本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
植物通常被视为景观中静态的背景组成部分。它们生长并变得更大，也许在秋天会改变颜色，但在不经意的观察者看来，它们并不比周围的岩石更有活力。令人遗憾的是，很多人都持有这种常见的观点，因为植物可以像动物生命一样充满活力和动态。
有趣的是，植物已经进化出多种生化防御机制来应对它们固着生活的限制。当动物受到攻击时，它可以战斗或逃跑，而当植物受到攻击时，它也会反击，只是在一个全新的层面上。
植物在其防御中最常用的分子类型被称为次生代谢物，因为它们是使用补充反应制成的，这些反应通常是途径的延续。在代谢过程中，光合作用反应使植物能够以葡萄糖的形式获取化学储存的能量。然后，当植物需要能量用于细胞生长、发育和修复时，葡萄糖在呼吸作用过程中被分解。
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从复杂的代谢反应中产生的化合物也可以进一步修饰成适应性变体，通常是物种特有的。例如，乌头植物乌头产生的强效神经毒素乌头碱，来源于萜烯，萜烯是一种代谢产物，可作为许多其他化合物的前体（Stewart 2009）。
当然，植物产生的许多化合物，无论是次生的还是其他的，当从植物系统环境中取出时，仍然非常有益。我们总是被提醒要多吃水果和蔬菜，因为它们富含必需维生素。嗯，植物根本不在乎这些分子恰好能让我们保持健康。对于它们来说，维生素K族是作为光合作用机制的关键组成部分而产生的。维生素C族在叶绿体中作为一种强大的还原剂，帮助修复光合作用引起的氧化应激。这种氧化能力被食用植物的动物所篡夺，并用于类似的修复情况（引文）。
另一种熟悉的分子，β-胡萝卜素，是一种主要的捕光化合物，它可以帮助植物捕获太阳能，同时防止过多的能量损害细胞。一旦被食用，这种植物分子可以被分解并用于帮助合成维生素A，而维生素A是正常视力所必需的（Cazzonelli 2011）。
像基本的光合作用机制一样，其他在我们的文化中变得无处不在的代谢物可能对植物有完全不同的作用。咖啡因和尼古丁的产生都是因为它们对昆虫和寄生虫是致命的，因为我相信植物没有理由熬夜。
当然，如果不向药用植物成功的典型代表致敬，这份报告就不完整：阿司匹林，或水杨酸。水杨酸由柳属植物（包括柳树）的成员产生，实际上是树木用来诱导全身抗病性的激素。这意味着即使树木只在一个特定区域受到攻击，整棵树也会变得具有抗性（Taiz and Zeiger 2010）。
因此，植物可以产生许多超出其产生糖/照顾光合作用机制的目标的物质，这些化合物可以为操纵人体生物化学提供一系列可能性。这意味着存在一个潜在的金矿，其中蕴藏着等待从自然界中收获的化学疗法。从植物中分离出的化合物可以随后进行修饰以提高其有效性，就像阿司匹林的情况一样。
与其他药物开发方法相比，天然产生的化合物可能成为更好的治疗候选药物有几个原因。第一个原因与开发过程有关。制造新药的一种方法是修改市场上已有的化合物，例如提高其靶向特定组织的能力，或减少当前的副作用。虽然比从头开始容易，但这种方法仍然具有固有的局限性。
然而，在没有先前知识从何开始的情况下，试错法可能会令人沮丧且成本高昂。这就是植物发挥作用的地方，因为人类文明已经使用了草药疗法数个世纪；我们可能已经偶然发现了不同植物物种产生的生理效应。简单地回顾我们的历史可以启发药物开发人员进入癌症研究的下一步。
天然化合物优于合成药物开发的另一个优势是，通常有更多关于治疗长期效果的数据。一种全新的化合物刚从实验室出来，对于它到底有什么作用将完全是一个谜。这并不是说它不会经过彻底的测试，可能会持续十年或更长时间，但我们如何知道该药物可能产生的超出此范围的效果呢？也许在生命早期使用的药物会在个体达到五六十岁或更大年龄时产生不利影响。相反，对于植根于制造先前文明历史上使用的物质的药物开发项目，我们可能已经记录了长期效果。安第斯山脉的古代印加人以咀嚼古柯叶来预防高原反应而闻名；这可能是一种潜在的止吐疗法。
