Сапонины влияние на организм. Молекулярные механизмы мембранотропного действия сапонинов. Сапонины найдены во всех органах растений
text_fields
text_fields
arrow_upward
Сапонины (сапонизиды) — гликозиды (гетерозиды), производные стероидов и тритерпеноидов, обладающие гемолитической и поверхностной активностью и токсичностью для холоднокровных животных.
Название «сапонин» (от лат. «sapo» — мыло) впервые появилось в 1819 г., когда из мыльнянки (растения семейства гвоздичных) было выделено вещество, образующее с водой обильную пену.
Классификация сапонинов
text_fields
text_fields
arrow_upward
Сапонины по строению их агликона (сапогенина) делятся на две группы: стероидные и тритерпеновые.
Стероидные сапонины
Сапогенины этих сапонинов являются производными циклопентанпергидрофенантрена, как и агликоны кардиотонических гликозидов. Однако стероидные сапонины не оказывают кардиотонического действия, так как не имеют лактонного кольца при С 17 и ряда других функциональных групп.
Сапогенины всех стероидных сапонинов имеют:
- у С 3 кольца А – гидроксильную (-ОН) группу;
- в положении 16-17 — спирокетальную группировку за счет окисления боковой цепи;
- в положении 5-6 — двойную связь (-CH=CH-);
- в положениях С 10 и C 13 — метильные (-СН 3) группы.
Углеводная часть молекулы стероидных сапонинов присоединяется в положении С 3 агликона и может содержать от 1 до 9 моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, галактуроновая кислота и др.). Моносахариды могут образовывать как линейные, так и разветвленные цепи. Например, стероидный сапонин диосцин (диоскорея ниппонская – Dioscorea nipponica, якорцы стелющиеся – Tribulus terrestris) состоит из агликона диосгенина, к которому присоединяется разветвленная триоза:
Стероидные сапонины встречаются редко, преимущественно в растениях тропического климата. В семействах диоскорейных, норичниковых, спаржевых, амариллисовых стероидные сапонины часто встречаются совместно с кардиотоническими гликозидами (наперстянка, ландыш и др.).
Тритерпеновые сапонины имеют общую формулу (С 5 Н 8) 6 и, в зависимости от количества колец в структуре агликона, делятся на пентациклические и тетрациклические.
а) Тетрациклические — содержат в структуре агликона 4 кольца и подразделяются на производные даммарана (даммарандиол), циклоартана (циклоартенол), зуфана. В основе этой группы лежит даммаран. Производные даммарана легко окисляются с образованием гетероциклов (панаксдиол и панакстриол). Соединения подобного строения обнаружены в женьшене (Panax ginseng), заманихе высокой (Oplopanax elatus), березе (Betula spp.).
б) Пентациклические — содержат в структуре агликона 5 колец. Среди этой группы выделяют производные урсана (альфа -амирин), олеанана (бета -амирин), лупана (лупеол), гопана. С медицинской точки зрения, наиболее важными являются производные урсана и олеанана, которые отличаются друг от друга расположением заместителей – метильных (-СН 3) групп в положениях 19 и 20 кольца Е.
Альфа- амирин лежит в основе различных соединений, которые найдены в ортосифоне тычиночном, или почечном чае (Orthosiphon stamineus), лапчатке прямостоячей (Potentilla erecta) и других. Наиболее важным представителем является кислота урсоловая (28-карбокси-альфа -амирин). Кислота урсоловая обнаружена во многих растениях (бруснике — Vaccinium vitis-idaea, клюкве болотной — Oxycoccus palustris и др.), причем встречается как в виде гликозидов, так и свободного агликона.
Бета -амирин лежит в основе следующих соединений:
- кислота олеаноловая (28-карбокси-бета -амирин). Кислота олеаноловая и ее производные являются агликонами сапонинов аралии высокой (Aralia elata), синюхи голубой (Polemonium caeruleum), конского каштана (Aesculus hippocastanum), первоцвета весеннего (Primula veris), календулы лекарственной (Calendula officinalis), патринии средней (Patrinia intermedia) и др.
- кислота глицирретиновая (11-оксо-29-карбокси-бета -амирин). Кислота глицирретиновая является агликоном кислоты глицирризиновой (в С 3 положении присоединяется углеводная цепь из двух молекул глюкуроновой кислоты). Кислота глицирризиновая содержится в солодке голой (Glycyrrhiza glabra) и солодке уральской (G. uralensis).
Углеводная часть тритерпеновых сапонинов может присоединяться к агликону в различных положениях:
- в С 3 положении за счет гидроксильной (-ОН) группы;
- в С 28 положении за счет карбоксильной (-СООН) группы (при этом связь агликона с сахаром называется ацилгликозидной);
- с сапогенином могут быть связаны две углеводные цепи (за счет гидроксильной группы в С 3 положении и карбоксильной группы в С 28 положении). В этом случае сапонины относятся к дигликозидам.
Тритерпеновые сапонины могут быть нейтральными и кислыми. Кислотные свойства обусловлены наличием карбоксильных групп сапогенина и углеводной части молекулы. Гидроксильные группы могут быть ацилированы уксусной, тиглиновой, пропионовой, ангеликовой и другими кислотами.
Углеводная часть тритерпеновых сапонизидов может содержать от 1 до 11 моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, арабиноза, фруктоза, глюкуроновая и галактуроновая кислоты). Она может быть линейной и разветвленной (например, у аралозидов — сапонинов аралии высокой). Разветвление углеводной цепи происходит от первого сахарного остатка, связанного с агликоном.
Распространение сапонинов в растительном мире
text_fields
text_fields
arrow_upward
Распространение сапонинов в растительном мире, локализация в растениях. Влияние условий обитания и онтогенеза на накопление сапонинов
В растительном мире более широко распространены тритерпеновые сапонины. Они обнаружены в растениях почти 70 семейств. Наиболее богаты тритерпеновыми сапонинами представители семейств аралиевых (Araliaceae), гвоздичных (Caryophyllaceae), синюховых (Polemoniaceae), бобовых (Fabaceae), истодовых (Polygalaceae), сложноцветных (Asteraceae), губоцветных (Lamiaceae) и др.
Стероидные сапонины встречаются значительно реже и обнаружены, главным образом, в растениях семейств диоскорейных (Dioscoreaceae), лилейных (Liliaceae), норичниковых (Scrophulariaceae), парнолистниковых (Zygophyllaceae), лютиковых (Ranunculaceae), амариллисовых (Amaryllidaceae). Стероидные сапонины часто сопровождают в растениях кардиотонические гликозиды (виды наперстянки, ландыша, адонис весенний).
Растения, накапливающие тритерпеновые сапонины, не содержат стероидные, и наоборот.
В растениях сапонины обычно находятся в клеточном соке почти всех органов в растворенном виде.
Сапонины найдены во всех органах растений:
- в траве (астрагал шерстистоцветковый — Astragalus dasyanthus, хвощ полевой — Equisetum arvense, якорцы стелющиеся — Tribulus terrestris);
- в листьях (почечный чай — Orthosiphon stamineus);
- в семенах (конский каштан — Aesculus hippocastanum);
- в подземных органах (диоскорея ниппонская — Dioscorea nipponica, синюха голубая — Polemonium caeruleum, заманиха высокая — Oplopanax elatus, солодка голая — Glycyrrhiza glabra и с. уральская — G. uralensis, женьшень — Раnах ginseng, аралия высокая (а. маньчжурская) — Aralia elata). В подземных органах накапливается наибольшее количество сапонинов.
