Влияние растений на человека здоровье: Влияние комнатных растений на здоровье человека.

Исследовательская работа «Влияние комнатных растениях на здоровье человека» • Наука и образование ONLINE

Главная Работы на конкурс Предметное образование Естественно-научные дисциплины Исследовательская работа «Влияние комнатных растениях на здоровье человека»

Автор: Крижановская Виктория Ивановна

Место работы/учебы (аффилиация): КОГОБУ для Детей-Сирот СШИ г. Сосновки, Кировская область, 9 класс

Научный руководитель: Есина Надежда Михайловна

С глубокой древности и до наших дней комнатные растения пользуются неизменной любовью у всех народов. Ни мебель, ни картины так не украшают комнату, как комнатные растения. Без них пусто и холодно даже в самой богато обставленной квартире. Их красота и польза делают жизнь человека совершеннее и полнее.

Комнатные растения создают более уютную обстановку, но есть в их присутствии и другая очень важная сторона – живые растения оказывают благотворное, а подчас даже целительное воздействие на наше самочувствие.

Комнатные растения вносят в нашу жизнь разнообразие и гармонию. Ухаживая за ними, человек отвлекается от городской суеты, семейных проблем, неурядиц в быту и на работе. Наблюдая за комнатными растениями, мы учимся и растем вместе с ними, да и просто отдыхаем душой.

Считаю, что тема моего проекта «Влияние комнатных растений на здоровье человека» актуальна, так как современный человек большую часть своего времени проводит в помещении, поэтому его здоровье напрямую зависит от экологической среды в его доме. Для поддержания благоприятных условий необходимы комнатные растения. Из этого вытекает проблема, не все люди знают о влиянии комнатных растений на свое здоровье и зачастую приобретают комнатные растения, которые нельзя содержать в жилых помещениях.

Цель проекта: изучить влияния комнатных растений на здоровье человека.

Задачи проекта:

1. Проанализировать теоретическую литературу по данной теме.
2. Узнать полезные и вредные комнатные растения и их свойства.
3. Изучить историю возникновения комнатных растений.
4. Ознакомиться информацией о влияние комнатных растений на здоровье и психику человека.
5. Провести анкетирование среди учащихся нашей школы о знаниях комнатных растениях.
6. Проанализировать данные опроса.
7. Оформить стенд и интересных свойствах комнатных растений.

Гипотеза: интересные факты о комнатных растениях помогут нам правильно выбрать те растения, которые положительно влияют на наше здоровье и настроение.

Объект: комнатные цветы.

Предмет: влияние комнатных растений на здоровье человека для создания комфортной и здоровой среды для человека.

Методы исследования:

• изучение литературы;
• поиск информации в интернете;
• анализ и синтез опроса учащихся СШИ.

Загрузка…

4″>Проектная работа «Полезные и вредные свойства чая»

Глaвная тема проекта – чай. Чaй – один из самых древнейших нaпитков, который связaн с нaциональной культурой, историческими событиями и трaдициями многих нaродов. Зa 5000 лет существовaния чaя о нем нaписaли много книг, исследовaний, стaтей. Казaлось…

Посмотреть работу

Презентация «Влияние энергетических напитков на организм человека»

Цель моего исследования: показать, что употребление энергетических напитков не являются эффективным средством поднятие жизненного тонуса, доказать, что энергетики оказывают негативное влияние на организм человека. Задачи: Изучить основные компоненты…

Посмотреть работу

Исследовательский проект «Сюрприз для любимой бабушки»

У моей бабушки в 2022 году в январе был юбилей. Готовились заранее решали, что подарить? Этот вопрос мучал и меня. Но когда я в магазине увидела горшки с цветами, пришла идея вырастить цветы самой в домашних условиях. Тем более лучшим подарком на ден…

Посмотреть работу

Проект «Вкусная и полезная микрозелень»

Зимой и в межсезонье люди часто болеют простудными заболеваниями. Нам приходится часто слышать: «Ешьте больше витаминов!». А где же их можно взять в зимнее время года и межсезонье? Цель моего исследования – это выращивание микрозелени в домашних усло…

Посмотреть работу

Проект «Антибиотик. Природный или синтетический?»

