Учебное пособие составлено в соответствии с гос специальности 060108 «Фармация» ина основании программы по фармакогнозии для студентов фармацевтических вузов (факультетов), 2002 г



страница2/10
Дата24.04.2016
Размер1.61 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ И ЖИВОТНЫЕ ИСТОЧНИКИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
Терапевтическая ценность лекарственных растений и животных определяется входящими в их состав биологически активными веществами. К последним относятся все вещества, способные оказывать влияние на биологические процессы, протекающие в организме. За долгую историю поисков и практического использования таких веществ накопились сведения о биологической активности большого числа химических соединений с полностью или частично установленной структурой. Только фармакологическая активность, если судить по различным справочникам и фармакопеям, описана примерно у 12 тыс. различных соединений. Для части из них известна также и физиологическая система организма или орган — мишень действия. В значительно меньшем объёме известны те биохимические или молекулярно-биологические процессы, на которые действуют эти вещества.

Лекарственные растения и отчасти лекарственные животные — это совершенно особый объект изучения, ибо любой из них представляет собой достаточно сложную лабораторию, в которой синтезируются одновременно сотни, если не тысячи, биологически активных веществ. Этим и объясняется так называемый шрапнельный эффект, т.е. эффект множественного воздействия на различные системы и органы, нередко возникающий в процессе лечения. Дополнительное изучение, казалось бы, вполне изученных и давно использующихся лекарственных растений иногда позволяет выявить новый аспект их биологической активности. Лекарственные животные существенно отличаются от растений тем, что у высокоорганизованных их представителей значительно меньше продуктов вторичного метаболизма. Этому существует значительное число предпосылок, которые широко обсуждались в научной литературе. Однако современные методы анализа позволяют открыть многие аспекты химии первичных метаболитов, которые, как оказывается, существенно влияют на многие биологические процессы человека.

В связи с множественным лечебным эффектом лекарственных растений в известной степени условным оказывается понятие так называемых действующих веществ. Суть этого понятия, ранее, да и в настоящее время широко используемого в фармакогнозии и фармакологии, достаточно «прозрачна» и, по-видимому, не требует специальных пояснений. Сохранение термина действующие вещества необходимо главным образом для удобства классификации лекарственного растительного и животного сырья, где последнее нередко группируется по компонентам, проявляющим наиболее выраженную физиологическую активность.

Ещё более устаревшими оказываются понятия сопутствующих и балластных веществ. Сопутствующими веществами в фармакогнозии ранее называли продукты первичного или вторичного обмена (метаболизма), содержащиеся в лекарственных растениях наряду с действующими веществами. Их фармакологический эффект значительно менее выражен, чем у последних, но присутствие нередко способствует пролонгированию лечебного эффекта, часто усиливает и ускоряет его наступление и т.д. С другой стороны, сопутствующие вещества могут проявлять и отрицательные свойства, что побуждает нередко освобождаться от них в ходе приготовления из растительного и животного сырья лекарственных средств.

Достаточно близко понятию сопутствующих веществ понятие балластных веществ, встречающееся в старых руководствах по фармакогнозии. Балластными веществами называли соединения, с которыми не связана терапевтическая активность того или иного лекарственного растения или животного. Однако нередко они затрудняют изготовление или поддержание стабильности лекарственных форм.


ПЕРВИЧНЫЙ И ВТОРИЧНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ,

ПРОДУКТЫ ПЕРВИЧНОГО И ВТОРИЧНОГО

МЕТАБОЛИЗМА
Под метаболизмом, или обменом веществ, понимают совокупность химических реакций в организме, обеспечивающих его веществами для построения тела и энергией для поддержания жизнедеятельности. Часть реакций оказывается сходной для всех живых организмов (образование и расщепление нуклеиновых кислот, белков и пептидов, а также большинства углеводов, некоторых карбоновых кислот и т.д.) и получила название первичного метаболизма, или первичного обмена.

Помимо реакций первичного обмена существует значительное число метаболических путей, приводящих к образованию соединений, свойственных лишь определённым, иногда очень немногим, группам организмов. Эти реакции, согласно И. Чапеку (1921) и К. Пэху (1940), объединяются термином вторичный метаболизм, или вторичный обмен, а продукты называются продуктами вторичного метаболизма, или вторичными соединениями (иногда, что не совсем верно, вторичными метаболитами). Следует, однако, подчеркнуть, что различия между первичным и вторичным метаболизмом не очень резки.