Предположительно, сапонины принимают участие в биохимических процессах в растениях:
- в малых концентрациях они ускоряют прорастание семян, рост и развитие растений, а в больших, наоборот, тормозят. Таким образом, сапонины играют роль гормонов роста растений;
- сапонины оказывают влияние на проницаемость мембран растительных клеток, что связано с их поверхностной активностью.
На накопление сапонинов влияют стадии онтогенеза растений. Максимальное количество сапонинов в сырье содержится в фазы:
- бутонизации и начала цветения (ортосифон тычиночный и астрагал шерстистоцветковый);
- в конце вегетации, когда биомасса лекарственного растительного сырья максимальна (солодки, синюха, заманиха, аралия, женьшень, диоскорея);
- в период плодоношения (конский каштан).
- дикорастущая синюха голубая достигает максимальной продуктивности к 5-6-му году жизни, а в культуре — к 2-3-му году. При этом содержание сапонинов в подземных органах находится на одном уровне;
- культивируемый женьшень рекомендуется собирать на 5-6-ой год, т.к. корни быстро растут до 3-х лет и далее их рост замедляется, а с 13 лет наблюдается уменьшение биомассы корней. Это связано с постепенным отмиранием боковых корней.
Влияние факторов внешней среды на накопление сапонинов строго специфично. Среди них трудно выявить общие закономерности для всех растений. Отметим лишь отдельные моменты:
- растения семейства аралиевых являются эндемиками Дальнего Востока, где сложился особый климатический и почвенный режим;
- зависимость накопления глицирризиновой кислоты от типа почвы и ее засоленности характерна для солодки. Чем больше засоленность, тем меньше глицирризиновой кислоты содержат корни солодки. Повышение влажности почвы способствует накоплению глицирризиновой кислоты.
Сырьевая база растений, содержащих сапонины
text_fields
text_fields
arrow_upward
Синюха голубая растет по опушкам и вдоль лесных дорог в лесной и лесостепной зонах европейской части России и Западной Сибири.
Женьшень, заманиха, аралия, диоскорея ниппонская встречаются в лесах Дальнего Востока (Приморский, Хабаровский края).
Солодки голая и уральская часто образуют сплошные заросли в поймах и долинах рек в степных и пустынных районах европейской части России и Сибири. В этих же регионах, как сорняк, встречаются якорцы стелющиеся.
Синюха голубая не образует крупных зарослей, пригодных для промышленных заготовок, в связи, с чем ее культивируют. Женьшень культивируют на Дальнем Востоке.
Ортосифон тычиночный импортируют из стран тропической Азии.
В последние годы перспективным является метод культуры тканей. Он заключается в выращивании на определенных питательных средах биомассы сырьевой части лекарственных растений. Полученная таким образом биомасса используется в дальнейшем для получения лекарственных препаратов.
В России метод культуры тканей был разработан и освоен на примере женьшеня. Культура тканей женьшеня под названием «Биоженьшень» используется для получения настойки.
Физические свойства сапонинов
text_fields
text_fields
arrow_upward
Физические свойства сапонинов
Сапонины — бесцветные или желтоватые аморфные вещества. В кристаллическом состоянии выделены гликозиды, имеющие в углеводной цепи до 4 моносахаридов. Оптически активны.
Гликозиды растворимы в воде. Растворимость увеличивается с возрастанием количества моносахаридов в углеводной цепи. В разведенных (60-70 %) спиртах растворяются на холоду; в более крепких (80-90 %) спиртах — только при нагревании, а при охлаждении выпадают в осадок. Нерастворимы в органических растворителях (ацетон, хлороформ, бензол).
Свободные сапогенины не растворяются в воде и хорошо растворимы в органических растворителях.
В зависимости от рН водных извлечений сапонины делят на:
- нейтральные — стероидные и тетрациклические тритерпеновые сапонины;
- кислые — пентациклические тритерпеновые сапонины. Их кислотность обусловлена наличием карбоксильных (-СООН) групп в структуре агликона или присутствием уроновых кислот в углеводной цепи.
Специфическим свойством сапонинов является их способность снижать поверхностное натяжение жидкостей (воды) и давать при встряхивании стойкую обильную пену. Такая поверхностная активность связана с наличием в молекулах сапонинов одновременно как гидрофильного, так и липофильного остатков.
Химические свойства сапонинов
text_fields
text_fields
arrow_upward
Химические свойства обусловлены структурой агликона, наличием отдельных функциональных групп, а также присутствием гликозидной связи.
Сапонины гидролизуются под влиянием ферментов и кислот. Производные кислот олеаноловой и глицирретиновой гидролизуются под воздействием щелочей.
При взаимодействии с кислотными реагентами (сурьмы (III) хлорид, сурьмы (V) хлорид, железа (III) хлорид, кислота серная концентрированная и др.) образуют окрашенные продукты.
Кислые сапонины образуют нерастворимые комплексы с солями тяжелых металлов (Ва, Рb, Cu).
Сапонины способны образовывать комплексы с белками, стеринами, липидами, фенольными соединениями. В составе комплексов сапонины не обладают гемолитической и поверхностной активностью.
Сапонины, имеющие в своей основе стероидное ядро, вступают в специфическую реакцию Либермана–Бурхарда.
Биологические свойства сапонинов
text_fields
text_fields
arrow_upward
Сапонины обладают гемолитической активностью. Они способны растворять липидную часть оболочки эритроцитов. В результате этого оболочка из полупроницаемой становится проницаемой. Гемоглобин свободно поступает в плазму крови и растворяется в ней. Образуется красный прозрачный раствор — «лаковая» кровь.
Гемолитической активностью обладают только гликозиды. В связи с этим сапонины не применяются для внутривенного введения, т.к. вызывают анемию. При приеме внутрь, после гидролиза в желудочно-кишечном тракте до агликонов, сапонины теряют гемолитическую активность.
Гемолиз эритроцитов вызывают не все сапонины. Этим свойством не обладают сапонины солодки.
Сапонины токсичны для холоднокровных животных (рыбы, лягушки, круглые черви). Они нарушают функцию жабр, которые являются не только органом дыхания, но и регулятором солевого осмотического давления в организме. Сапонины парализуют или вызывают гибель холоднокровных животных даже в больших разведениях (1:1 000000).
Агликоны сапонинов для холоднокровных животных не токсичны.
Оценка качества сырья, содержащего сапонины. Методы анализа
text_fields
text_fields
arrow_upward
Наличие сапонинов в лекарственном растительном сырье можно установить при помощи качественных реакций, которые проводят непосредственно с сырьем или с водным извлечением из него.
Качественные реакции
Качественные реакции на сапонины основаны на их физических, химических и биологических свойствах.
Государственная фармакопея XI издания (вып. 2) рекомендует использовать качественные реакции для подтверждения подлинности для трех видов сырья.
- Корневища с корнями синюхи голубой. С водным извлечением проводят реакцию пенообразования, основанную на способности сапонинов снижать поверхностное натяжение жидкости (воды) и давать в отваре стойкую обильную пену после встряхивания.
- Корни аралии маньчжурской (а. высокой). Метанольное извлечение хроматографируют в тонком закрепленном слое силикагеля (на пластинках «Силуфол») в системе растворителей хлороформ-метанол-вода (61:32:7). В качестве свидетеля используют раствор сапарала. Хроматограмму проявляют 20 % раствором кислоты серной и нагревают в сушильном шкафу (t = 105 °C) в течение 10 мин. Появляются пятна вишневого цвета.
- Корни женьшеня.