尽管有这些好处，但以研究治疗化学的方式进行植物研究是很困难的，因为毕竟，这些都是活的有机体。过去，当确定某种化学物质不可能从植物物种中分离出来时，调查某种天然化合物潜力的研究项目可能会被撤回所有资金。尽管这个概念令人失望，但出于几个原因，它是有道理的。
一种生长缓慢的植物，如树木，可能无法充分繁殖以跟上对其产生的药物的需求。用于“种植药物”的合适土地面积可能很稀缺，因为农业产业已经在为粮食供应而挣扎。还存在物种保护问题。例如，紫杉醇的例子，紫杉醇是一种紫杉树产生的潜在抗癌剂，只能通过收获树皮来获得。幸运的是，该化合物在物种被修剪至灭绝之前被分离出来。
天然产物的另一个复杂之处在于，植物化合物通常与生物体内的其他生物活性化学物质同时起作用。人们经常发现，某些活性成分可能需要激活剂或复合物才能发挥作用。话虽如此，仅仅纯化单一成分并在其生物学背景之外进行测试可能是不够的。对于人们在保健品商店或当地药房的货架上可以找到的天然化合物，片剂通常以“粗提物”的形式存在。这意味着活性成分没有从周围的植物物质中完全纯化出来。就需要激活剂的化合物而言，这可能是更好的选择，但这仍然使完全合成的目标复杂化。
然而，现代医学正开始转向天然产物的潜力，因为研究人员意识到没有理由盲目摸索。欧洲围绕转基因生物的争议导致许多国家采用天然产物作为替代品。然而，即使植物化学药物和完全合成药物之间存在所有这些独特的优势，重要的是我们要消除天然化合物在某种程度上比主流药物“更安全”的神话。
根据生命力的历史概念，所有生物都拥有一种超出科学检测范围的“生命力”。这一理论很久以前就被著名的实验驳斥了，这些实验证明生命不是由生命力产生的，但这个概念仍然存在，并且在应用于天然产物时，采取了一种更间接的形式。
通常，支持者认为天然存在的化合物更安全，副作用更少，或者在一般情况下，总是比在实验室中炮制出来的任何东西都更有效的选择。然而，化学物质就是化学物质，与来源无关。也就是说，仅仅因为一瓶纯水杨酸是从植物物质样本中生化提取和纯化的，并不会使其比人工合成的水杨酸更优越或以某种方式不同。这两种化合物对人体的影响是相同的。天然产物更安全的误解实际上是非常危险的，因为天然药物中发现的活性成分可能是有毒的，因此必须像任何其他药物一样受到严格的监管和测试。
目前食品和药物管理局（FDA）监管不足是令人憎恶的，这很可惜，因为它导致天然来源的产品在医学领域获得了“替代医学”的恶名。在考虑政府监管时，让我们以头痛药泰诺为例。这是一种主流止痛药，在大多数家庭中都可以找到，并且在适当剂量下通常是安全的。
然而，如果泰诺的生产不受监管，并且在一个商店购买的一瓶可能没有活性成分，而另一个商店的库存可能包含两倍于广告量的成分，会发生什么？消费者永远无法确定他或她得到了什么，并且服用剂量是适当剂量数倍的药丸可能是致命的。同样，如果泰诺没有经过彻底的研究会怎样？标签在副作用、适当剂量或有关患有某些疾病的人的信息方面可能不足。
如果这些假设的情况成为常态，那么根据主流医学，泰诺根本不会被认为是安全的，但实际上它可能是一种有效的化合物。我认为，天然产品行业背后薄弱的监管严重限制了制药行业的发展。
尽管目前情况如此，但实际上有很多药用植物产品被证明非常有效，以至于它们融入了主流医学的进程。也就是说，许多医生不屑一顾的贬义标签，例如“替代医学”和“顺势疗法”，认为它们是一些未经检验的网络谣言，已经与它们脱离了关系。在医疗行业层面，问题的关键在于，如果药用植物研究做得好，最终的产品不应该被贴上“替代医学”的标签。毕竟，没有人会认为阿司匹林是一种替代性的家庭疗法。
参考书目
卡佐内利，克里斯托弗·I.“自然界中的类胡萝卜素：来自植物及其他领域的见解。”功能植物生物学 38 (2011): 833-847。
斯图尔特，艾米。邪恶的植物。纽约州纽约市：工人出版社，2009 年。
泰兹，林肯和爱德华多·蔡格。植物生理学。第五版。马萨诸塞州桑德兰：Sinauer Associates, Inc.，2010 年。