Вторичные соединения образуются по преимуществу у вегетативно малоподвижных групп живых организмов — растений и грибов, а также многих прокариот. У животных продукты вторичного обмена сравнительно редки и часто поступают извне вместе с растительной пищей. Роль продуктов вторичного метаболизма и причины их появления в той или иной группе различны. В самой общей форме им приписывается адаптивная роль и в широком смысле — защитные свойства.

Стремительное развитие химии природных соединений за последние четыре десятилетия, связанное с созданием высокоразрешающих аналитических инструментов, привело к тому, что мир «вторичных соединений» значительно расширился. Например, число известных на сегодня алкалоидов приближается к 5 000 (по некоторым данным - 10 000), фенольных соединений — к 10 000, причём эти цифры растут не только с каждым годом, но и с каждым месяцем.

Любое растительное сырьё всегда содержит сложный набор первичных и вторичных соединений, которые, как сказано выше, и определяют множественный характер действия лекарственных растений. Однако роль тех и других в современной фитотерапии пока различна. Известно относительно немного растительных объектов, использование которых в медицине определяется прежде всего наличием в них первичных соединений. Однако в будущем не исключено повышение их роли в медицине и использование в качестве источников получения новых иммуномодулирующих средств.

Продукты вторичного обмена применяются в современной медицине значительно чаще и шире. Это связано с ощутимым и нередко очень ярким фармакологическим эффектом. Образуясь на основе первичных соединений, они могут накапливаться либо в чистом виде, либо в ходе реакций обмена подвергаются гликозилированию, т.е. оказываются присоединенными к молекуле какого-либо сахара. В результате гликозилирования возникают молекулы — гетерозиды, которые отличаются от негликозилированных вторичных соединений, как правило, лучшей растворимостью, что облегчает их участие в реакциях обмена и имеет в этом смысле важнейшее биологическое значение. Гликозилированные формы любых вторичных соединений принято называть гликозидами.


Вещества первичного метаболизма
Веществами первичного биосинтеза являются белки, некоторые ферменты, витамины, липиды, нуклеиновые кислоты и углеводы.

Белки — биополимеры, структурную основу которых составляют длинные полипептидные цепи, построенные из остатков альфа-аминокислот, соединенных между собой пептидными связями. Как правило, белками называют полипептиды, содержащие более 50 аминокислотных фрагментов. Белки делят на простые - протеины, при гидролизе дающие только аминокислоты, и сложные - в них белок связан с веществами небелковой природы: нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды), углеводами (гликопротеиды), липидами (липопротеиды), пигментами (хромопротеиды), остатками фосфорной кислоты (фосфопротеиды) и др. Из простых белков в растениях встречаются альбумины (семена гороха), глобулины (семена сои), глютелины и проламины (зерновки злаковых), которые часто используются растениями в качестве запасного питательного материала. Среди сложных белков особое место принадлежит нуклеопротеидам, принимающим участие в явлениях наследственности. В качестве ферментов (энзимов) белки регулируют все жизненные процессы клетки. Ряд белков являются токсическими веществами. Например, токсические белки представлены в ядах змей. Они характеризуются низкой молекулярной массой. Токсины растений более разнообразны по форме и молекулярной массе (токсальбумин рицин из семян клещевины).

Витамины - особая группа органических веществ, выполняющих важные биологические и биохимические функции в живых организмах. Эти органические соединения различной химической природы синтезируются главным образом растениями, а также микроорганизмами. Человеку и животным, которые их не синтезируют, витамины требуются в очень малых количествах по сравнению с питательными веществами (белками, углеводами, жирами). Известно более 20 витаминов. Они имеют буквенные обозначения, названия химические и названия, характеризующие их физиологическое действие. Классифицируются витамины на водорастворимые (кислота аскорбиновая, тиамин, рибофлавин, кислота пантотеновая, пиридоксин, кислота фолиевая, цианокобаламин, никотинамид, биотин) и жирорастворимые (ретинол, филлохинон, кальциферолы, токоферолы). К витаминоподобным веществам принадлежат некоторые флавоноиды, липоевая, оротовая, пангамовая кислоты, холин, инозит. Биологическая роль витаминов разнообразна. Установлена тесная связь между витаминами и ферментами. Например, большинство витаминов группы В являются предшественниками коферментов и простетических групп ферментов.