а) Реакция с порошком корней женьшеня (на гликозиды). При нанесении кислоты серной концентрированной на порошок корней женьшеня через 1-2 минуты появляется кирпично-красное окрашивание, переходящее в красно-фиолетовое, а затем — в фиолетовое.
б) Наличие панаксозидов доказывают при помощи разделения извлечения из корней женьшеня в тонком слое силикагеля и последующего проявления полученной хроматограммы раствором кислоты фосфорно-вольфрамовой при нагревании. Панаксозиды проявляются в виде розовых пятен.
Kоличественноe определениe
Общих методов количественного определения сапонинов в лекарственном растительном сырье нет. Чаще всего используют методы:
- Потенциометрический метод . Метод основан на определении изменения электродвижущей силы (ЭДС) в результате титрования. Метод используется для определения суммы аралозидов в корнях аралии маньчжурской (а. высокой).
Этапы определения:
- подготовительный;
- экстракция аралозидов метиловым спиртом и их кислотный гидролиз;
- очистка от сопутствующих веществ — осаждение кислоты олеаноловой в результате смены растворителя (разбавление спиртового извлечения водой и охлаждение);
- растворение кислоты олеаноловой в горячей смеси метилового и изобутилового спиртов (1:1,5);
- количественное определение — титрование раствором натрия гидроксида (0,1 моль/л) в смеси метилового спирта и бензола:
Точку эквивалентности определяют потенциометрически.
- Спектрофотометрический метод . Метод основан на способности сапонинов и их окрашенных комплексов поглощать монохроматический свет при определенной длине волны. Метод предложен для определения содержания сапонинов в следующих видах сырья:
а) корневища с корнями диоскореи ниппонской. Проводят кислотный гидролиз сапонинов с последующим проведением реакции свободного агликона (диосгенин) с реактивом (пара -диметиламинобензальдегид). Образуется окрашенный комплекс;
б) корни солодки. Проводят осаждение кислоты глицирризиновой концентрированным раствором аммиака. Осадок растворяют и определяют оптическую плотность полученного раствора.
- Гравиметрический метод — определение экстрактивных веществ. Метод основан на определении сухого остатка после высушивания суммы веществ, извлеченных из сырья соответствующим экстрагентом. Метод предложен для оценки качества сырья женьшеня, почечного чая, синюхи голубой, солодки.
В сырье астрагала шерстистоцветкового и заманихи высокой количественное содержание биологически активных веществ не определяют.
Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего сапонины
text_fields
text_fields
arrow_upward
Заготовку сырья, содержащего сапонины, проводят в период их максимального накопления по правилам заготовки гликозидсодержащего сырья. Особенностями заготовки и сушки являются:
- корни солодки заготавливают с марта по ноябрь;
- корни солодки, корневища с корнями диоскореи ниппонской, траву якорцев стелющихся допускается сушить на солнце.
Хранится сырье по общему списку, сроки хранения индивидуальны для каждого вида сырья. При переработке сапонинсодержащего сырья следует принимать меры предосторожности, поскольку при вдыхании возможно возникновение аллергических реакций.
Пути использования сырья, содержащего сапонины
text_fields
text_fields
arrow_upward
Лекарственное растительное сырье, содержащее сапонины, используется для получения разнообразных лекарственных форм и препаратов.
I. Экстемпоральные лекарственные формы (отпускают без рецепта врача, приказ МЗСР РФ № 587 от 13.09.05).
- Настои:
- листья почечного чая;
- трава астрагала шерстистоцветкового.
- Отвары:
- корневища с корнями синюхи голубой;
- корни солодки.
- Порошок корней солодки сложный.
- Сборы:
- сбор отхаркивающий № 2;
- сбор «Арфазетин» (входят корни аралии или корневища с корнями заманихи);
- сборы мочегонные, противоязвенные и т.д.
II. Экстракционные (галеновые) препараты.
- Настойки:
- женьшеня, биомассы женьшеня;
- заманихи;
- аралии.
- Экстракты:
- сухой экстракт корней солодки;
- густой экстракт корней солодки (входит в состав грудного эликсира).
III. Препараты, содержащие сумму сапонинов.
- «Сапарал» — сумма аммонийных солей аралозидов.
- «Полиспонин» — сумма сапонинов диоскореи ниппонской.
- «Трибуспонин» — сумма сапонинов якорцев стелющихся.
- IV. Препараты индивидуальных сапонинов.
- «Глицирам» — аммонийная соль глицирризиновой кислоты.
- «Глидеринина мазь» (глидеринин выделен из экстракта корней солодки).
- V. Полусинтетические препараты.
- «Кортизон» (гормон коры надпочечников) — получают на основе стероидного сапогенина диосгенина.
- VI. Комплексные препараты.
- «Амтерсол» (сироп, в состав входит экстракт корней солодки).
- Грудной эликсир.
- Настойка биоженьшеня с витаминами и минеральными солями.
- «Сафинор» (в состав входит сапарал).
VII. Препараты на основе других групп биологически активных веществ.
- «Ликвиритон» — спазмолитическое, противовоспалительное, антацидное средство.
- «Флакарбин» — спазмолитическое, противовоспалительное, капилляроукрепляющее средство.
Оба препарата получены на основе флавоноидов корней солодки. Применяются при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, а также при гиперацидных гастритах.
Сапонины используют также в пищевой промышленности, в технике (для изготовления огнетушителей), в парфюмерии (как мягкие моющие средства).
Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих сапонины
text_fields
text_fields
arrow_upward
Сапонины обладают широким спектром фармакологического действия.
- Гипохолестеринемическое и противосклеротическое действие. Сапонины обладают способностью снижать уровень холестерина в крови, что приводит к снижению склеротических изменений в кровеносных сосудах, уменьшению их ломкости и т.д. Действие характерно для стероидных сапонинов диоскореи ниппонской и якорцев стелющихся.
- Тонизирующее , стимулирующее , адаптогенное действие. Характерно для сапонинов женьшеня, заманихи высокой, аралии высокой. Их препараты применяют при переутомлении, усталости, гипотонии, как иммуномодуляторы.
- Отхаркивающее действие. Сапонины повышают секрецию желез верхних дыхательных путей. Это ведет к разжижению мокроты, что облегчает ее эвакуацию. Такое действие характерно для сапонинов солодки и синюхи голубой.
- Диуретическое действие характерно для сырья почечного чая и астрагала шерстистоцветкового, которые применяются при отеках сердечного происхождения.
- Легкое слабительное действие характерно для корней солодки.
- Кортикотропное действие (подобное действию кортизона и других гормонов коркового слоя надпочечников). Регулируется водно-солевой обмен, проявляется противовоспалительное и антиаллергическое действие. Характерно для сырья солодки, применяют при астме, экземе, дерматитах.
- Седативное действие характерно для сырья синюхи голубой.
- Гипотензивное действие при начальных стадиях сердечно-сосудистой недостаточности проявляют биологически активные вещества астрагала шерстистоцветкового.
- Противоязвенное действие проявляется у сбора, в состав которого входит сырье синюхи голубой и сушеницы топяной.
ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ И СЫРЬЕ,
СОДЕРЖАЩИЕ САПОНИНЫ.1. Понятие о сапонинах.
2. Строение сапонинов,классификация.
3. Биосинтез сапонинов.
4. Распространение сапонинов в растительном мире, локализация.
Влияние условий обитания на накопление сапонинов.
5. Сырьевая база растений, содержащих сапонины.
6. Физико- химические и биологические свойства сапонинов.
7. . Методы анализа сырья, содержащего сапонины.
8. Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего сапонины
9. Пути использования сырья, содержащего сапонины.