В современном мире приём антибиотиков стал настоящей эпидемией. Количество их, производимое фармацевтической промышленностью с каждым годом увеличивается. Однако, антибиотики, полученные в результате химического синтеза, обладают рядом побочных эффек…

Посмотреть работу

4″>Исследовательская работа «Все за водой для здоровья»

Безопасная и доступная вода – важный фактор здоровья людей, независимо от того, используется ли она для питья, бытовых нужд, приготовления пищи. Каждый имеет право на достаточное, непрерывное, безопасное, физически доступное и приемлемое потребление…

Посмотреть работу

Мероприятие завершено

Влияние на здоровье человека комнатных растений. Влияние комнатных растений на здоровье человека

Содержание

1. Влияние на здоровье человека комнатных растений. Влияние комнатных растений на здоровье человека
2. Польза комнатных растений для детей. О пользе комнатных растений
3. Влияние растений на психику человека. Предварительный просмотр:
4. Гортензия влияние на человека. Гортензия древовидная — полезные свойства и применение

Влияние на здоровье человека комнатных растений. Влияние комнатных растений на здоровье человека

Сибилева  А.А. 1 Илюшина  Д.П. 1

---

1 Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Самарской области средняя общеобразовательная школа п. г.т. Волжский

Горяинова  Н.В. 1

---

1 Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Самарской области средняя общеобразовательная школа п.г.т. Волжский

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Обдумывая вопрос озеленения квартиры, класса мы чаще всего обращаем внимание на красоту растения и условия ухода за ним. А может ли растение одним своим присутствием в доме оказывать целительное воздействие на человека? Этот вопрос нас заинтересовал. Мы считаем, что тема «Влияние комнатных растений на здоровье человека» актуальная, так как современный человек большую часть своего времени проводит в помещении, поэтому его здоровье зависит от экологической среды в его доме. Для поддержания благоприятных условий необходимы комнатные растения.

Цель работы: узнать о влиянии комнатных растений на здоровье человека.

Задачи: 1.Прочитать книги о комнатных растениях.

2.Изучить особенности и свойства растений.

3. Провести анкетирование среди учащихся.

Гипотеза : комнатные растения выращивают не только для украшения классных комнат, но и для создания благоприятной атмосферы в них, очищения воздуха

Методы работы: Для достижения поставленной цели мы пользовались такими методами как наблюдение, сравнение, анализ, изучение литературы, анкетирование, фотографирование, работа с источниками информации: интернет

Растения обладающие целительными свойствами

В закрытых не проветриваемых помещениях содержится довольно большое количество углекислого газа. Растения поглощают СО2, а выделяют кислород, насыщая им воздух.

Вокруг нас много предметов, сделанных из токсичных материалов. Все они выделяют вещества, мягко говоря, вредные для нашего организма. Жителям мегаполисов простое проветривание не поможет избавиться от запахов и токсинов, потому что за окном воздух, насыщенный выхлопными газами и выбросами предприятий, в которых содержатся тонкая пыль, тяжелые металлы, сера и другие вещества. Многие растения способны поглощать вредные для человека вещества, а многие виды комнатных растений выделяют в воздух фитонциды – вещества, убивающие микробы.

Современные квартиры полны приборами, дающими электромагнитное излучение – компьютеры, холодильники, микроволновые печи, телевизоры, фены. Его длительное воздействие сказывается на самочувствии вызывая головные боли, бессонницу и усталость. Часть электромагнитного излучения также поглощается нашими зелеными питомцами.

В зимний период радиаторы отопления высушивают воздух в помещении, что плохо отражается на коже и состоянии здоровья в целом. Домашние растения, увлажняют его.

Многие лекарственные растения можно держать дома и использовать для лечения ран, ожогов, простуды и других заболеваний.

Польза комнатных растений для детей. О пользе комнатных растений

1. Конечно, комнатные растения являются натуральным украшением дома или квартиры. Многие из них имеют насыщенный зеленый оттенок листьев, яркие цветы. Психологи утверждают, что именно зеленый цвет очень благотворно сказывается на психике человека. Цвет зелени способен действовать успокаивающе и дарить человеку больше уверенности.
2. Еще в древности было подмечено позитивное влияние различных цветов комнатных растений на психологическое и эмоциональное самочувствие людей. Сегодня даже существует целое направление в психологии, которое называется цветотерапией.
3. Вторым безусловным полезным качеством домашних цветов является их биоэнергетика. Она представляет собой натуральные процессы природы, воздействующие на окружающее пространство в целом. Многие знают, что добрый и позитивно настроенный человек буквально заряжает окружающих своей энергией. При взаимодействии с ним у других людей улучшается настроение, повышается работоспособность. Напротив, злые и негативно настроенные люди словно вытягивают из окружающих принадлежащую им энергию. В результате общения с подобного рода людьми окружающие могут ощутить угнетенность, подавленность, усталость и даже головные боли.
4. У растений же имеется однозначное в этом роде свойство. Комнатные цветы всегда только дарят энергию и никогда не забирают ее у человека. В результате этого, пребывая в помещении, наполненном комнатными цветами, психофизическое состояние у человека нормализуется и улучшается.
5. Комнатные цветы и растения активно влияют и на микроклимат. Находясь в домашней обстановке, нам приходится вдыхать не только частицы пыли, но и так называемые фенолы, являющиеся вредными веществами. Фенолы могут выделяться мебелью, лаками, аэрозолями, средствами для мытья, строительными материалами и другими составляющими на химической основе. Большинство фенолов относятся к разряду канцерогенных. Очевидно, что они негативно сказываются на здоровье человека, в частности на состоянии сердца, сосудов, печени, почек и дыхательной системы.
6. Помимо этого комнатный воздух может содержать большое количество болезнетворных бактерий, грибков плесени и иных вредных микроэлементов. Это в свою очередь может спровоцировать появление у человека астмы или иных вирусных заболеваний. Комнатные растения в этом отношении выступают в качестве настоящих спасителей. Благодаря им воздух в помещении дезинфицируется, очищается и становится более здоровым.