Липиды — жиры и жироподобные вещества, являющиеся производными высших жирных кислот, спиртов или альдегидов. Подразделяются на простые и сложные. К простым относятся липиды, молекулы которых содержат только остатки жирных кислот (или альдегидов) и спиртов. Из простых липидов в растениях и животных встречаются жиры и жирные масла, представляющие собой ацилглицеролы и воски. Ацилглицеролы (ацилглицерины) — наиболее распространённая в природе группа липидов. Эти соединения представляют собой сложные эфиры жирных кислот и трёхатомного спирта глицерола, в котором могут быть этерифицированы одна, две или три гидроксильные группы.

Воски состоят из сложных эфиров высших жирных кислот и одно- или двухатомных высших спиртов. К жирам близки простагландины, образующиеся в организме из полиненасыщенных жирных кислот. По химической природе это производные кислоты простаноевой со скелетом из 20 атомов углерода и содержащие циклопентановое кольцо.



Сложные липиды делят на две большие группы: фосфолипиды и гликолипиды (т.е. соединения, имеющие в своей структуре остаток кислоты фосфорной или углеводный компонент). В составе живых клеток липиды играют важную роль в процессах жизнеобеспечения, образуя энергетические резервы у растений и животных.

Нуклеиновые кислоты — биополимеры, мономерными цепями которых являются нуклеотиды, которые состоят из остатков кислоты фосфорной, углеводного компонента (рибозы или дезоксирибозы) и азотистого (пуринового или пиримидинового) основания. Различают дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) кислоты.

Пептиды — органические соединения, состоящие из остатков аминокислот, соединенных между собой пептидной связью. По числу аминокислотных фрагментов различают ди-, три-, тетра- или полипептиды. Низкомолекулярные пептиды содержатся почти во всех живых клетках. Например, трипептид глютатион, распространённый в животных и растительных тканях, принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях, а также в переносе аминокислот через цитоплазматические мембраны. К пептидам относятся многие природные биологически активные вещества: некоторые гормоны (инсулин, вазопрессин), антибиотики (грамицидин), ингибитор фермента тромбина, содержащийся в слюне пиявок (гирудин); присутствующий в плазме крови брадикинин обеспечивает регуляцию кровотока и проницаемость клеточных мембран. Некоторые полипептиды животных и насекомых обладают сильным физиологическим действием и относятся к ядам. Токсические полипептиды нейротропного действия содержатся в секрете сцифоидных медуз, представителей отряда актиний и ядовитых выделениях скорпиона (инсектотоксины); в составе пчелиного яда находятся токсические полипептиды (меллитин, сепамин, секамин и др.).

Углеводы - огромный класс органических соединений, к которому относят полиоксикарбонильные соединения и их производные. В зависимости от числа мономеров в молекуле, подразделяются на моносахариды, олигосахариды (ди-, три-, тетрасахариды и т.д.) и полисахариды. Углеводы, состоящие исключительно из полиоксикарбонильных соединений, получили название гомозидов, а их производные, в молекуле которых имеются остатки иных соединений, — гетерозидов. К гетерозидам относятся все виды гликозидов.

Моносахариды накапливаются в любой живой клетке в процессе фотосинтеза и используются затем для биосинтеза полисахаридов, гликозидов, аминокислот, полифенолов и др. Полисахариды, как правило, накапливаются в значительных количествах как продукты жизнедеятельности протопласта. В растениях синтезируются различные формы полисахаридов, которые отличаются друг от друга как по структуре, так и по выполняемым функциям. Наиболее обычными полисахаридами являются целлюлоза, гемицеллюлозы, крахмал, инулин, слизи, камеди и пектиновые вещества.

Целлюлоза (клетчатка) — полимер, составляющий основную массу клеточных стенок растений. Полагают, что молекула клетчатки у разных растений содержит от 1 400 до 10 000 остатков бета-D-глюкозы.

Крахмал и инулин относятся к запасным полисахаридам. Крахмал на 96-97,6 % состоит из двух полисахаридов: амилозы (линейный глюкан) и амилопектина (разветвленный глюкан). Он всегда запасается в виде крахмальных зёрен в период активного фотосинтеза. У представителей сем. Asteraceae и Campanulaceae накапливаются фруктозаны (инулин), особенно в больших количествах в подземных органах.