10.Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих сапонины. Сапонины (сапонизиды) - гетерозиды растительного происхождения, производные стероидов и тритерпеноидов, обладающие гемолитической и поверхностной активностью, а также токсичностью к холоднокровным животиным. Название происходит от латинского слова sаро - мыло, т.к. водные извлечения этих соединений обладают способностью пениться, т.е. понижать поверхностное натяжение жидкостей. Впервые сапонины были выделеныв чистом виде из растений рода Saponaria (мыльнянка). Название впервые появилось в 1819 г., было предложено Мэлоном, когда из мыльнянки (растения семейства гвоздичных, с розоватыми душистыми цветками) Шрайдером впервые было выделено вещество образующее с водой обильное количество пены. Как и другие гетерозиды, сапонины способны подвергаться ферментативному гидролизу с образованием углеводной части и агликона. Агликоны сапонинов получили название «сапогенины». Строение сапонинов, их классификация. В основе классификации сапонинов лежит структура агликона. В зависимости от химического строения агликона все сапонины классифицируют на стероидные и тритерпеновые. 1. Стероидные сапонины (стеролы) - производные циклопентанпергидрофенантрена. По своему строению близки к сердечным гликозидам и часто их сопровождают в растениях (наперстянки, ландыш майский, адонис весенний).
Все стероидные сапогенины в своей структуре имеют:
В 3 положении - гидроксильную (- ОН) группу;
В 10 и 13 положениях - метильные (-СНз) группы;
В положении 5-6 - двойную (-СН=СН-} связь;
В положении 16-17 - спирокетальнуюгруппировку. В зависимости от ориентации спирокетального кольца стероидные сапонины подразделяются на соединения «нормального» и «изо» - ряда.
Нормальный ряд изо-ряд
Углеводная часть молекулы стероидных сапонинов присоединяется в
положении 3 агликона и может содержать 1-9 моносахаридов (глюкоза,
галактоза, ксилоза, арабиноза, галактуроновая и глюкуроновая кислоты).
Моносахариды могут образовывать как линейные, так и разветвленные
Цепи. Например, стероидный сапонин диосцин из диоскореи ниппон- ской и якорцев стелющихся) состоит из агликона диосгенина, к которому присоединяется разветвленная триоза:
в зависимости от количества колец в структуре агликона, делятся на
а) тетрациклические - содержат в структуре агликона 4 кольца. В основе этой группы лежит даммаран. Производные даммарана легко окисляются с образованием гетероциклов (панаксадиол и панаксатриол). Эти соединения обнаружены в женьшене, заманихе высокой, березе.
даммаран
панаксадиол панаксатриол б) пентациклические
– содержат в структуре агликон, состоящий из пяти колец. Пентациклические агликоны можно подразделить на 4 группы:
производные урсана (альфа-амирин),
олеанана (бета-амирин),
лупана (лупеол),
α
-амирин (урсан) β-амирин (олеанан) Альфа-амирин лежит в основе различных соединений, которые содержатся в почечном чае (ортосифон тычиночный), лапчатке прямостоячей. Наиболее важным представителем является урсоловая кислота (28-карбокси-α-амирин). Урсоловая кислота обнаружена во многих растениях (бруснике обыкновенной, клюкве трехлепестной), причем встречается в виде гликозидов, так и свободного агликона. Бета-амирин лежит в основе следующих веществ:
олеаноловая кислота (28-карбокси-β-амирин).
глицирретиновая кислота (11-оксо-29-карбокси-β-амирин).
урсоловая кислота олеаноловая кислота
глицирретиновая кислота глицирризиновая кислота
Углеводная часть тритерпеновых сапонинов может присоединяться к агликону в различных положениях:
В 3 положении за счет гидроксильной (-ОН) группы;
в 28 положении за счет карбоксильной (-СООН) группы (при этом связь агликона с сахаром называется ацилгликозидной).
Биосинтез сапонинов
Биогенетическим предшественником агликонов как стероидных, так и тритепеновых сапонинов в растениях является сквален.
С 5 Н 8 мевалоновая геранил- фарнезил- (С 5 Н 8) 6
кислота пирофосфат пирофосфат сквален
холестерол тритерпеновые сапонины
(С 27) (С 30)
Стероидные сапогенины тетрациклические пентациклические
(диосгенин) (даммаран) (α- и β-амирин)
Под действием ферментов сквален подвергается стереоспецифической циклизации. Если циклизация сопровождается потерей атомов углерода, образуется холестерол, содержащий 27 атомов углерода. При окислении и циклизации углеродной цепи холестерола (из 8 атомов) образуется диосгенин. Образование тетрациклических тритерпеновых сапогенинов идет через стадии биосинтеза стероидных соединений. Распространение сапонинов в растительном мире, локализация в растениях. Влияние условий обитания на накопление сапонинов. В растительном мире более широко распространены тритерпеновые сапонины, они обнаружены в растениях почти 70 семейств. Наиболее богаты тритерпеновыми сапонинами представители семейств: аралиевые, синюховые, бобовые, астровые, яснотковые, истодовые, конскокаштановые.Стероидные сапонины встречаются значительно реже в растениях семейств диоскорейные, лилейные, норичниковые, парнолистниковые, амарилиссовые. Стероидные сапонины часто сопровождают в растениях сердечные гликозиды (наперстянки, ландыш, адонис). Растения, вырабатывающие тритерпеновые сапонины, не содержат стероидные и наоборот. В растениях сапонины обычно находятся в клеточном соке почти всех органах в растворенном виде. Содержание сапонинов колеблется в широких пределах. Сапонины найдены во всех органах растений: - в траве (астрагал шерстистоцветковый –Astragalus dasyantus, хвощ полевой – Equisetum arvense, якорцы стелющиеся – Tribulus terrestris); - в листьях (почечный чай –Ortosyphon stamineus); - семенах (кашатан конский – Аеsculus hyppocastanum); - в подземных органах (диоскорея ниппонская – Dioscorea nipponica, синюха голубая – Polemonium coeruleum, заманиха высокая –Echynopanax elatum, солодка голая и уральская - Glycyrrhiza glabra, G. uralensis, женьшень – Рапах ginseng, аралия маньчжурская - Ага11iа mandshurica). В подземных органах накапливается наибольшее количество сапонинов.
Биологическая роль сапонинов в растениях.
Сапонины принимают участие в биохимических процессах в растениях: - в малых концентрациях они ускоряют прорастание семян, рост и развитие растений, а в больших, наоборот, тормозят. Таким образом, сапонины играют роль гормонов роста растений; - сапонины оказывают влияние на проницаемость растительных клеток, что связано с их поверхностной активностью.
Факторы, влияющие на накопление сапонинов.
Среди таких факторов можно выделить следующие:
1) Географический - преимущественно у южных растений больше накапливается сапонинов; 2) Освещенность - положительно влияет на накопление (однако женьшень требует затемнения); 3) Почвенный - внесение удобрений увеличивает содержание сапонинов; 4) На содержание сапонинов в лекарственном сырье влияет возраст растений и место их произрастания: - дикорастущая синюха голубая достигает максимальной продуктивности к 5-6 году жизни, а в культуре - к 2-3 году. При этом содержание сапонинов» подземных органах находится на одном уровне;
- культивируемый женьшень рекомендуется собирать на 5-6 год, т.к. корень быстро растет до 3-х лет и далее его рост замедляется, а с 13 лет наблюдается уменьшение биомассы корней. Это связано с постепенным отмиранием боковых корней;
у диоскореи на второй год развития сапонинов в 2 раза меньше, чем на четвертый.