Влияние растений на психику человека. Предварительный просмотр:

Государственное бюджетное специальное (коррекционное) общеобразовательное учреждение для обучающихся, воспитанников с ограниченными возможностями здоровья

специальная (коррекционная) общеобразовательная школа-интернат (VI вида) №49

Санкт-Петербурга «Школа здоровья»

Тема работы: «Влияние комнатных растений на здоровье человека»

Выполнила: ученица 4«Б» класса

Михайленко Алина Евгеньевна

Руководитель – учитель начальных классов

Маркина Татьяна Михайловна

Введение……………………………………………………………………………………..3

Основная часть

I. Растения обладающие целительными воздействиями………………………………….3

II. Растения, которые могут принести вред……………………………………………….4

III. Растения в моем доме и в моем классе………………………………………………. . 5

Вывод…………………………………………………………………………………………7

Приложения………………………………………………………………………………… 8

Список используемой литературы………………………………………………………..16
Введение

С глубокой древности человек жил в союзе с природой. И в современном мире люди стараются не потерять эту связь, озеленяя улицы и свои дома.

Обдумывая вопрос озеленения квартиры, класса мы чаще всего обращаем внимание на красоту растения и условия ухода за ним. А может ли растение одним своим присутствием в доме оказывать целительное воздействие на человека? Этот вопрос меня заинтересовал. Я считаю, что тема «Влияние комнатных растений на здоровье человека» актуальная, так как современный человек большую часть своего времени проводит в помещении, поэтому его здоровье напрямую зависит от экологической среды в его доме. Для поддержания благоприятных условий необходимы комнатные растения.

Цель работы: узнать о влиянии комнатных растений на здоровье человека.

Задачи:

1. Изучить литературу о комнатных растениях.
2. Изучить свойства комнатных растений.
3. Проанализировать состав комнатных растений в классе и дома

Гипотеза: если знать свойства комнатных растений, то их можно правильно распределить в доме и улучшить свое здоровье.

Объект исследования: комнатные растения.

Предмет исследования: свойства комнатных растений, влияющих на здоровье человека.

Методы исследования: изучение литературы, беседы, экскурсии в Ботанический сад.

I. Растения, обладающие целительными воздействиями

«На подоконнике цветы,

Как отзвук солнечного лета,

Как песнь покинувшей весны,

В сиянье зимнего рассвета…»

Народная мудрость гласит: «Кто выращивает цветы, тот несет радость себе и людям». Комнатные растения выращивают в целях декоративного оформления и улучшения экологии помещения.

Специалисты, изучающие влияние комнатных растений на здоровье людей, разделили их на три группы – по преобладающему действию на наш организм.

К первой они отнесли растения, выделяющие большое количество фитонцидов. Они уничтожают бактерии, вирусы, микробы и грибки. В эту группу вошли плющ обыкновенный , туя, аукуба японская, алоэ древовидное, агава американская, опунция, переромия туполистная. .

Во вторую группу попали растения с высокой концентрацией эфирных масел в листьях и побегах; эти вещества повышают сопротивляемость организма человека, восстанавливают и поддерживают его иммунитет, кроме того, улучшают сердечную деятельность, обладают успокаивающими, противовоспалительными и другими лечебными свойствами, укрепляют нашу нервную систему и повышают устойчивость к стрессам. Это цитрусовые растения , мирт обыкновенный, розмарин лекарственный, эвкалипт шаровидный, герань душистая, лавр благородный, инжир …

Третья группа: ее составили так называемые растительные фильтры. В наших квартирах воздух просто кишит зловредными субстанциями. И чем комфортнее становится обстановка и оборудование наших жилищ, тем больше в нем появляется вредных материалов. Источниками губительных химических соединений являются синтетические материалы и бытовая химия. Самый главный отравитель воздуха – формальдегид, но у него есть целое войско союзников. Ухудшить экологию дома может покупка нового дивана, установка стеклопакета, или подвесного потолка, виниловые обои, клеи, лаки, краски, средства для чистки ковров. Радость от покупки или ремонта может смениться головной болью, тошнотой, аллергией, и повышенной утомляемостью. Иногда воздух внутри помещения загрязнен сильнее наружного в 1,5 – 4 раза! Без мощных растительных фильтров нам никак не обойтись. Американские ученые, представители NASA своими исследованиями выделили самых эффектных борцов с вредной химией – это: хлорофитум хохлатый , плющ, сансевьера трехполосчатая (щучий хвост), фикус Бенджамина ,
хамедорея,
монстера
, с
патифиллиум
,
бегония, некоторые виды семейства бромелиевых, дифенбахия пятнистая, и другие растения с плотными кожистыми листьями.

