogisté v erbu fešného anděla. To proto, že mistr Angel či Angelus byl dvorním lékárníkem a zahradu nedostal jen tak pro radost, ale proto, aby měl kde pěstovat léčivé byliny. Odtud zásoboval svou apotéku na Malém rynečku, kde vládl v gotickém domě čp. 144 V ráji, jehož souseda bezmála o půlstoletí později vyzdobil sgrafity Mikoláš Aleš.

Obr. Zbytek Angelových botanických zahrad, založených Karlem IV., podle Hubrovy kresby staré Prahy z druhé poloviny 18. století

Léčivé rostliny byly hlavní surovinou pro jeho lektvary a stejně tomu bylo i u jeho konkurence Vlacha Augustina, který sídlil opodál v domě čp. 459 U mouřenína a měl zahradu někde u Vyšehradu. Nejrůznější části nejrůznějších rostlin v různé formě – to byla nepochybně nejcennější část tehdejších lékopisů, které se jinak hemžily fantastickými substancemi, mechem z lebek oběšenců počínaje a rozemletým jaspisem konče.

Užívání některých rostlin k léčbě chorob a hojení ran nebylo ovšem objeven pražských lékárníků karolinské doby; tato skutečnost byla známa od pradávna a nejstarší zprávy o tom pocházejí od starověkých Egypťanů, Číňanů, Indů a Mayů. Číňané znali například už před 5000 lety protihorečný účinek kořene rostliny Čang-šan, z něhož roku 1946 izoloval čínský chemik Chou alkaloid febrifugin, účinný v léčbě malárie. Od samých počátků civilizace se v Indii užívalo jako uklidňujícího léku rozemletého kořene bíle kvetoucího keře Rauwolfia serpentina – a teprve roku 1950 si toho všimla medicina; ze žlutého prášku se podařilo izolovat čistý alkaloid reserpin, který dnes náleží k hlavním prostředkům moderní psychiatrie a s úspěchem se uplatňuje v léčbě hypertenzní nemoci.

V době mistra Angela platily názory, které o léčivých rostlinách vyslovil řecký lékař Dioscorides, četla se 22. kniha Naturalis Historiae, z níž velkou část věnoval Plinius rostlinným těkavým olejům, a tradovaly se výroky Claudia Galena, jehož proslulý De simplicium medicamentorum určitě ležel mezi hmoždíři a kotlíky na stole pražské lékárny. Celý středověk byl ovládán učením tohoto římského lékaře z druhého století, který tvrdil, že určité směsi rostlinných látek mohou poskytnout všechny potřebné prvky zdraví a vyléčit tedy jakoukoli nemoc. Základem tu byla nepochybně prastará lidová zkušenost a tradice, uchovávající výsledky nejrozmanitějších léčitelských pokusů; věcná zjištění se však časem smísila s fantazií, skutečnost s pověrou a náboženským výkladem. Tak v pozdním středověku vládlo učení o signaturách, čímž se rozumělo znamení, které činilo rostlinu nějak podobnou některé části lidského těla, její funkci nebo nemoci. Co působilo na hlavu, mělo podobu hlavy; co posilovalo srdce, mělo se mu podobati; jaterník tlumočil boží radu, neboť se podobá játrům proto, aby se člověk dovtípil a zaháněl jím jaterní svízele.

Takových výkladů vzniklo přehojně a mnohé z nich přežily téměř do dneška. Podobný komentář obsahovaly zpravidla i herbáře, shrnující staleté zkušenosti s nejrůznějšími bylinami. Prvý český herbář Jana Černého vyšel už roku 1517, třikrát v témže století byl v Praze vydán dodnes slavný herbář Mathioliho a roku 1562 byl vytištěn herbář Hájka z Hájku. Ve všech těchto lidových zkušenostech i starých záznamech je nepochybně mnoho mylného, mnohé neobstojí v kritickém pohledu moderní vědy, dozajista jsou tu ale také poznatky, které stojí za to, aby byly přezkoumány. A moderní věda to také od samých svých začátků dělá.