В период плодоношения (каштан конский).
6) Влияние факторов внешней среды на накопление сапонинов строго специфично. Среди них трудно выявить общие закономерности для всех растений. Есть некоторые особенности: - растения семейства аралиевых являются эндемиками Дальнего Востока, где сложился собственный климатический и почвенный режим; - зависимость накопления глицирризиновой кислоты от типа почв и степени их засоленности характерна для солодки. Чем больше засоленность, тем меньше глицирризиновой кислоты содержат корни солодки. Повышение влажности почвы способствует накоплению глицирризиновой кислоты.
Сырьевая база растений, содержащих сапонины.
Синюха голубая растет по опушкам и вдоль лесных дорог в лесной и лесостепной зонах Европейской части России, в Сибири. Синюха голубая не образует крупных зарослей, пригодных для промышленных заготовок, в связи с чем ее культивируют. На Дальнем Востоке произрастает синюха льноцветковая, этот вид не используется для заготовки сырья. Астрагал шерстистоцветковый растет на юге Европейской части России в степной зоне на суходольных лугах, по склонам балок. Солодки голая и уральская часто образуют сплошные заросли в поймах и долинах рек в степных и полупустынных районах Европейской части России и Сибири. В этих же регионах, как сорняк, встречаются якорцы стелющиеся. Женьшень, заманиха, аралия, диоскорея ниппонская встречаются в лесах Дальнего Востока (Приморский, Хабаровский край). Женьшень культивируют на Дальнем Востоке. В последние годы перспективным является метод культуры тканей. Он заключается в выращивании на определенных питательных средах биомассы сырьевой части лекарственных растений. Полученная таким образом биомасса используется в дальнейшем для получения лекарственных препаратов. В России метод культуры тканей был разработан и освоен на примере женьшеня. Ортосифон тычиночный (почечный чай) импортируют из стран тропической Азии.
Физико-химические,
биологические свойства
Физические свойства. Сапонины - бесцветные или желтоватые аморфные вещества. В кристаллическом состоянии выделены гликозиды, имеющие в углеводной цепи до 4 моносахаридов. Оптически активны. Гликозиды растворимы в воде. Растворимость увеличивается с возрастанием углеводной цепи. В разведенных (60-70%) спиртах растворяются на холоду, в более крепких (80-90%) спиртах - только при нагревании, а при охлаждении выпадают в осадок. Нерастворимы в органических растворителях (ацетон, хлороформ, бензол, диэтиловый эфир).Свободные сапогенины не растворяются в воде и хорошо растворимы в органических растворителях.
В зависимости от рН водных растворов сапонины делят на:
- нейтральные - стероидные и тетрациклические тритерпеновые сапонины; кислые - пентациклические тритерпеновые сапонины. Их кислотность обусловлена наличием карбоксильных (-СООН) групп в структуре агликона и присутствием уроновых кислот в углеводной цепи.
Способы получения.
Выделение сапонинов из растительного сырья включает следующие стадии:
получение экстракта;
Выделение из него суммы сапонинов и их очистка от сопутствующих веществ;
разделение сапонинов на индивидуальные гликозиды.
Методы анализа сырья, содержащего сапонины.
Наличие сапонинов в лекарственном растительном сырье можно установить при помощи качественных реакций, которые проводят непосредственно с сырьем или с извлечением из него. Качественные реакции на сапонины основаны на их физических, химических и биологических свойствах. Для проведения качественных реакций готовят водный настой 1:10 при нагревании на водяной бане. После охлаждения настой фильтруют.
Реакции, основанные
на физических свойствах.
Для проведения реакции на пенообразование берут две пробирки, в одну добавляют 5 мл 0,1 моль/л HCl, в другую добавляют 5 мл 0,1 моль/л NaOH и сильно встряхивают. Если образуется стойкая пена в обеих пробирках или в пробирке с кислотой – это говорит о кислых тритерпеновых сапонинах. Стероидные сапонины дают дают обильную, стойкую пену в щелочной среде.Химические методы.
Относятся реакции осаждения сапонинов и цветные реакции.
1.Из водных растворов сапонины осаждаются гидроксидами бария и магния, солями меди, ацетатом свинца. Причем тритерпеновые – осаждаются средним ацетатом свинца, а стероидные – основным. 2. Из спиртовых извлечений (или растворов) стероидные сапонины и тритерпеновые сапонины выпадают в осадок при добавлении 1% спиртового раствора холестерина в виде холестеридов. 3. Стероидные сапонины, так же как и сердечные гликозиды, дают реакцию Либермана-Бухарда с уксусным ангидридом и кислотой концентрированной серной – образуется быстро переходящая окраска от розовой до зеленой и синей. 4. Реакция Санье - стероидные сапонины от тритерпеновых можно отличить по реакции с 1% раствором сурьмы треххлористой, концентрированной серной кислотой, содержащей уксусный ангидрид, если образуется желтое окрашивание. Учитывая, что многие из перечисленных химических реакций могут давать и другие соединения, проводят еще и биологические испытания. На биологических свойствах сапонинов основана реакция гемолиза с 2 % взвесью эритроцитов в изотоническом растворе. Кровь становится прозрачной, ярко-красной. Для проведения этой реакции из растительного сырья готовят настой на изотоническом растворе. Государственная фармакопея XI издания (вып.2) рекомендует использо-вать качественные реакции для подтверждения подлинности для трех видов сырья. 1. Корневища с корнями синюхи голубой. С водным извлечением проводится реакция пенообразования, основанная на способности сапонинов снижать поверхностное натяжение жидкости (воды) и давать в отваре стойкую и обильную пену после встряхивания. 2. Корни аралии маньчжурской. Метанольное извлечение хроматографируют в тонком закрепленном слое силикагеля (на пластинках «Силуфол») в системе растворителей хлороформ-метанол-вода (61:32:7). В качестве свидетелей используют раствор «Сапарала». Хроматограмму проявляют 20% H 2 SO 4 и нагревают в сушильном шкафу (1=105°С) в течение 10 мин. Появляются 3 пятна вишневого цвета на уровне пятен аралозидов в «сапарале».
3. Корни женьшеня.
А) Реакция с порошком корня женьшеня (на гликозиды). При нанесении конц. H 2 SO 4 на порошок корня женьшеня через 1-2 минуты появляется кирпично-красное окрашивание, переходящее в красно-фиолетовое, а затем - в фиолетовое. б) Наличие панаксозидов доказывают при помощи разделения извлечения из корня женьшеня в тонком слое силикагеля и последующим проявлением хроматограммы раствором фосфорно-вольфрамовой кислоты при нагревании. Панаксозиды проявляются в виде розовых пятен. Единого метода количественного определения сапонинов в лекарственном растительном сырье нет. Чаще всего используют физико-химические методы: 1.Потенциометрический метод . Метод основан на определении изменения электродвижущей силы (ЭДС) в результате титрования. Метод используется для определения суммы аралозидов в корнях аралии маньчжурской. Этапы определения : - подготовительный; экстракция аралозидов метиловым спиртом и их кислотный гидролиз:
R 1 , R 2 – сахара олеаноловая кислота - очистка от сопутствующих веществ - осаждение олеаноловой кисло-ты в результате смены растворителя (разбавление спиртового извлече-ния водой и охлаждение); - растворение олеаноловой кислоты в горячей смеси метилового и изобутилового спиртов (1:1,5);
Количественное определение - титрование раствором едкого натра (0,1 моль/л) в смеси метилового спирта и бензола:
Точку эквивалентности определяют потенциометрически.