Слизи и камеди (гумми) — смеси гомо- и гетеросахаридов и полиуронидов. Камеди состоят из гетерополисахаридов с обязательным участием уроновых кислот, карбонильные группы которых связаны с ионами Са2+, К+ и Mg2+. По растворимости в воде камеди делятся на 3 группы: арабиновые, хорошо растворимые в воде (абрикосовая и аравийская); бассориновые, плохо растворимые в воде, но сильно в ней набухающие (трагакантовая), и церазиновые, плохо растворимые и плохо набухающие в воде (вишнёвая).

Слизи, в отличие от камедей, могут быть нейтральными (не содержат уроновых кислот), а также имеют меньшую молекулярную массу и хорошо растворимы в воде.



Пектиновые вещества — высокомолекулярные гетерополисахариды, главным структурным компонентом которых является кислота альфа-D-галактуроновая (полигалактуронан). К основной макромолекуле в виде боковых цепей присоединены D-ксилоза, L-арабиноза, D-галактоза и D-глюкоза, а в главную цепь включена L-рамноза. В растениях пектиновые вещества присутствуют в виде нерастворимого протопектина — линейного полимера метоксилированной полигалактуроновой кислоты с галактаном и арабаном клеточной стенки: цепочки полиуронида соединены между собой ионами Са2+ и Mg2+.

К полисахаридам относятся также полиурониды морских водорослей. В медицинской практике нашли применение полисахариды водорослей Ahnfeltia, Laminaria, Fucus. Из красной водоросли анфельции добывают агар-агар. В ламинарии содержится кислота альгиновая - аналог кислоты пектиновой. Она состоит из остатков D-маннуроновой и D-гулуроновой кислот, связанных бета-гликозидными связями.



Ферменты — сложные белки, содержащиеся в животных и растительных организмах, выполняющие функции биологических катализаторов и ускоряющие химические процессы в них. Все ферменты делятся на одно- и двукомпонентные. Первые состоят только из белка. Двукомпонентные ферменты состоят из белка (апофермента) и небелковой части (кофактор, или кофермент). Играют важную роль в процессах метаболизма.
Вещества вторичного метаболизма
Продукты (вещества) вторичного метаболизма синтезируются на основе первичных соединений и могут накапливаться в растениях нередко в значительных количествах, обусловливая тем самым специфику их обмена. В растениях содержится огромное количество веществ вторичного происхождения, которые могут быть разделены на различные группы.

Среди биологически активных веществ (БАВ) наиболее известны такие обширные классы соединений, как алкалоиды, изопреноиды, фенольные соединения и их производные.



Алкалоиды - азотсодержащие органические соединения основного характера, преимущественно растительного происхождения. Строение молекул алкалоидов весьма разнообразно и нередко довольно сложно. Азот, как правило, располагается в гетероциклах, но иногда находится в боковой цепи. Чаще всего алкалоиды классифицируют на основе строения этих гетероциклов либо в соответствии с их биогенетическими предшественниками - аминокислотами. Выделяют следующие основные группы алкалоидов: пирролидиновые, пиридиновые, пиперидиновые, пирролизидиновые, хинолизидиновые, хиназолиновые, хинолиновые, изохинолиновые, индольные, дигидроиндольные (беталаины), имидазоловые, пуриновые, дитерпеновые, стероидные (гликоалкалоиды) и алкалоиды без гетероциклов (протоалкалоиды). Многие из алкалоидов обладают специфическим, часто уникальным физиологическим действием и широко используются в медицине. Некоторые алкалоиды — сильные яды (например, алкалоиды кураре).

Антраценпроизводные — группа природных соединений жёлтой, оранжевой или красной окраски, в основе которых лежит структура антрацена. Они могут иметь различную степень окисленности среднего кольца (производные антрона, антранола и антрахинона) и структуру углеродного скелета (мономерные, димерные и конденсированные соединения). Большинство из них являются производными хризацина (1,8-дигидроксиантрахинона). Реже встречаются производные ализарина (1,2-дигидроксиантрахинона). В растениях производные антрацена могут находиться в свободном виде (агликоны) или в виде гликозидов (антрагликозиды).