Obr. Hubrův pohled na Staroměstský ryneček s gotickým domem V ráji (čp. 144), kde bývala Angelova lékárna

Významný úspěch pražské biochemické školy

Předpoklady pro vznik vědecké chemie léčiv vznikly v minulém století, když se rozvinula preparativní organická chemie a byly vypracovány testovací farmakologické metody. A prvním předmětem výzkumu nově vytvořeného vědeckého oboru byly alkaloidy izolované z rostlinného materiálu, mezi nimiž byly objeveny důležité léky i nejobávanější jedy. Začalo to izolací morfinu z opia, za kterou dostal roku 1803 Sertürner od francouzské akademie cenu 2000 franků, pak byl izolován strychnin, chinin, nikotin, kodein, atropin a další látky s výraznými fyziologickými účinky a vždy jako výchozí látka posloužila rostlina, užívaná v lidovém lékařství od pradávna. Dnes už uvádí literatura na tisíc látek této skupiny, z nichž mnohé jsou připravovány synteticky, a jiné se pro léčebné účely získávají nadále z přírodního materiálu; u nás je to např. morfin z makovic, některé přípravky z náprstníku a alkaloidy z námele, který se v ČSSR jako v jednom z mála států uměle pěstuje.

Alkaloidy jako látky zásadité povahy daly se z rostlinného materiálu poměrně snadno izolovat a jelikož jejich účinky na organismus jsou velmi příznačné, bylo možno je poměrně snadno studovat i farmakologicky. Klasickými metodami organické chemie bylo možno izolovat i některé další skupiny léčivě účinných složek z rostlin, zejména heteroglykosidy. Veliká skupina látek však úsilí chemiků velmi dlouho odolávala a všechny otázky se tu nepodařilo zodpovědět dodnes.

Jsou to těkavé rostlinné oleje, silice, získávané z vonných částí rostlin. I ty jsou známy od pradávna; již staří Římané měli velké výrobny, v nichž se destilací získávaly těkavé oleje pro různé kosmetické přípravky, nápoje i léčiva. Protože se dochovala zpráva, že mistr Angel pěstoval ve své zahradě na Novém Městě heřmánek a pelyněk, lze předpokládat, že i on vyráběl v měděných kotlích z těchto bylin sytě modré silice, které o něco málo později uvádějí německé receptáře.

Hlubší poznání silic však postupovalo velmi zvolna a donedávna se opožďovalo za výzkumem jiných přírodních látek. Silice jsou totiž velmi složité směsi organických látek a získat jednotlivé jejich součásti v čistém stavu je nadmíru obtížné; dlouho se proto nevědělo, které z mnoha jednotlivých složek silic mají léčivé účinky a které případně škodí. Teprve začátkem našeho století se podařilo izolovat některé sloučeniny, u kterých bylo zjištěno jak elementární složení, tak i struktura, jež pak byla v mnoha případech potvrzena syntézou. Nejprve byly prozkoumány monoterpenické uhlovodíky a jejich kyslíkaté deriváty, například mentol a kafr. Pro hlubší poznání terpénů, které tvoří důležitou část rostlinných silic, a to zejména tzv. seskviterpénů vykonal mnoha známý švýcarský chemik Růžička, rodem Jihoslovan, jehož děd pocházel z Čech. Dnes na něm pracuje několik světově proslulých laboratoří a mezi nimi zaujímá čelné místo pražská chemická škola akademika Františka Šorma.

Tato škola, která postupně vyrostla v Chemickém ústavu Čs. akademie věd, je zaměřena jednak na základní výzkum rostlinných látek, zejména struktury terpénů, jednak se zabývá výzkumem léčivých rostlin, pokud jejich účinné principy dosud nejsou známy. Oba směry spolu těsně souvisí, namnoze se prolínají a vzájemně doplňují a opírají se o vyspělou metodickou základnu. Zvládnout moderní metody chemických operací, zdokonalit je a přizpůsobit studovaným problémům, to byl první úkol. Dostat se metodicky na světovou úroveň v oboru, kde se začíná od samých základů a který vyžaduje velmi náročné postupy, není snadné. V Chemickém ústavu se to však skupině vědeckých pracovníků zdařilo v poměrně velmi krátké době. Tak k izolaci jednotlivých složek komplikovaných kapalných směsí byla vypracována kombinace frakční destilace na účinných kolonách ve vakuu s následujícím chromatografickým dělením jednotlivých destilačních frakcí, zpravidla na kysličníku hlinitém. Zní to trochu složitě a složité to také je; avšak na tom, jak dokonale se podaří tyto moderní laboratorní postupy zvládnout, závisí výsledek výzkumu, a tak je nelze zcela obejít.