2. Спектрофотометрический метод . Метод основан на способности сапонинов и их окрашенных комплексов поглощать монохроматический свет при определенной длине волны. Метод предложен для определения содержания сапонинов в следующих видах сырья: а) корневища с корнями диоскореи ниппонской. Проводят кислотный гидролиз сапонинов с последующим проведением реакции свободного агликона (диосгенина) с реактивом (п-диметиламинобензальдегид). Образуется окрашенный комплекс; б) корни солодки. Проводят осаждение глицирризиновой кислоты концентрированным раствором аммиака. Осадок растворяют и определяют оптическую плотность полученного раствора. 3. Гравиметрический метод - определение экстрактивных веществ. Метод основан на определении сухого остатка после высушивания суммы веществ, извлеченных из сырья соответствующим экстрагентом. Метод предложен для оценки качества сырья женьшеня, почечного чая, синюхи голубой, солодки. В сырье астрагала шерстистоцветкового и заманихи высокой количественное содержание биологически активных веществ не определяют. 4. Ранее для количественной оценки сырья использовали определение гемолитического индекса и пенного числа. Количественное определение сапонинов гемолитическим методом основано на предположении, что гемолитическое действие прямо пропорционально количеству вещества в растворе. Гемолитический индекс – наименьшая концентрация извлечения из сырья, которая вызывает полный гемолиз эритроцитов. Для этого к настою сырья на изотоническом растворе добавляют 2% взвесь бараньих эритроцитов. В результате гемолиза кровь становится прозрачной, ярко-красной, лакированной (эритроциты перейдут в плазму). Расчет проводят на 1 г испытуемого вещества. 5. Пенное число – наименьшая концентрация извлечения из 1 г сырья, при встряхивании которого в течение 15 секунд образуется пена, устойчивая в течение 15 минут. 6. Определяли силу действия сапонинового сырья на рыбах, то есть рыбный индекс . Это наименьшая концентрация извлечения, при которой гибнут рыбы массой до 0,5 г, длиной 3-4 см в течение 1 часа. При выяснении структуры сапонинов помимо традиционных методов (элементарный анализ, определение молекулярной массы) широко используются методы УФ-спектроскопии, ИК-спектроскопии, Ямр-спектроскопии. ИК- спектроскопия при исследовании тритерпенов применяется для обнаружения и характеристики двойных связей, гидроксильных групп, О-ацильных группировок, карбонильных, карбоксильных, метильных групп. По характерным полосам поглощения CH 3 -групп в области 1245-1392 см -1 отличают тетрациклические тритерпены от пентациклических групп альфа- и бета- амирина, а также последние друг от друга. По ИК спектрам продуктов окисления оксидом рутения (1У) предложен метод доказательства положения изолированной двойной связи в тритерпенах. Строгое отнесение сапонинов к сткроидам может быть сделано на основании ИК спектров и их генинов: наличие полос поглощения при 852(866), 900 (900), 922(922), 987 (982) см -1 (спирокетальная группировка нормального и изо-(рядов) позволяет однозначно отнести сапонины к стероидному ряду. В последнее время при исследовании структур пентациклических тритерпенов получила распространение масс-спектрометрия и методы ЯМР спектроскопии. Установление строения углеводного остатка тритерпеновых и стероидных сапонинов осуществляется с помощью методов структурной химии олиго- и полисахаридов. Сюда входит: определение качественного и количественного состава моносахаридов; установление последовательности моносахаридных остатков в углеводной цепи; определение положения гликозидных связей в моносахаридных остатках; определение размеров оксидных циклов моносахаридов; установление конфигурации гликозидных центров. Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего сапонины. Заготовку сырья, содержащего сапонины, проводят в период их максимального накопления по правилам заготовки гликозидсодержащего сырья. Особенностями заготовки и сушки являются:
Корни солодки заготавливают с марта по ноябрь;
Корни солодки, корневища с корнями диоскореи ниппонской, траву якорцев стелющихся допускается сушить на солнце.
Хранится сырье по общему списку.
Пути использования сырья, содержащего сапонины.
Лекарственное растительное сырье, содержащее сапонины, используется для получения разнообразных лекарственных форм и препаратов. 1. Экстемпоральные лекарственные формы. 1. Настои (infusum);
Листья почечного чая;
трава астрагала шерстистоцветкового.
Корневища с корнями синюхи голубой;
Корни солодки.
3. Порошок (pulvis) корней солодки сложный. 4. Сборы (species):
Сбор отхаркивающий № 2;
Сбор «Арфазетин» (входят корни аралии или корневища с корнями заманихи);
сборы мочегонные, противоязвенные, отхаркивающие.
Женьшеня, биоженьшеня;
Заманихи;
2. Экстракты (ехtracta):
Сухой экстракт корней солодки;
Густой экстракт корней солодки (входит в состав грудного эликси-ра).
3. Препараты, содержащие сумму сапонинов.«Сапарал» - сумма аммонийных солей аралозидов.
«Полиспонин» - сумма сапонинов диоскореи ниппонской.
«Трибуспонин» - сумма сапонинов якорцев стелющихся.
1 . «Глицирам» - аммонийная соль глицирризиновой кислоты.
2. «Глидеринина мазь» (глидеринин выделен из экстракта корня солодки). 5. Полусинтетические препараты. «Кортизон» (гормон коры надпочечников) - получают на основе стероидного сапогенина диосгенина. 6. Комплексные препараты.
- «Амтерсол» (сироп, в состав входит экстракт корня солодки).
Грудной эликсир.
Настойка биоженьшеня с витаминами и минеральными солями.
- «Сафинор» (в состав входит «Сапарал»).
7. Препараты на основе других групп биологически активных веществ
1. «Ликвиритон» - спазмолитическое, противовоспалительное, артацидное средство. 2. «Флакарбин» - спазмолитическое, противовоспалительное, капилляроукрепляющее средство. Оба препарата получены на основе флавоноидов корней солодки. Применяются при язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, а также при гиперацидных гастритах. Сапонины используют также в пищевой промышленности, в технике и изготовления огнетушителей), в парфюмерии (как мягкие моющие средства). Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих сапонины. Сапонины обладают широким спектром фармакологического действия. 1. Гипохолестеринемическое и противосклеротическое действие. Сапонины обладают способностью снижать уровень холестерина в крови, что приводит к снижению склеротических изменений в кровеносных сосудах и уменьшению их ломкости. Действие характерно для стероидных сапонинов диоскореи ниппонской и якорцев стелющихся. 2. Кортикотропное действие (подобное действию кортизона и других гормонов коркового слоя надпочечников). Регулируется водно-солевой обмен, проявляется противовоспалительное и антиаллергическое действие. Характерно для сырья солодки, применяют при астме, экземе, дерматитах. 3. Диуретическое действие характерно для сырья почечного чая и астрагала шерстистоцветкового, препараты которых применяются при отеках сердечного происхождения. 4. Отхаркивающее действие. Сапонины повышают секрецию желез верхних дыхательных путей. Это ведет к разжижению мокроты, что облегчает и ее эвакуацию. Такое действие характерно для сапонинов солодки и синюхи голубой. 5. Тонизирующее , стимулирующее, адаптогенное действие. Характерно для сапонинов женьшеня, заманихи высокой, аралии маньчжурской. Препараты применяют при переутомляемости, усталости, гипотонии, как иммуномодуляторы. 6. Седативное действие характерно для сырья синюхи голубой. 7.Лекарственные растения тибетской медицины
КнигаИзлагается методика изучения ассортимента лекарственных средств тибетской медицины в нашей стране и за рубежом. Приводится анализ некоторых тибетских текстов с описаниями растений, содержащими сведения по фармакогнозии.