Гортензия влияние на человека. Гортензия древовидная — полезные свойства и применение

Корень гортензия входит в состав БАД Юрай (Уро Лакс) , производимого по международному стандарту качества GMP для лекарственных средств.

Название «hydrangea» в переводе с греческого означает «водяной сосуд», и отражает не только любовь гортензии древовидной к воде, но и её благотворное воздействие на организм человека – нормализацию водно-солевого обмена.

Корень гортензии древовидной с древних времен использовался в медицине при воспалительных заболеваниях мочевыделительных органов. Экстракт корня обладает мягким мочегонным и ранозаживляющим свойством, оказывают очищающее воздействие на мочеполовую систему, способствуют выведению из организма вредных веществ, уменьшению отеков.

Активные вещества гортензии древовидной способствуют выведению из организма мочевой кислоты, препятствуя отложению песка и камней в мочевыводящих путях, оказывают антимикробное действие.

Гортензия снимает спазмы в органах мочевыделения, обеспечивая обезболивающий эффект. Корень применяется также для облегчения предменструального синдрома. Гортензия древовидная прекрасно зарекомендовала себя в качестве вспомогательного средства для облегчения состояния при заболеваниях предстательной железы. Гортензия древовидная оказывает тонизирующее воздействие на почки, улучшает их функцию.

Гортензия древовидная применяется при:

• желчекаменной болезни
• хроническом пиелонефрите
• камнях в почках
• хроническом цистите
• заболеваниях суставов
• хронических воспалениях женской половой сферы
• отеках и ожирении
• заболеваниях предстательной железы

Противопоказания . Многократная передозировка препаратов, содержащих корень гортензии, может вызвать головокружение, тошноту.

Гортензия древовидная (гидрангия) — это листопадный кустарник семейства Гортензиевые с ажурной кроной и пышными соцветиями. В диком виде произрастает в Северной Америке, а в других странах культивируется. Гортензия популярна в садоводстве и флористике благодаря своим декоративным свойствам. Также это растение довольно широко применяется в народной медицине.

Влияют ли комнатные растения на здоровье?

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Содержание комнатных растений и уход за ними могут:

• Уменьшить психологический и физиологический стресс.
• Улучшить восстановление после операции.
• Повышение внимания и концентрации.
• Повышение креативности и продуктивности.

В нашем современном обществе, где кажется, что все происходит все быстрее и быстрее, многие ощущают пагубные последствия стресса и беспокойства; однако, по-видимому, это число увеличилось с начала пандемии COVID-19.пандемия. Весной и летом 2020 года многие жители Квебека воспользовались прекрасной погодой, чтобы зарядиться энергией на природе, посетив парк, кемпинг, прогулявшись по лесу или арендовав коттедж в сельской местности. По мере приближения зимы контакты с зеленью становятся все реже, а поездки в регионы с более теплым климатом опасны и настоятельно не рекомендуются органами общественного здравоохранения. Помимо прогулок по нашим прекрасным хвойным лесам, единственным возможным контактом с зеленью в течение этой долгой зимы будут зеленые растения, о которых мы заботимся в наших домах. Комнатные растения украшают наши дома и придают им естественный вид, но доказано, что они благотворно влияют на наше физическое и психическое здоровье.

Снижение стресса
Систематический обзор в 2019 году выявил около 50 исследований психологических преимуществ комнатных растений, большинство из которых были среднего качества. Наиболее заметное положительное влияние комнатных растений на участников — усиление положительных эмоций и уменьшение отрицательных эмоций с последующим уменьшением физического дискомфорта.

В ходе рандомизированного контролируемого перекрестного исследования молодых людей настроение участников улучшилось больше после пересадки комнатного растения, чем после выполнения задания на компьютере. Кроме того, диастолическое кровяное давление участников и активность симпатической нервной системы (физиологическая реакция на стресс) были значительно ниже после пересадки растения, чем после выполнения компьютерного задания. Эти результаты показывают, что взаимодействие с комнатными растениями может снизить психологический и физиологический стресс по сравнению с умственными задачами.