Витанолиды — группа фитостероидов, получивших свое название от индийского растения Withania somnifera (L.) Dunal (сем. Solanaceae), из которого было выделено первое соединение этого класса - витаферин А. В настоящее время известно несколько рядов этого класса соединений. Витанолиды — это полиоксистероиды, у которых в положении 17 находится шестичленное лактонное кольцо, а в кольце А - кетогруппа у С1. В некоторых соединениях обнаружены 4-бета-гидрокси-, 5-бета-, 6-бета-эпоксигруппировки.

Гликозиды — широко распространённые природные соединения, распадающиеся под влиянием различных агентов (кислота, щелочь или фермент) на углеводную часть и агликон (генин). Гликозидная связь между сахаром и агликоном может быть образована с участием атомов О, N или S (О-, N- или S-гликозиды), а также за счёт С-С атомов (С-гликозиды). Наибольшее распространение в растительном мире имеют О-гликозиды. Между собой гликозиды могут отличаться как структурой агликона, так и строением сахарной цепи. Углеводные компоненты представлены моносахаридами, дисахаридами и олигосахаридами, и соответственно гликозиды называются монозидами, биозидами и олигозидами. Своеобразными группами природных соединений являются цианогенные гликозиды и тиогликозиды (глюкозинолаты). Цианогенные гликозиды могут быть представлены как производные альфа-гидроксинитрилов, содержащих в своём составе синильную кислоту. Широкое распространение они имеют среди растений сем. Rosaceae, подсем. Prunoideae, концентрируясь преимущественно в их семенах (например, гликозиды амигдалин и пруназин в семенах Amygdalus communis L., Armeniaca vulgaris Lam.).

Тиогликозиды (глюкозинолаты) в настоящее время рассматриваются в качестве производных гипотетического аниона — глюкозинолата, отсюда и второе название. Глюкозинолаты найдены пока только у двудольных растений и характерны для сем. Brassicaceae, Capparidaceae, Resedaceae и других представителей порядка Capparales. В растениях они содержатся в виде солей со щелочными металлами, чаще всего с калием (например, глюкозинолат синигрин из семян Brassica juncea (L.) Czern. и В. nigra (L.) Koch).



Изопреноиды - обширный класс природных соединений, рассматриваемых как продукты биогенного превращения изопрена. К ним относятся различные терпены, их производные — терпеноиды и стероиды. Некоторые изопреноиды — структурные фрагменты антибиотиков, некоторых витаминов, алкалоидов и гормонов животных.

Терпены и терпеноиды — ненасыщенные углеводороды и их производные состава (С5Н8)n, где n = 2 или n > 2. По числу изопреновых звеньев их делят на несколько классов: моно-, сескви-, ди-, три-, тетра- и политерпеноиды.

Монотерпеноиды10Н16) и сесквитерпеноиды15Н24) являются обычными компонентами эфирных масел. К группе циклопентаноидных монотерпеноидов относятся иридоидные гликозиды (псевдоиндиканы), хорошо растворимые в воде и часто обладающие горьким вкусом. Название «иридоиды» связано со структурным и, возможно, биогенетическим родством агликона с иридодиалем, который был получен из муравьев рода Iridomyrmex; «псевдоиндиканы» — с образованием синей окраски в кислой среде. По числу углеродных атомов скелета агликоновой части иридоидные гликозиды подразделяются на 4 типа: С8, С9, С10 и С14. Они присущи лишь покрытосеменным растениям класса двудольных, и к наиболее богатым иридоидами относятся семейства Scrophulariaceae, Rubiaceae, Lamiaceае, Verbenaceae и Bignoniaceae.

Дитерпеноиды20Н32) входят главным образом в состав различных смол. Они представлены кислотами (резиноловые кислоты), спиртами (резинолы) и углеводородами (резены). Различают собственно смолы (канифоль, даммара), масло-смолы (терпентин, канадский бальзам), камеде-смолы (гуммигут), масло-камеде-смолы (ладан, мирра, асафетида). Масло-смолы, представляющие собой раствор смол в эфирном масле и содержащие кислоты бензойную и коричную, называют бальзамами. В медицине применяют перувианский, толутанский, стираксовый бальзамы и др.

Тритерпеноиды30Н48) по преимуществу встречаются в виде сапонинов, агликоны которых представлены пентациклическими (производные урсана, олеанана, лупана, гопана и др.) или тетрациклическими (производные даммарана, циклоартана, зуфана) соединениями.