Методические рекомендации и требования, предъявляемые кафедрой фармакогнозии с ботаникой к выполнению контрольных работ по фармакогнозии на четвертом курсе в 8 семестре заочного обучения
Методические рекомендацииПодготовку к контрольной работе следует начать с уяснения темы, ее временных рамок, знакомства с соответствующим разделом (главой) учебника, нормативной документацией.
Лекция №3 перспективы использования дальневосточных лекарственных растений
ЛекцияВо все времена человек всегда обращался за помощью к целительным растениям окружающей нас природы. Свыше 40% всех медицинских препаратов изготавливается из растительного сырья, многие растения применяются в народной медицине.
Сапонины - это сложные органические соединения из гликозидов растительного происхождения. Элементы обладают сложной структурой и воздействуют на человеческий организм в широком спектре в зависимости от составляющих соединений.
Физические и химические свойства
Молекулярная формула такого соединения очень сложна и может распадаться на большое количество отдельных элементов. Сапонины можно условно разделить на два основные группы:
Стероидные сапонины. Данный элемент относится к группе гликозидов и обладает сложной структурой, которая состоит моносахаридов;
Тритерпеновые сапонины. В этом варианте цепь состоит из углеводных цепочек.
При растворении в воде элемент дает густую пену, поэтому часто входит в состав моющих средств и в пищевых продуктах. Однако применение внутрь обладает еще более широким эффектом, а извлекают из разнообразных растений.
Применение и особенности
Сапонины используют для лечения различных заболеваний. Вещество обладает широким спектром воздействия и может повлиять на организм следующим образом:
Отхаркивающее средство. Действует возбуждающе на дыхательную систему и усиливает выработку слизи, поэтому поможет быстрее прочистить бронхи и избавиться от очага инфекции.
Мочегонное и слабительное средство. Элемент способен распадаться на отдельные соединения и стимулирует выработку ферментов.
Гормональное воздействие. Стероидные сапонины активируют синтез кортикостериодов и стимулируют выработку гормонов, обладая эмульгирующим эффектом.
Лечение атеросклероза. Сложные соединения распадаются на отдельные элементы и могут очищать кровь от жировых веществ, которые образуют артериальные бляшки.
По вкусовым ощущениям вещество обладает неприятным вкусом и может вызывать чихание. Прием внутрь возможен и в профилактических целях, а попадание в организм не несет прямой угрозы для человека. Однако передозировка препарата вызывает раздражение желудочно-кишечного тракта.
Разные типы могут иметь различный эффект на организм человека. К примеру, стероидная группа используется при гипертонии и лечит атеросклероз. Тритерпеноидные сапиноны воздействуют на выработку гормонов и активизируют работу секреций желез.
Стоит отметить и то, что эти растительные элементы можно получить из разных растений, и в зависимости от этого может поменяться и причина приема препарата. Если экстракт солодки с сапонинами лечит почечную недостаточность, то препарата на основе синюхи лазурной чаще используется в качестве отхаркивающего средства. В женьшене также содержится определенное количество этого полезного вещества.
Химические вещества сапонины (также гликозиды, сапонизиды или гетерозиды) - это производные тритерпеноидов и стероидов. Они обладают поверхностной и гемолитической активностью, а также токсичны для хладнокровных видов животных. Сапонины делятся на тритерпеновые и стероидные. Они содержатся в стеблях, листьях, цветах, корнях и плодах растений. Эти вещества состоят из углеводов и агликона.
Описание и характеристика
Любой сапонин, свойства которого имеют несколько характерных черт, отличается заметным воздействием на биологические организмы. Это вещество вызывает гемолиз эритроцитов и образует холестерин (из-за этого оболочка эритроцитов теряет свою полупроницаемость). Действие сапонинов приводит к попаданию в кровь гемоглобина. Вследствие такого эффекта у холоднокровных животных нарушается работа жабр.
Многие организмы погибают от яда, который выделяют сапонины. Что это такое? Данные соединения представляют собой аморфные или кристаллические гигроскопические вещества желтоватого оттенка (или бесцветные). Для сапонинов характерна высокая температура плавления и разложения. Они способны понижать поверхностное натяжение, из-за чего при встряхивании их водные растворы образуют обильную устойчивую пену. В хлороформе, бензоле и диэтиловом эфире сипонины нерастворимы. Иначе дело обстоит с водой, этанолом и метанолом. В этих гидрофильных растворителях сапонины растворимы в случае высокого содержания моносохаридов в их молекулах.
Примеры сапонина в природе
Далеко не одно семейство растений содержит сапонины. Всего ученые насчитывают около 40 подобных видовых групп. Клетки таких растений содержат растворенные сапонины. Что это такое? Чаще всего это часть химического состава подземных растений. Тритерпеновые сапонины характерны для гвоздичных, аралиевых, бобовых, синюховых, истодовых, конскокаштановых, розоцветных и т. д. Это такие распространенные растения, как солодка, женьшень или, например, аралия.
Стероидные сапонины входят в состав растений, принадлежащих к семействам лилейных, норичниковых, агавовых, диоскорейных и т. д. К данной группе относятся сарсапариль, наперстянки и диоскореи.
Интересно, что представители растительного мира выделяют сапонины для собственной защиты от патогенов. Так, гликозиды стимулируют скорость их роста, устойчивость к стрессу и улучшают всхожесть. Посредством сапонина изменяется состав каротиноидных пигментов, участвующих в фотосинтезе. Вещество может вырабатываться в листьях, откуда оно транспортируется по остальному растению. Полезное соединение копится в специальных клетках стеблей и эпидермиса. В конце концов оно попадает в корневище, отвечающее за вегетативное размножение. Сапонины вырабатываются с увеличенной скоростью в случае повреждения тканей растения.
Гидролиз и содержание моносахаридов
Биологические сапонины в растениях гидролизуются кислотами. Они могут образовывать молекулярные комплексы с липидами, стеринами, белками и фенольными соединениями. Сапонины (точнее, их углеводная часть) содержат от 1 до 11 моносахаридов. В зависимости от этого количества вещество относится к определенному типу: олигозидам, пентозидам, триозидам, биозидам, монозидам.
Чаще всего в них содержатся такие вещества, как D-ксилоза, D-глюкоза, D-галактоза, L-арабиноза, L-рамноза и т. д. Подобные элементы и включают в себя сапонины. Что это такое? Моносахариды - органические соединения, формирующие углеродные цепочки, которые могут быть разветвленными или линейными. Стероидные виды сапонинов состоят из 1-5 таких элементов, тогда как тритерпеновые могут их насчитывать 10 и даже больше.
Экстрагирование сапонинов
Получение сапонинов из исходного природного сырья осуществляется в несколько этапов. Сначала происходит экстрагирование (перевод компонентов из твердого тела в жидкость с помощью растворителя). Затем полученное вещество очищается и разделяется.
Для экстрагирования используются полярные растворители - этанол и метанол с различной концентрацией. Также применяется раствор натрия хлорида. В некоторых случаях перед экстракцией сырье обрабатывается эфиром и углеродами. Без этой процедуры невозможно разрушение сложнорастворимых комплексов, включающих сапонины, белки, стерины и фенольные соединения.