K dělení součástí silic se užívá též plynové rozdělovací chromatografie a čistota látek se kontroluje mj. papírovou chromatografií. Ve výzkumu se uplatňují též fyzikálně-chemické metody, z nichž byla rozpracována zvláště infračervená spektroskopie. Důsledně byla zavedena laboratorní mikrotechnika, která místo dříve obvyklých gramových množství látek operuje s pouhými miligramy. Při výzkumu silic je to důležité už proto, že výroba některých z nich je značně nákladná; u čerstvých rostlin se výtěžek pohybuje mezi 0,2-0,7 % a u silic získávaných z květů bývá podstatně menší. Na výrobu 1 kg růžové silice je např. zapotřebí asi 2 miliónů růžových květů; u mnohých silic je poměr ještě nepříznivější a přitom právě důležité jejich součásti mohou v nich být přítomny jen v nepatrném množství. Když se měla například studovat struktura faloidinu, což je prudce jedovatá látka z muchomůrky zelené, byl zorganizován sběr této vzácné, ale velmi nebezpečné houby v celé republice. Sešlo se jí 20 kilogramů, faloidinu v nich však bylo všeho všudy 17 miligramů.

Metodické pokroky umožnily pracovníkům Chemického ústavu rychle rozvinout vlastní výzkum, který se zobrazil ve více než 125 vědeckých pracích, zabývajících se strukturou a izolací převážně terpenických látek. Na padesát látek bylo zde poprvé získáno v čistém stavu a téměř u stejného počtu se podařilo získat světové prvenství zjištěním jejich chemické struktury. K zásadně důležitým přínosům náleží zjištění, že příroda je schopna vytvářet vedle běžných pěti až šestičlenných uhlíkatých cyklů i sloučeniny, jejichž struktura je vybudována z kruhů středně velkých. Látky o této struktuře nebyly v přírodě dříve známy, jejich laboratorní syntéza byla velmi obtížná a panovalo přesvědčení, že v přírodě k této syntéze nedochází.

Poprvé se takovou strukturu podařilo prokázat u karyofylenu, který je obsažen např. v silici hřebíčkové a u kterého byl zjištěn devítičlenný uhlíkatý kruh. Následoval objev jedenáctičlenného kruhu u humulenu, vyskytujícího se zejména v silici chmelové, a konečně se podařilo prokázat i existenci kruhu desetičlenného, který tvoří základ struktury germakronu, známého z bulharské zdravcové silice. Teoreticky zajímavé a prioritní poznatky byly získány i při studiu látek obsažených v puškvorcové silici, v silici jalovcové a mrkvové.

Zvláštní pozornost pak byla věnována terpenickým i jiným látkám, obsaženým v rostlinách, užívaných lidovým lékařstvím. Staré, namnoze i zapomenuté recepty se dnes prověřují v mnoha laboratořích; tato cesta se velmi intenzívně sleduje např. v lidové Číně, kde vznikly desítky specializovaných ústavů, zaměřených na vědecké studium drog užívaných starým lékařstvím po tisíciletí. Rovněž škola akademika F. Šorma vychází z názoru, že staré tradice mohou být cenným východiskem soustavného výzkumu a vidí v rostlinném materiálu ještě zdaleka nevyčerpaný zdroj fyziologicky účinných látek. Toto přesvědčení lze podepřít výkladem existence těchto látek v rostlinách, jak jej nedávno formuloval akademik F. Šorm:

„Přítomnost léčivých principů v rostlinném materiálu lze vysvětlit, uvědomíme-li si, že během vývoje živé hmoty na Zemi docházelo k stálému ovlivňování živočišné říše rostlinstvem. Rostliny byly po dlouhou dobu výhradní potravou živočichů a jejich obsahové látky přispívaly nepochybně k formování fyziologických pochodů v živočišném těle i k formování samotného jeho vývoje. Z tohoto hlediska nejsou tedy obsahové látky rostlin živočišnému tělu cizí a na jejich účinek lze pohlížet jako na projev obnoveného ovlivňování živočišného metabolismu látkami, jež v dávné době, třeba i v jiné, jednodušší formě, vykonávaly podobný vliv. V této souvislosti lze poukázat i na funkci některých vitamínů produkovaných rostlinnou říší, nezbytných pro správnou funkci živého organismu. Zatímco u vitamínů jde o stálý metabolický vztah, u rostlinných léků jde o látky, u nichž vztahy mezi výměnou látkovou rostlin a živočichů byly přerušeny. Správnost této koncepce podporuje řada skutečností, především to, že při výzkumu mechanismu účinku některých důležitých rostlinných léčiv byly v mnoha případech pozorovány velmi významné změny v metabolismu živočišných tkání, což samo ukazuje, že zde jde o faktory, jež nějakým způsobem soutěží s některými složkami vlastními živočišnému tělu, snad těmi, které mají nějaký vývojový vztah k aktivním rostlinným principům. Vycházíme-li z této koncepce výskytu a účinku léčivých látek v rostlinné říši, rýsují se při výzkumu léčivých rostlin další nadějné perspektivy.“

Velká pozornost byla v Chemickém ústavu ČSAV věnována pelyňku a heřmánku. Bylo známo, že silice připravené z obou těchto léčivých bylin obsahují chamazulen, který je vlastním nositelem protizánětlivého účinku obou silic. Struktura této látky však známa nebyla a nevědělo se také, jak chamazulen v silici vzniká, neboť v samotné rostlině není obsažen. Klíčem k vysvětlení byl objev skupiny laktonů nového typu, které byly nazvány guajanolidy; vyskytují se v četných složnokvětých rostlinách a u některých z nich se ukázalo, že jsou to látky, z nichž chamazulen vzniká při destilaci s vodní párou. Z pelyňku a později i z heřmánku byl izolován artabsin a matricin, podařilo se prokázat jejich strukturu, vysvětlit, jakým způsobem z nich chamazulen vzniká a to vedlo i k zjištění struktury chamazulenu. Tyto práce vzbudily značnou pozornost na stockholmském chemickém kongresu už roku 1953 a umožnily zavést výrobu léčebných preparátů obsahujících chamazulen. Již delší čas se u nás vyrábí mast Dermazulen, jejíž účinná složka se vyrábí ze silice guajakového dřeva, která se ukázala jako nejlevnější zdroj, mnohem výhodnější než pelyněk a heřmánek. Dermazulen vyniká výraznými protizánětlivými účinky a na klinikách se osvědčil při hojení spálenin, ošetřování kůže poškozené rentgenovým zářením, při léčbě bércových vředů a krom toho se vyznačuje i výtečnými kosmetickými účinky.

Dermazulen je lék obsahující vlastní účinnou složku, izolovanou z rostlinného materiálu v čistém stavu. Chemie léčiv dokáže dnes už dát lékaři do rukou řadu podobných přípravků, přičemž někdy používá látek syntetických, z přírodních látek odvozených. Mnohem častěji však musí medicina ještě používat nejrůznějších chemicky neurčených směsí ve formě rozmanitých extraktů; to má různé nevýhody, neboť lék není možno přesně dávkovat, účinky přípravků se různí, organismus je někdy zatěžován různými látkami, jež doprovázejí vlastní léčivý princip v extraktu atd. Je to způsobeno hlavně tím, že dlouho nebyly po ruce dostatečně účinné a citlivé metody, jimiž by bylo možno jednotlivé složky silic izolovat a identifikovat. Teprve když je základní výzkum zvládl, bylo možno přistoupit k soustavnému rozboru látek obsažených v osvědčených rostlinných drogách; a v Chemickém ústavu ČSAV bylo dosaženo i v tomto směru pozoruhodných výsledků.

Byla studována např. silice pelyňku obecného a v té se vedle sedmi známých složek podařilo prokázat dalších dvanáct, do té doby nepopsaných látek; v extraktu této drogy bylo objeveno šestnáct vesměs krystalických sloučenin, které nebyly do té doby známy a které se podařilo přesně určit.

Důkladně byl prozkoumán také heřmánek pravý, jehož květy slouží od nepaměti k přípravě léčivých odvarů. I zde se podařilo izolovat větší počet dosud nepopsaných složek a určit vlastní biologicky působící složky. Vedle už zmíněných látek, z nichž vzniká chamazulen, byl izolován terpenický alkohol bisabolol, který vykazuje dobré účinky jako možný lék uvolňující křeče, a zejména apigenin, který má obdobné účinky a zavádí se po úspěšných zkouškách do klinické praxe; lze jím např. příznivě působit na dětské bronchiální astma. K jeho výrobě nebude zapotřebí heřmánkových květů, neboť ho lze získat výhodněji z natě petržele.