Растения в офисе
В 2020 году японская команда провела исследование влияния растений на рабочем месте на уровень психологического и физиологического стресса работников. На первом этапе исследования (1 неделя) рабочие работали за своими столами без растения, а на этапе вмешательства (4 недели) участники могли видеть и ухаживать за комнатным растением, которое они могли выбирать из шести различных типов. (бонсай, тилландсия, эхеверия, кактус, лиственное растение, кокедама ). Участникам было предложено сделать трехминутный перерыв, когда они почувствуют усталость, и измерить пульс до и после перерыва. Во время этих трехминутных перерывов рабочие должны были смотреть на свои столы (с комнатным растением или без него). Исследователи измерили психологический стресс с помощью опросника State-Trait Anxiety Inventory (STAI). Таким образом, участие участников было как пассивным (наблюдение за растением), так и активным (полив и уход за растением).

Психологический стресс, оцениваемый с помощью STAI, был значительно, хотя и умеренно, ниже во время вмешательства в присутствии комнатного растения, чем в период без растения. Частота сердечных сокращений у большинства пациентов (89%) достоверно не отличался до и после процедуры, при этом он снизился у 4,8% участников и увеличился у 6,3% пациентов. Следует сделать вывод, что вмешательство не повлияло на частоту сердечных сокращений, являющуюся показателем физиологического стресса, хотя и несколько уменьшило психологическое напряжение.

Исследование 444 сотрудников в Индии и США показало, что офисная среда, включающая такие природные элементы, как комнатные растения и естественное освещение, положительно влияет на удовлетворенность работой и вовлеченность. Эти естественные элементы, по-видимому, действуют как «буферы» против последствий стресса и беспокойства, вызванных работой.

Восстановление после операции
Согласно исследованию, проведенному в больнице в Корее, комнатные растения помогают пациентам восстановиться после операции. Восемьдесят женщин, выздоравливающих после тиреоидэктомии, были случайным образом распределены в комнату без растений или в комнату с комнатными растениями (листва и цветение). Данные, собранные для каждого пациента, включали продолжительность пребывания в стационаре, использование анальгетиков для контроля боли, жизненно важные показатели, интенсивность воспринимаемой боли, тревоги и усталости, индекс STAI (психологический стресс) и другие опросники. Пациенты, которые были госпитализированы в палаты с комнатными растениями и цветами, имели более короткое пребывание в стационаре, принимали меньше обезболивающих, меньше испытывали боль, беспокойство и утомляемость, у них было больше положительных эмоций и большая удовлетворенность своей палатой, чем у пациентов, которые восстановились после операции в палате. комната без растений. Те же исследователи провели аналогичное исследование у пациентов, выздоравливающих после аппендэктомии. Опять же, пациенты, у которых в комнате были растения и цветы, выздоравливали после операции лучше, чем те, у кого в комнате не было растений.

Улучшение внимания и концентрации
Двадцать три ученика начальной школы (в возрасте 11–13 лет) участвовали в исследовании, в котором их поместили в комнату с искусственным растением, настоящим растением, фотографией растения или без него. вообще посадить. Участники носили беспроводное электроэнцефалографическое устройство в течение трех минут воздействия различных раздражителей. Дети, которые находились рядом с настоящим растением, были более внимательны и лучше концентрировались, чем дети из других групп. Кроме того, присутствие настоящего растения ассоциировалось с улучшением настроения в целом.

Производительность
Поперечное исследование 385 офисных служащих в Норвегии выявило существенную, хотя и очень скромную, связь между количеством растений в их офисе и количеством больничных дней и производительностью. Работники, у которых в офисе было больше растений, брали немного меньше больничных и были немного более продуктивны на работе. В другом исследовании американских студентов попросили выполнить компьютерные задания с комнатными растениями или без них в комнатах без окон. В присутствии растений участники были более продуктивны (на 12% быстрее выполняли задания) и меньше подвергались стрессу, поскольку их кровяное давление было ниже, чем в отсутствие комнатных растений.

Как насчет качества воздуха?
Растения очищают воздух в наших домах? Это интересный вопрос, поскольку мы проводим много времени во все более герметичных домах, а материалы и наша деятельность (например, приготовление пищи) выделяют загрязняющие вещества, такие как летучие органические соединения (ЛОС), окисляющие соединения (например, озон) и мелкие частицы. Исследование НАСА показало, что растения и связанные с ними микроорганизмы в почве могут снизить уровень загрязняющих веществ в небольшой герметичной экспериментальной камере. Наблюдаются ли эти благоприятные результаты, полученные в лаборатории, в наших домах, школах и офисах? Некоторые исследования (например, это) заключают, что растения снижают концентрацию CO ₂ , ЛОС и мелкие частицы (PM ₁₀ ). Однако эти результаты были поставлены под сомнение исследователями (см. это исследование), которые подвергают сомнению методологию, использованную в предыдущих исследованиях, и считают, что растения неэффективны для улучшения качества воздуха в помещениях наших зданий. По мнению этих исследователей, было бы лучше сосредоточить исследовательские усилия на других технологиях очистки воздуха, а также на благотворном влиянии растений на здоровье человека.