Очистка
Способ очистки полученных сапонинов зависит от их структуры. Например, полярные виды плохо растворяются в метиловом и а при охлаждении или добавлении этанола образуют характерный осадок. Иначе дело обстоит с гликозидами. Они выпадают в осадок после разбавления водой спиртовых экстрактов, а также плохо растворяются в самой воде. Для очистки тритерпеновых сапонинов необходима щелочь. Также на них действует ацетон, диэтиловый эфир, этилацетат, изоамиловый и
Другие методы очистки основаны на свойстве сапонинов создавать вместе с ацетатом свинца или гидроксидом бария нерастворимые в воде соли. После получения таких комплексов их разлагают. Подобные методы необходимы для того, чтобы образовывались наиболее чистые сапонины. наиболее качественные и лишенные примесей компоненты с однородным составом.
Хроматографическое разделение
Любые растительные вещества (например, флавоноиды, сапонины и т. д.) требуют тщательной обработки. При их очистке, помимо уже описанных методов, сегодня часто применяется хроматографическое разделение. В этом случае используются такие растворители, как уксусная кислота, н-бутанол, хлороформ, водный аммиак, н-пропиловый спирт, метанол и т. д.
Вслед за предварительным хроматографическим разделением начинается обработка кислотными реагентами - фосфорно-молибденовой кислотой, пятихлористой сурьмой и т. п. В результате сапонины образуют полиены - сопряженные ненасыщенные соединения. Они могут быть окрашены в красно-фиолетовый или розовый цвет (в зависимости от структуры вещества).
Применение
Сапонины используются с самыми разными целями. К примеру, их добавляют в пенообразующий агент в огнетушителях (в силу того, что эти вещества образуют обильную пену). Также сапонины включают в состав суспензий и эмульсий, тем самым стабилизируя эти Вещества данной группы отличаются эмульгирующими свойствами, что делает их полезным компонентом мыла.
Сапонины применяются при приготовлении некоторых напитков (например, пива), а также кондитерских изделий (халвы). Они производятся в качестве диетических и пищевых добавок. Также их используют в медицинских средствах (седативных, тонизирующих, отхаркивающих, вакцинах и т. д.). Несмотря на терапевтическую пользу, сапонины из-за своей токсичности требуют осторожности при употреблении.
Использование в фармакологии
Сапонины солодки с давних времен известны своим антиаллергическим и противовоспалительным действием. Препараты на их основе могут представлять собой порошок, сироп или экстракт. Солодковый корень - основа пилюль. Он добавляется для улучшения вкуса микстур и препаратов. Солодки используют в случае вирусных инфекций кожи и половых органов, а также при лишае.
Самой полезной с точки зрения фармакологии частью сапонинов считается глицирретиновая и глицирризиновая кислоты. На их основе производятся препараты, помогающие в борьбе с бронхиальной астмой. Другой полезный компонент - флавоноид. Эти соединения входят в состав флакарбина и ликиритона, обладающих противоязвенным, антисекреторным, спазмолитическим и противовоспалительным действием. Данные препараты употребляются при язве желудка и двенадцатиперстной кишки или гастрите.
Полезное действие женьшеня известно на Востоке уже несколько тысячелетий, где это растение стало популярным лекарственным средством и символично называется «корнем жизни». В Китае и Корее его используют в приготовлении пищи. оказывают тонизирующее и стимулирующее действие, их употребляют в качестве адаптогена. Средства на основе этих реагентов используются при лечении надпочечников. Концентрация сапонинов в женьшене достигает максимума при достижении растением шестилетнего возраста.
Влияние на человеческий организм
Как и алкалоиды, сапонины оказывают воздействие на человеческое здоровье. При попадании в полость рта или на слизистые оболочки носа и глаз они вызывают раздражение. Начинается усиленная секреция желез, что помогает избавиться от мокроты и помогает бронхам. Однако концентрация сапонинов для человеческого организма может быть и чрезмерной. В таком случае происходит раздражение кишечника и желудка. Токсичное воздействие данных веществ приводит к рвоте, тошноте, головокружению и диарее.
Сапонины полезны в качестве веществ, благодаря которым другие лекарственные средства быстрее всасываются в человеческий организм. Их действие зависит от конкретного растения. Помимо уже упомянутых эффектов, они могут оказать противоязвенный, легкий слабительный, адаптогенный, кортикотропный и диуретический эффект.
Сырье
Одним из самых частых источников сырья для выделения сапонинов является аралия маньчжурская. Это небольшое и быстрорастущее дерево высотой от 3 до 6 метров. Оно отличается поверхностной корневой системой и внешне похоже на пальму. Растение распространено на Дальнем Востоке России, в том числе в Хабаровском крае, Приморском крае и Амурской области.
Сапонины находятся в корнях аралии. При их заготовке используются растения возрастом от 5 до 15 лет. Корни собирают осенью или весной перед распусканием листьев. Их выкапывают ломами и лопатами. Затем требуется сушка, чаще всего она проводится в специальных сушилках, температура в которых достигает 60 °С. Срок годности такого сырья составляет три года.
Сапонины- безазотистые гликозиды, которые при взбалтывании в воде образуют стойкую пену. Сапонины получили своё название от латинского «sapo», что в переводе означает мыло. Первые сапонины были выделены в 1819 г из мыльнянки, принадлежащей к семейству гвоздичных. Молекула сапонина,как и все , состоит из углеродной части- моносахарида и агликона, называемого сапогенином. Они хорошо растворимы в воде и спирту и не содержат серы.
Распространение сапонинов
.Сапонины встречаются как в растительном, так и в животном мире. Растения содержат сапонины в корнях на примере , синюхи, первоцвета, диоскореи, в листьях наперстянки и в цветках коровяка, в растворённом состоянии в клеточном соке. Среди животного мира на сапонины богаты пиявки, пчёлы и очковые змеи.
Классификация сапонинов
.По химическому строению агликона сапонины делятся на стероидные и тритерпеновые.
Стероидные сапонины.
Стероидные сапонины принадлежат к группе природных гликозидов, которым характерна значительная гемолитическая активность. Стероидные сапонины находятся в разных растениях, но главным образом в растениях семейства бобовых, лютиковых, лилейных, диоскорейных. При изучении биологического действия стероидных сапонинов выявлено значительную фунгицидное, противоопухолевое, цитостатическое действие. Они понижают артериальное давление, нормализуют сердечный ритм, замедляют и углубляют дыхание. Препарат полиспонин, изготовленный из диоскореи, используют для больных на . Стероидные сапонины являются исходным материалом для синтеза стероидных гормонов.
Тритерпеновые сапонины.
Большинство тритерпеновых сапонинов оказывают гемолитическое действие. Они разрушают оболочку эритроцитов и освобождают гемоглобин. Тритерпеновые сапонины обладают горьким вкусом, раздражают слизистую оболочку глотки, желудка и кишок, вызывают рвоту и увеличивают секрецию бронхов. Назначают сапонины при сухом кашле для разрежения мокроты. Тритерпеновые сапонины различных растений оказывают различное фармакологическое действие. Сапонины солодки голой обладают эстрогенной активностью, сапонины элеутерококка увеличивают сопротивляемость организма, панаксозиды корня женьшеня имеют адаптогенное действие. Тритерпеновые сапонины олеиновой кислоты, находящиеся в корнях аралии маньчжурской используют для снятия стресса, усиливает сокращение миокарда, употребляют при астеноневротических состояниях.
Тритерпеновые сапонины очень широко используют в пищевой и лёгкой промышленности. Корень солодки используют для производства пива и шипучих напитков, а также для мочения яблок и брусники, и изготовления халвы. Пена тритерпеновых сапонинов не содержит щелочей и тому широко используется для стирки белья, которые не теряют структуру и цвет. Текстильная промышленность использует тритерпеновые сапонины для фиксации цвета, а пожарная для образования пены в противопожарных средствах.