К тетратерпеноидам40Н64) относятся жирорастворимые растительные пигменты жёлтого, оранжевого и красного цвета - каротиноиды, предшественники витамина А (провитамины А). Они делятся на каротины (ненасыщенные углеводороды, не содержащие кислорода) и ксантофиллы (кислородсодержащие каротиноиды, имеющие гидрокси-, метокси-, карбокси-, кето- и эпоксигруппы). Широко распространены в растениях альфа-, бета- и гамма-каротины, ликопин, зеаксантин, виолаксантин и др.



Последнюю группу изопреноидов состава (С5Н8)n представляют политерпеноиды, к которым относятся природный каучук и гутта.

Кардиотонические гликозиды, или сердечные гликозиды, - гетерозиды, агликоны которых являются стероидами, но отличаются от прочих стероидов наличием в молекуле вместо боковой цепи при С17 ненасыщенного лактонного кольца: пятичленного бутенолидного (карденолиды) или шестичленного кумалинового кольца (буфадиенолиды). Все агликоны кардиотонических гликозидов имеют у С3 и С14 гидроксильные группы, а у С13 - метильную. При С10 может быть альфа-ориентированная метильная, альдегидная, карбинольная или карбоксильная группы. Кроме того, они могут иметь дополнительные гидроксильные группы у С1, С2, С5, С11, С12 и С16; последняя иногда бывает ацилирована муравьиной, уксусной или изовалериановой кислотой. Кардиотонические гликозиды применяются в медицине для стимуляции сокращений миокарда. Часть из них - диуретики.

Ксантоны — класс фенольных соединений, имеющих структуру дибензо-гамма-пирона. В качестве заместителей содержат в молекуле гидрокси-, метокси-, ацетокси-, метилендиокси- и другие радикалы. Известны соединения, содержащие пирановое кольцо. Особенностью ксантонов является распространение хлорсодержащих производных. Ксантоны находят в свободном виде и в составе О- и С-гликозидов. Из ксантоновых С-гликозидов наиболее известен мангиферин, который одним из первых введен в медицинскую практику.

Кумарины - природные соединения, в основе строения которых лежит 9,10-бензо-альфа-пирон. Их можно также рассматривать как производные кислоты орто-гидроксикоричной (орто-кумаровой). Они классифицируются на окси- и метоксипроизводные, фуро- и пиранокумарины, 3,4-бензокумарины и куместаны (куместролы).

Лигнаны - природные фенольные вещества, производные димеров фенилпропановых единиц (С63), соединенных между собой бета-углеродными атомами боковых цепей. Разнообразие лигнанов обусловлено наличием различных заместителей в бензольных кольцах и характером связи между ними, степенью насыщенности боковых цепей и др. По структуре они делятся на несколько групп: диарилбутановый (кислота гваяретовая), 1-фенилтетрагидронафталиновый (подофиллотоксин, пельтатины), бензилфенилтетрагидрофурановый (ларицирезинол и его глюкозид), дифенилтетрагидрофурофурановый (сезамин, сирингарезинол), дибензоциклооктановый (схизандрин, схизандрол) типы и др.

Лигнины представляют собой нерегулярные трёхмерные полимеры, предшественниками которых служат гидроксикоричные спирты (пара-кумаровый, конифериловый и синаповый), и являются строительным материалом клеточных стенок древесины. Лигнин содержится в одревесневших растительных тканях наряду с целлюлозой и гемицеллюлозами и участвует в создании опорных элементов механической ткани.

Меланины — полимерные фенольные соединения, которые в растениях встречаются спорадически и представляют собой наименее изученную группу природных соединений. Окрашены они в чёрный или чёрно-коричневый цвет и называются алломеланинами. В отличие от пигментов животного происхождения, они не содержат азота (или его очень мало). При щелочном расщеплении образуют пирокатехин, протокатеховую и салициловую кислоты.

Нафтохиноны - хиноидные пигменты растений, которые найдены в различных органах (в корнях, древесине, коре, листьях, плодах и реже в цветках). В качестве заместителей производные 1,4-нафтохинона содержат гидроксильные, метильные, пренильные и другие группы. Наиболее известным является красный пигмент шиконин, обнаруженный в некоторых представителях сем. Boraginaceae (виды родов Arnebia Forrsk., Echium L., Lithospermum L. и Onosma L.).