Заключение
Комнатные растения полезны для здоровья, снижая психологический и физиологический стресс. Владение растениями и уход за ними могут улучшить настроение, повысить внимание и концентрацию. Потребуются новые, более мощные и лучше контролируемые исследования, чтобы лучше идентифицировать и понять влияние растений на здоровье человека.

Растения для здоровья человека: экологическая биотехнология и синтетическая биология | Журнал экспериментальной ботаники

Статья журнала

Тесса Мозес,

Тесса Мозес

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

пабмед

Google ученый

Ален Гуссенс

Ален Гуссенс

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

пабмед

Google ученый

Journal of Experimental Botany , том 68, выпуск 15, 9 сентября 2017 г. , страницы 4009–4011, https://doi.org/10.1093/jxb/erx268

Опубликовано:

04 сентября 2017 г.

PDF

Фильтр поиска панели навигации

Journal of Experimental BotanyЭтот выпускНауки о растениях и лесоводствоКнигиЖурналыOxford Academic
Термин поиска мобильного микросайта

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации

Journal of Experimental BotanyЭтот выпускНауки о растениях и лесоводствоКнигиЖурналыOxford Academic
Термин поиска на микросайте

Расширенный поиск

Функциональные продукты, флавоноиды, натуральные продукты, секвенирование нового поколения, фитохимические вещества, синтетическая биология, транспортеры, функциональные продукты, флавоноиды, натуральные продукты, секвенирование нового поколения, фитохимические вещества, синтетическая биология, транспортеры

Концепция выращивания растений для здоровья и общего самочувствия человека, а не только для употребления в пищу, меняет представление людей о биотехнологии растений и синтетической биологии. Возрождение давно забытой связи между растениями и здоровьем дало начало новому поколению растительной терапии, которая включает в себя пищевые добавки, функциональные продукты питания, фармацевтические препараты и многокомпонентные лекарственные смеси. Технологические и методологические достижения сделали открытие, проверку и производство ценных фитохимических веществ реальностью, а ботаническая терапия достигла совершеннолетия.

Растения являются неотъемлемой частью благополучия человека. В дополнение к их очевидной питательной ценности, на протяжении веков они также использовались из-за их целебных свойств. Части растений, зелья и порошки использовались и продолжают использоваться в традиционной медицине рядом племен с разной степенью успеха для повышения бодрости, а также для предотвращения и лечения болезней. Археологические данные свидетельствуют об использовании людьми растений в лечебных целях в эпоху палеолита, причем первые письменные свидетельства относятся к шумерам (Sumner, 2000).

К 21 веку фармацевтическая промышленность в основном заменила натуральные растительные экстракты химически синтезированными молекулами для профилактики и лечения заболеваний. С введением лекарств в форме легко потребляемых «таблеток» легко отделить растения от здоровья и, таким образом, упустить из виду многие современные лекарства, которые все еще содержат фитохимические вещества в их естественной форме или в виде производных. До 20 века растительные экстракты регулярно проверялись на наличие новых фармацевтически активных соединений, которые затем выделялись из местных растений. Акцент фармацевтической промышленности затем сместился на синтетическое производство этих натуральных продуктов и их использование в качестве шаблонов для создания структурных аналогов в качестве средства получения новых химических соединений с желаемой эффективностью.

Богатство и разнообразие новых лекарств, которые могут быть получены из растений, также столкнулись с конкуренцией со стороны областей комбинаторной химии (Pandeya and Thakkar, 2005; Liu et al. , 2017) и компьютерного дизайна лекарств (Sliwoski ). и др. , 2014). Можно утверждать, что несколько лет биоразведки привели к выявлению наиболее важных и относительно распространенных растительных природных соединений, имеющих фармацевтическую ценность. Однако возможно, что некоторые ценные соединения растительного происхождения с фармакологической активностью до сих пор остаются неоткрытыми либо потому, что они производятся на труднодоступных растениях, либо из-за отсутствия передовых методологий (Mendelsohn and Balick, 19).95; Ван Вик, 2015). Все живые виды растений в мире вместе взятые способствуют большему химическому разнообразию биологически активных соединений, чем любая созданная человеком химическая библиотека, и поэтому поиск новых растительных молекул сегодня потребует более сложных подходов к открытию.

Предполагается, что регулярное потребление определенных фруктов и овощей снижает риск хронических заболеваний, таких как рак, диабет, сердечные заболевания и ожирение, и действует как лекарственная пищевая терапия (Мартин 9).0031 и др. , 2013). Флавоноиды составляют один такой класс фитохимических веществ, которые обычно встречаются во фруктах, овощах и некоторых напитках, включая вино. Флавоноиды представляют собой полифенольные соединения с полезными для здоровья биохимическими и антиоксидантными эффектами, которые полезны для применения в нутрицевтиках, фармацевтике и косметике. Этот широко распространенный класс специализированных метаболитов растений включает более 8000 соединений, имеющих общую дифенилпропановую основу; они обнаружены в нескольких частях растения и обычно считаются цветочными пигментами (Panche и др. , 2016). Подсчитано, что западное население ежедневно потребляет 20–50 мг этих соединений в своем рационе. Тоге и др. (2017 г.) представляет собой обзор химического разнообразия флавоноидов среди видов растений и демонстрирует влияние технических достижений на улучшение фитохимической инвентаризации растений, уделяя особое внимание модельному растению Arabidopsis и культурным растениям томата, кукурузы, риса и бобы. Повышение доступности полногеномного секвенирования вместе с обратной генетикой и молекулярным фенотипированием в значительной степени способствовало современному пониманию метаболических сетей флавоноидов (Tohge 9).0031 и др. , 2017). Данные, полученные в результате проекта «1001 геном арабидопсиса» и проекта «1000 растений», обогатят взаимосвязь между структурой и функцией флавоноидов, что принесет пользу трансляционным исследованиям в будущем.

Появление быстрых и экономичных технологий секвенирования следующего поколения произвело революцию в изучении геномики и молекулярной биологии немодельных растений, которые ранее считались недоступными. Эти высокопроизводительные платформы позволяют нам изучать уникальную структурную организацию генов и регуляторные механизмы, лежащие в основе паттернов экспрессии генов, создавать каталоги специализированного метаболизма на уровне видов и проводить эволюционный анализ генов, ферментов и путей у разных видов (Унамба 9).0031 и др. , 2015). Увеличение доступности данных геномного секвенирования также пролило свет на явление слияния генов в биосинтезе натуральных растительных продуктов. Hagel and Facchini (2017) всесторонне описывают слияния генов, участвующие в метаболизме растений, обсуждают возможные механизмы их происхождения с эволюционной точки зрения, исследуют влияние событий слияния на метаболизм и обрисовывают потенциальное использование слияний генов в биотехнологии (Hagel and Facchini, 2017). Факкини, 2017).

Постоянно растущие технологические достижения в современной биотехнологии сегодня позволяют точно создавать новые признаки у растений за короткое время, в отличие от традиционной селекции растений. Система CRISPR/Cas позволяет создавать растения без остаточной экзогенной ДНК, что выгодно для одобрения конечного продукта Министерством сельского хозяйства США. Достижения в области технологий и методологий революционизируют проектирование промышленных предприятий на нескольких уровнях. Ларсен и др. (2017) представляют интересные новые достижения в функциональной характеристике транспортеров, белков, являющихся неотъемлемой частью клеточной функции. Используя комбинацию из in silico , скрининги, управляемые функциями и фенотипами, несколько переносчиков растений были идентифицированы и функционально охарактеризованы у разных видов растений (Larsen et al. , 2017). Хотя транспортные белки не являются основными инженерными мишенями для улучшения свойств растений, они предлагают инновационные инженерные приложения для повышения урожайности и производительности растений в условиях стресса, что представляет интерес с сельскохозяйственной точки зрения. Фактически, данные секвенирования следующего поколения обогатили наше понимание естественного генетического разнообразия переносчиков растительных мембран и позволили сконструировать их на сельскохозяйственных культурах, таких как пшеница и рис, для устойчивого производства продуктов питания даже в суровых условиях окружающей среды (Schroeder 9). 0031 и др. , 2013).

Моисей и др. (2017 г.) представляют собой систематическое руководство по проектированию биоперерабатывающих заводов из одноклеточных шасси с использованием рациональных принципов проектирования, подчеркивая при этом, что выбор шасси является ключевым фактором успешного проектирования (Moses et al. , 2017). Нельзя не упомянуть, что синтетическая биология упростила и сделала достижимой разработку и создание новых биологических систем для поиска и производства новых биоактивных веществ, пищевых добавок, ароматизаторов, диетических добавок и многих других ценных химических веществ.

Доступность и постоянно растущая чувствительность этих методов сделали возможным секвенирование немодельных, трудно культивируемых и медленно растущих растений. Индексация видоспецифичных фитохимических сигнатур позволит в будущем проводить эффективную рациональную биоразведку. Наряду с хорошей каталогизацией фитохимических веществ также пришло время расширить наборы инженерных инструментов как для биотехнологии растений, так и для синтетической биологии, включив в них менее очевидные молекулярные мишени. Например, инженерия экспортеров в микроорганизмах, очевидно, облегчит экспорт продукта из клетки, но, кроме того, может также обойти ингибирование по принципу обратной связи и токсичность, связанную с соединением, что, в свою очередь, может увеличить выход и обеспечить рентабельную последующую очистку. продукт.

Вставка 1. Возрождение давно забытой связи между растениями и здоровьем

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Серьезной задачей для фитохимической терапии по-прежнему является интеграция открытия сложных путей биосинтеза с более точной характеристикой молекулярных мишеней для профилактики и лечение сложных заболеваний. Аналогичным образом, оценка совместимости многофункциональных фитохимических веществ и сложных многокомпонентных растительных экстрактов для лечения конкретных заболеваний является сложной задачей. Тем не менее, рассмотрение использования натуральных продуктов в функциональных лекарственных продуктах в качестве средства профилактики заболеваний, а не лечения, вполне возможно. По мере того, как все более популярными становятся комплексные подходы к профилактике и лечению болезней, убедить потребительский рынок сделать выбор в пользу полезных для здоровья продуктов питания может оказаться проще, чем предполагалось в настоящее время. Растения легко представляют собой наиболее распространенный возобновляемый источник ценных соединений, поскольку они эволюционировали, чтобы эффективно синтезировать ряд сложных природных продуктов. Кроме того, рост стоимости энергии и химического сырья, а также экологические проблемы выбросов углекислого газа наносят ущерб фармацевтическому производству растительных соединений. Результат значительных достижений в области метаболической инженерии, синтетической биологии, геномики, протеомики, функциональной и молекулярной характеристики, а также фармацевтического или нутрицевтического скрининга открывает путь для ботанической терапии. Прогнозируется, что в будущем фермеры, которые адаптируют свои методы ведения сельского хозяйства для выращивания сельскохозяйственных культур, укрепляющих здоровье, а не обеспечивающих калории, получат прибыль, и в результате планета может стать зеленее и здоровее.

,

Facchini

PJ

.

2017

.

Завязывая узел: возникновение и возможное значение слияния генов в метаболизме растений и за его пределами

.

Журнал экспериментальной ботаники

68

,

4029

–

4043

.

Ларсен

Б

,

Сюй 9.

2017

.

Достижения в методах идентификации и характеристики функции транспортера растений

.

Журнал экспериментальной ботаники

68

,

4045

–

4056

.

Лю

Р

,

Ли

Х

,

Лам

КС

.

2017

.

Комбинаторная химия в открытии лекарств

.

Актуальное мнение по химической биологии

38

,

117

–

126

.

Мартин

С

,

Чжан

Y

,

Тонелли

С

5 0

,

002 К

.

2013

.

Растения, питание и здоровье

.

Ежегодный обзор биологии растений

64

,

19

–

46

.

Мендельсон

Р

,

Балик

МДж

.

1995

.

Стоимость необнаруженных фармацевтических препаратов в тропических лесах

.

Экономическая ботаника

49

,

223

–

228

.

Моисей

T

,

Mehrshahi

P

,

Smith

AG

,

Goossens

A

.

2017

.

Подходы синтетической биологии к получению растительных метаболитов в одноклеточных организмах

.

Журнал экспериментальной ботаники

68

,

4057

–

4074

.

Панче

AN

,

Диван

AD

,

Чандра

SR

.

2016

.

Флавоноиды: обзор

.

Journal of Nutritional Science

5

,

1

–

15

.

Пандея

SN

,

Таккар

D

.

2005

.

Комбинаторная химия: новый метод открытия лекарств и их применение

.

Индийский химический журнал

44

,

335

–

348

.

Schroeder

JI

,

Delhaize

E

,

Frommer

WB

и др.

2013

.

Использование мембранных транспортеров для улучшения урожая для устойчивого производства продуктов питания

.

Природа

497

,

60

–

66

.

Sliwoski

G

,

Kothiwale

S

,

Meiler

J

,

Lowe

EW

Jr.

2014

.

Вычислительные методы открытия лекарств

.

Фармакологические обзоры

66

,

334

–

395

.

Самнер

Дж

.

2000

.

Естественная история лекарственных растений

.

Портленд, Орегон

:

Лесопресс

.

Тоге

т

,

де Соуза

LP

,

Ферни

AR

.

2017

.

Современные представления о путях биосинтеза флавоноидов в модельных и сельскохозяйственных растениях

.

Журнал экспериментальной ботаники

68

, 4013–4028.

Унамба

КИ

,

Наг

А

,

Шарма

РК

.

2015

.

Технологии секвенирования следующего поколения: дверь в неизведанную геномику немодельных растений

.

Границы науки о растениях

6

,

1074

.

Ван Вик

БЭ

.

2015

.

Обзор коммерчески важных африканских лекарственных растений

.

Журнал этнофармакологии

176

,

118

–

134

.

© The Author, 2017. Опубликовано Oxford University Press от имени Общества экспериментальной биологии.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что оригинальная работа правильно цитируется.