Z jalovce se podařilo získat účinnou diuretickou složku, která byla objevena v terpenickém alkoholu terpineolu-4. Zjistilo se, že účinek této látky je srovnatelný s jinými léčivy, užívanými při nadměrném hromadění tekutin v těle při srdečních a ledvinových chorobách, přičemž nedochází k nepříznivým vedlejším účinkům, jako je tomu např. u rtuťnatých přípravků. Výzkum se rovněž zabýval kozlíkem lékařským, z něhož byly získány frakce kyselin s uklidňujícími účinky.

Látky izolované z rostlin v Chemickém ústavu ČSAV jsou zkoušeny ve farmakologické laboratoři, která byla u tohoto ústavu vybudována. Fyziologické účinky se tu ověřují na pokusných zvířatech i na izolovaných orgánech a pracuje se tu na metodách, které by umožnily úplné zhodnocení účinků velmi malého množství látek na organismus. Látky, které se osvědčily, jsou potom předávány ke zkouškám na klinikách a v případech, kdy lze uvažovat o zavedení výroby nového léku, jsou výsledky zpravidla ještě rozpracovány ve Výzkumném ústavu léčivých rostlin.

Výzkum rostlinných látek v Chemickém ústavu ČSAV, který rozhojňuje základní vědecké poznatky a dává lékařství nová účinná a vyzkoušená léčiva, má však ještě jeden perspektivní výhled. Zkoumané látky se hromadí v některých částech rostlin jako produkty látkové výměny; jejich význam pro život rostlin však není dosud znám a velmi málo se ví také o tom, jakým způsobem v rostlinách vznikají. Kdyby se podařilo tyto otázky zodpovědět, vznikla by reálná možnost záměrně působit na vývoj rostlin tak, aby se obsah účinných látek v rostlinných částech zvýšil.

Plných šest století uplynulo mezi tím, co mistr Angelus a po něm jeho synovec Ludvík apotekář pěstovali v první pražské botanické zahradě heřmánek, pelyněk i „jiné rozličné koření aromatické“, aby z něho v gotickém domě na Malém rynečku destilovali vonné silice, a mezi tím, co vznikla v Praze vědecká škola, která dokázala objevit a vysvětlit vlastní léčivé principy těchto rostlin. Jen několik málo let však trvalo, než si tato škola získala světovou proslulost. Brzy se dostavily úspěchy na velkých mezinárodních kongresech ve Stockholmu, Curychu, Glasgowě a Paříži, rychle se podařilo proniknout do světové odborné literatury a pamětní kniha ústavu se zaplnila slavnými podpisy, ztvrzujícími slova uznání a chvály. Akademiku F. Šormovi, jenž v poválečných letech školu založil a vtiskl jí původní koncepci i směr, dostalo se už uprostřed díla uznání a poct, jaké jen málokdy završují už konečnou badatelskou dráhu: byl zvolen členem sovětské, německé a maďarské akademie věd, je trojnásobným laureátem státní ceny, nositelem Řádu práce a za práce v oboru přirozených látek byl roku 1958 vyznamenán jako první z vědců socialistického tábora americkou Fritzschovou cenou.

Vybudování této vědecké školy patří nesporně k důležitým úspěchům československé vědy v socialistickém státě, a to i proto, že se tu podařilo získat výsledky, které se dobře uplatňují v praxi. Významné rozhojnění základních vědeckých poznatků o přírodních látkách vedlo také k tomu, že oddělení, které se tímto výzkumem zabývá v Chemickém ústavu ČSAV, je dnes počítáno k nemnoha laboratořím, jež určují vývoj celého oboru.

Ve světě jsou nanejvýš tři čtyři skupiny podobného významu a pražská je na tom dnes přinejmenším tak dobře jako laboratoř na curyšské technice, kde se s izolací a řešením chemické skladby různých složek rostlinných silic po první světové válce začalo.

Miroslav Smetana, XX století, Orbis 1960

Obr. na úvod: Akademik František Šorm v laboratoři