Сапонины (сапонизиды) — гликозиды, обладающие гемолитической и поверхностной активностью (детергенты), а также токсичностью для холоднокровных животных. В зависимости от строения агликона (сапогенина), их делят на стероидные и тритерпеноидные. Углеводная часть сапонинов может содержать от 1 до 11 моносахаридов. Наиболее часто встречаются D-глюкоза, D-галактоза, D-ксилоза, L-рамноза, L-арабиноза, D-галактуроновая и D-глюкуроновая кислоты. Они образуют линейные или разветвленные цепи и могут присоединяться по гидроксильной или карбоксильной группе агликона.

Стероиды — класс соединений, в молекуле которых присутствует циклопентанпергидрофенантреновый скелет. К стероидам относят стерины, витамины группы D, стероидные гормоны, агликоны стероидных сапонинов и кардиотонических гликозидов, экдизоны, витанолиды, стероидные алкалоиды.

Растительные стерины, или фитостерины, — спирты, содержащие 28-30 углеродных атомов. К ним принадлежат бета-ситостерин, стигмастерин, эргостерин, кампестерин, спинастерин и др. Некоторые из них, например бета-ситостерин, находят применение в медицине. Другие используются для получения стероидных лекарственных средств — стероидных гормонов, витамина D и др.

Стероидные сапонины содержат 27 атомов углерода, боковая цепь их образует спирокетальную систему спиростанолового или фураностанолового типов. Один из стероидных сапогенинов - диосгенин, выделенный из корневищ диоскореи, — является источником для получения важных для медицины гормональных препаратов (кортизона, прогестерона).

Стильбены можно рассматривать как фенольные соединения с двумя бензольными кольцами, имеющие структуру С626. Это сравнительно небольшая группа веществ, которые встречаются в основном в древесине различных видов сосны, ели, эвкалипта, являются структурными элементами таннидов.

Танниды (дубильные вещества) - высокомолекулярные соединения со средней молекулярной массой порядка 500-5000, иногда до 20000, способные осаждать белки, алкалоиды и обладающие вяжущим вкусом. Танниды подразделяют на гидролизуемые, распадающиеся в условиях кислотного или энзиматического гидролиза на простейшие части (к ним относятся галлотаннины, эллаготаннины и несахаридные эфиры карбоновых кислот), и конденсированные, не распадающиеся под действием кислот, а образующие продукты конденсации – флобафены. Структурно они могут рассматриваться как производные флаван-3-олов (катехинов), флаван-3,4-диолов (лейкоантоцианидинов) и гидроксистильбенов.

Фенольные соединения представляют собой один из наиболее распространённых в растительных организмах и многочисленных классов вторичных соединений с различной биологической активностью. К ним относятся вещества ароматической природы, которые содержат одну или несколько гидроксильных групп, связанных с атомами углерода ароматического ядра. Эти соединения весьма неоднородны по химическому строению, в растениях встречаются в виде мономеров, димеров, олигомеров и полимеров.

В основу классификации природных фенолов положен биогенетический принцип. Современные представления о биосинтезе позволяют разбить соединения фенольной природы на несколько основных групп, расположив их в порядке усложнения молекулярной структуры.

Наиболее простыми являются соединения с одним бензольным кольцом - простые фенолы, бензойные кислоты, фенолоспирты, фенилуксусные кислоты и их производные. По числу ОН-групп различают одноатомные (фенол), двухатомные (пирокатехин, резорцин, гидрохинон) и трёхатомные (пирогаллол, флороглюцин и др.) простые фенолы. Чаще всего они находятся в связанном виде в форме гликозидов или сложных эфиров и являются структурными элементами более сложных соединений, в том числе полимерных (дубильные вещества).

Более разнообразными фенолами являются производные фенилпропанового ряда (фенилпропаноиды), содержащие в структуре один или несколько фрагментов С63. К простым фенилпропаноидам можно отнести гидроксикоричные спирты и кислоты, их сложные эфиры и гликозилированные формы, а также фенилпропаны и циннамоиламиды.

К соединениям, биогенетически родственным фенилпропаноидам, относятся кумарины, флавоноиды, хромоны, димерные соединения — лигнаны и полимерные соединения — лигнины.

Немногочисленные группы фенилпропаноидных соединений составляют оригинальные комплексы, сочетающие в себе производные флавоноидов, кумаринов, ксантонов и алкалоидов с лигнанами (флаволигнаны, кумаринолигнаны, ксантолигнаны и алкалоидолигнаны). Уникальной группой биологически активных веществ являются флаволигнаны Silybum marianum (L.) Gaertn. (силибин, силидианин, силикристин), которые проявляют гепатозащитные свойства.



Фитонциды - это необычные соединения вторичного биосинтеза, продуцируемые высшими растениями и оказывающие влияние на другие организмы, главным образом микроорганизмы. Наиболее активные антибактериальные вещества содержатся в луке репчатом (Allium сера L.) и чесноке (Allium sativum L.), из последнего выделено антибиотическое соединение аллицин (производное аминокислоты аллиина).

Флавоноиды относят к группе соединений со структурой С636, и большинство из них представляют собой производные 2-фенилбензопирана (флавана) или 2-фенилбензо-гамма-пирона (флавона). Классификация их основана на степени окисленности трёхуглеродного фрагмента, положении бокового фенильного радикала, величине гетероцикла и других признаках. К производным флавана принадлежат катехины, лейкоантоцианидины и антоцианидины; к производным флавона — флавоны, флавонолы, флаваноны, флаванонолы. К флавоноидам относятся также ауроны (производные 2-бензофуранона или 2-бензилиден кумаранона), халконы и дигидрохалконы (соединения с раскрытым пирановым кольцом). Менее распространены в природе изофлавоноиды (с фенильным радикалом у С3), неофлавоноиды (производные 4-фенилхромона), бифлавоноиды (димерные соединения, состоящие из связанных С-С-связью флавонов, флаванонов и флавон-флаванонов). К необычным производным изофлавоноидов относятся птерокарпаны и ротеноиды, которые содержат дополнительный гетероцикл. Птерокарпаны привлекли к себе внимание после того, как было выяснено, что многие из них играют роль фитоалексинов, выполняющих защитные функции против фитопатогенов. Ротенон и близкие к нему соединения токсичны для насекомых, поэтому являются эффективными инсектицидами.

Хромоны — соединения, получающиеся в результате конденсации гамма-пиронового и бензольного колец (производные бензо-гамма-пирона). Обычно все соединения этого класса имеют в положении 2 метильную или оксиметильную (ацилоксиметильную) группу. Классифицируются они по тому же принципу, что и кумарины: по числу и типу циклов, сконденсированных с хромоновым ядром (бензохромоны, фурохромоны, пиранохромоны и др.).

Экдистероиды — полиоксистероидные соединения, обладающие активностью гормонов линьки насекомых и метаморфоза членистоногих. Наиболее известными природными гормонами являются альфа-экдизон и бета-экдизон (экдистерон). В основе строения экдизонов лежит стероидный скелет, где в положении 17 присоединяется алифатическая цепочка из 8 углеродных атомов. Согласно современным представлениям, к истинным экдистероидам относятся все стероидные единения, имеющие цис-сочленение колец А и В, 6-кетогруппу, двойную связь между С7 и С8 и 14-альфа-гидроксильную группу, независимо от их активности в тесте на гормон линьки. Число и положение других заместителей, включая ОН-группы, различны. Фитоэкдистероиды относятся к широко распространённым вторичным метаболитам (установлено более 150 различных структур) и более вариабельны, чем зооэкдистероиды. Общее количество углеродных атомов у соединения данной группы может быть от 19 до 30.

Эфирные масла — летучие жидкие смеси органических веществ, вырабатываемых растениями, обусловливающие их запах. В состав эфирных масел входят углеводороды, спирты, сложные эфиры, кетоны, лактоны, ароматические компоненты. Преобладают терпеноидные соединения из подклассов монотерпеноидов, сесквитерпеноидов, изредка дитерпеноидов; кроме того, довольно обычны «ароматические терпеноиды» и фенилпропаноиды. Растения, содержащие эфирные масла (эфироносы), широко представлены в мировой флоре. Особенно богаты ими растения тропиков и сухих субтропиков.

Подавляющее большинство продуктов вторичного метаболизма может быть синтезировано чисто химическим путём в лаборатории, и в отдельных случаях такой синтез оказывается экономически выгодным. Однако не следует забывать, что в фитотерапии значение имеет вся сумма биологических веществ, накапливающихся в растении. Поэтому сама по себе возможность синтеза не является в этом смысле решающей.



1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал