Молекулярные механизмы мембранотропного действия сапонинов. Тритерпеновые сапонины (гликозиды)

Сердечные гликозиды являются одной из основных групп лекарственных средств, используемых в терапии острой и хронической сердечной недостаточности (ОСН и ХСН). Вызывает доверие то, что источником для производства гликозидов являются известные растения, например, ландыш майский, или наперстянка, а также горицвет.

Эти лекарственные средства помогают значительно повысить работоспособность сердечной мышцы, что отражается на эффективности работы самого сердца. Однако приемом сердечных гликозидов категорически нельзя увлекаться – большие дозы представляют собой сердечный яд.

Несмотря на то, что сердечные гликозиды (СГ) не оказывают влияния на общую продолжительность жизни пациента, их применение позволяет:

значительно улучшить качество жизни;
уменьшить выраженность симптоматики СН;
снизить частоту декомпенсаций заболевания и связанных с ними госпитализаций.

Эти препараты позволяют значительно снизить количество приступов у пациентов с мерцательной аритмией на фоне хронической недостаточности.

Сердечные гликозиды – это обширный класс безазотистых соединений, имеющих растительное происхождение и содержащих сахара и агликоны. Кардиотоническая активность СГ обуславливается именно агликонами. А наличие сахаров (глюкозы, рамнозы, галактозы) обеспечивает степень биодоступности сердечных гликозидов и их способность проникать сквозь клеточные мембраны и фиксироваться в тканях.

Сердечные гликозиды содержат различные растения: ландыши, различны виды наперстянки, горицветы, желтушник, строфант. В народной медицине они издавна использовались в качестве противоотечных средств. Их воздействие на сердце и способность нормализировать кровообращение были установлены около двухсот лет назад.

Справочно. На данный момент препараты сердечных гликозидов входят в число наиболее эффективных для терапии СН с выраженным ослаблением способности сердечной мышцы к сокращению, частыми декомпенсациями и тахисистолической мерцательной аритмией.

Механизм действия гликозидов

Сердечная недостаточность сопровождается значительным снижением коэффициента полезного действия сердца. То есть, при уменьшении
способности сердца сокращаться, одновременно увеличивается расход миокардом энергии и кислорода для осуществления своей работы.

Развитие сердечной недостаточности сопровождается:

нарушением равновесия ионов;
изменениями в обмене белков и липидов;
выраженным снижением ударного объема;
повышением венозного давления и венозным застоем;
нарастанием гипоксии и тахикардии;
нарушением кровотока в капиллярах;
отеками;
нарушением работы почек, снижением диуреза;
появлением одышки и цианоза.

Применение СГ позволяет:

нормализировать равновесие ионов (в клетках миокарда увеличивается содержание свободных кальциевых ионов, необходимых для синтезирования актомиозина – белка, используемого для осуществления сократительной деятельности сердца);
нормализировать осуществление метаболизма и энергетического обмена в миокарде;
увеличивать систолу (желудочковые сокращения) и ударный объем;
повышать АД и замедлять ЧСС;
удлинять диастолический период (расслабление миокарда в периоде между сокращениями);
угнетать проводимость сердца, устраняя развитие рефлекторной тахикардии;
стабилизировать показатели гемодинамики устранять явления застоя крови, оказывать противоотечный эффект, нормализировать работу почек и восстанавливать нормальный диурез.

Некоторые гликозидные препараты, например, сердечный гликозид, полученный из ландыша или горицвета, дополнительно влияют на ЦНС (седативное воздействие).

Классификация

Единой классификации сердечных гликозидов не существует. Как правило, используют разделение СГ по происхождению и длительности действия.

Продолжительность воздействия препарата зависит от способности гликозида прочно связываться с белками, а также от скорости его биотрансформирования и утилизации из организма.

Средства длительного действия

К СГ с длительным действием и выраженным эффектом кумуляции (способности к накоплению при последующих применениях) относят подгруппу наперстянки. Гликозиды с длительным действием, после перорального приема, начинают оказывать максимально кардиотоническое воздействие через восемь- двенадцать часов после приема. Эффект от длительных СГ продолжается от десяти и более суток.

Справочно. После введения препаратов в вену, они начинают действовать в течение от тридцати до 90-та минут. Максимальная эффективность лекарства проявляется через 4-8 часов.

Из этой группы гликозидов наиболее часто используют препараты дигитоксин и дигоксин, полученные из пурпурной и крупноцветной наперстянки.

Средства средней продолжительности действия

К СГ, обладающим средней продолжительностью воздействия, относят сердечные гликозиды, полученные из ржавой и шерстистой наперстянки (целанид и дигоксин), а также препарат горицвета.

Сапонины оказывают благоприятное воздействие на уровень холестерина, стимулируют иммунную систему, оказывают антиоксидантное действие и даже могут поддерживать прочность костей

Сапонины – это встречающиеся в природе растительные гликозиды. Сапонины обладают мылоподобными качествами и при смешивании с водой производят мыльную пену. Более ста семейств растений содержат сапонины. Выделяют более 11 классов сапонинов: даммараны, тирукалланы, люпаны, гопаны, олеананы, тараксастераны, урсаны, циклоартраны, ланостаны, кукурбитаны и стероиды. Считается, что много других разновидностей сапонинов остаются нераскрытыми.

Слово сапонин происходит от латинского слова sapo – «мыло». Верный своему имени, корень растения сапонария традиционно используется в качестве мыла.

Сапонины очень полезны для здоровья человека. Исследования показали, что эти вещества укрепляют иммунную систему, нормализуют уровень холестерина в крови, а также улучшают общее самочувствие человека.

Почему сапонины полезны?

Сапонины имеют уникальную химическую структуру, которая производит пену при смешивании с водой (так же, как моющее средство). Сапонины могут связываться с водой, а также с жирами и маслами. Это означает, что в желудочно-кишечном тракте сапонины производят эмульгирование жирорастворимых молекул. В частности, сапонины связываются с желчными кислотами и помогают выводить их из организма, предотвращая реабсорбцию холестерина. Можно даже сказать, что сапонины «смывают» различные токсины.

Уникальная химическая структура сапонинов обусловливает их потенциальную пользу для здоровья. Сапонины оказывают благоприятное воздействие на уровень холестерина, стимулируют иммунную систему, оказывают антиоксидантное действие и даже могут поддерживать прочность костей.

Сапонины полезны для снижения уровня холестерина

Сапонины снижают уровень холестерина в крови. Организм использует холестерин для получения желчи, необходимой для пищеварения. Сапонины связываются с желчью и предотвращают реабсорбцию холестерина обратно в кровь. Многие лекарственные препараты для снижения уровня холестерина работают таким же образом.

То, что сапонины могут снижать уровень холестерина, было известно на протяжении многих десятилетий. Исследование 1977 животных показало, что эти вещества снижают поглощение холестерина. Отдельное исследование показало, что когда крысам давали экстракт сапонинов, то у них снижался уровень «плохого» холестерина, не влияя на уровень «хорошего» холестерина.

Сапонины полезны для укрепления иммунной системы

Важные для профилактики рака вещества

Сапонины эффективно подавляют рост раковых клеток. В частности, некоторые сапонины оказывают антиоксидантное действие и могут быть токсичными по отношению к раковым клеткам.

Мембрана раковых клеток содержит вещества по типу холестерина. Сапонины способны связываться с этими соединениями и нарушают пролиферацию раковых клеток. Согласно статье, опубликованной в журнале «Питание», сапонины из соевых бобов могут замедлить рост раковых клеток. Другие исследования также показали, что сапонины вызывают гибель раковых клеток и замедляют рост опухоли.

Другие полезные свойства сапонинов

Исследования открыли много полезных свойств сапонинов. В частности, было показано, сапонины из кукубхи (Арджун дерева) могут быть полезны при заболеваниях почек или мочевых камней. В другом исследовании было показано, что сапонины могут быть полезны для лечения депрессии.

Другие положительные качества сапонинов включают поддержку клеток Купфера в печени и поощрение нормальной детоксикации. Сапонины, которые были обнаружены в овсе и шпинате, улучшают пищеварение, ускоряют способность организма усваивать кальций и кремний. В исследованиях на животных было показано, что сапонины нормализуют уровень сахара в крови и поддерживают нормальную плотность костной ткани.

Где содержатся сапонины?

Сапонины широко распространены в пищевых продуктах, часто добавляемых в качестве эмульгатора. Некоторые газированные напитки содержат сапонины, извлекаемых из юкки и квиллайи. Эти вещества применяют для образования пены в напитках.

Оболочку ягод растения сапиндус можно применять в качестве естественного моющего средства для стирки. Это растение также называют мыльным деревом. Твердая оболочку, которая напоминает орех (мыльный орех), высвобождает сапонины, которые при контакте с водой действуют в качестве моющего средства. Это прекрасное средство для стирки! Вы когда-либо применяли сапонины? Оставьте свой комментарий ниже и поделитесь с нами своей информацией.

Главная > Документ

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:

2. Тритерпеновые сапонины - имеют общую формулу (С 5 Н 8) 6 ,

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),

С медицинской точки зрения, наиболее важными являются производные альфа-амирина и бета-амирина, которые отличаются между собой расположением заместителей – метильных (-СН 3) групп в положениях 19 и 20 кольца Е.

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).

Олеаноловая кислота является агликоном сапонинов (аралозидов) аралии манчжурской, синюхи голубой, каштана конского, первоцвета весеннего, календулы ле-карственной, патринии средней.

глицирретиновая кислота (11-оксо-29-карбокси-β-амирин).

Глицирретиновая кислота является агликоном глицирризиновой кислоты (в 3 положении присоединяется углеводная цепь из двух молекул глюкуроновой кислоты). Глицирризиновая кислота содержится в солодке голой и солодке уральской.

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).

- с сапогенином могут быть связаны две углеводные цепи (за счет гидроксильной группы в 3 положении и карбоксильной группы в 28 положении в этом случае сапонины относятся к дигликозидам. Углеводная часть тритерпеновых гликозидов может содержать 1-11 моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, арабиноза, фруктоза, глюкуроновая и галактуроновая кислоты). Она может быть линейной и разветвленной, например, у аралозидов - сапонинов аралии манчьжурской. Разветвление углеводной цепи происходит от первого сахарного остатка, связанного с агликоном.

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;

у диоскореи на второй год развития сапонинов в 2 раза меньше, чем на четвертый.

5) на накопление сапонинов влияют стадии онтогенеза (т.е. развития) 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 (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. Гидроксильные группы могут быть ацилированы уксусной, пропионовой, ангеликовой кислотами. Специфическим свойством сапонинов является их способность снижать поверхностное натяжение жидкостей (воды) и давать при встряхивании стойкую обильную пену. Химические свойства обусловлены структурой агликона, наличием отдельных функциональных групп, а также присутствием гликозидной связи. Сапонины гидролизуются под влиянием ферментов и кислот. Производные мевалоновой и глицирритиновой кислот гидролизуются под воздействием щелочей. При взаимодействии с кислотными реагентами (SbCl 3 , SbCl 5 , FеС1з, конц. H 2 SO 4) образуют окрашенные продукты. Кислые сапонины образуют нерастворимые комплексы с солями тяжелых металлов (Ва, РЬ). 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. 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 жабер, 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 (1:1 000 000). Агликоны сапонинов для холоднокровных животных не токсичны.

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.

Обычно суммарный экстракт для выделения сапонинов получают обработкой сырья полярными растворителями: метиловым или этиловым спиртом и водой.Сырье предварительно обрабатывают петролейным эфиром или четыреххлористым углеродом для разрушения комплексов сапонинов со стеринами. Методы выделения Гликозиды с небольшим числом моносахаридных остатков (3-4) обычно плохо расторимы в воде и выпадают в осадок при разбавлении спиртовых растворов водой. Полярные сапонины плохо растворимы в метиловом и этиловом спиртах и выпадают в осадок при охлаждении или продолжительном стоянии спиртовых растворах, либо при добавлении спирта к водным и водно-спиртовым растворам. Кислые сапонины растворимы в водных растворах щелочей и выпадают в осадок при подкислении. Из спиртовых растворов тритерпеновые сапонины осаждают этиловым эфиром, ацетоном, этилацетатом, а некоторые – бутиловым и изоамиловым спиртами. Из водных растворов сопутствующие малополярные примеси извлекают этиловым эфиром, хлороформом, четыреххлористым углеродом, а тритерпеновые гликозиды – бутиловым или изоамиловым спиртами. Полученные сапониновые фракции очищают повторным переосаждением, что, однако, не приводит к полной очистке от полярных сопутствующих веществ: неорганических примесей, моно- и олигосахаридов, гликозидов других классов, органических кислот и др. Ряд методов основан на способности сапонинов образовывать нерастворимые в воде или водном спирте соли с гидроксидом бария или ацетатом свинца и комплексы с холестерином, таннинами, белками. Соли затем разлагают угольной или серной кислотами; Холестериновые комплексы – извлечением холестерина бензолом, толуолом, этиловым эфиром или пиридином. Танниновые – кипячением с водной суспензией оксида цинка. Белковые – извлечением гликозидов подходящими органическими растворителями. Эта группа методов дает более чистую сумму сапонинов, но не является общей методикой и не гарантирует количественного выделения и отсутствия значительного содержания балластных веществ в отдельных случаях. Сапонины, образующие коллоидные растворы, очищают от примесей, дающих истинные растворы (моносахариды, минеральные вещества), с помощью диализа и электролиза. Хорошие результаты очистки сапониновых фракций от растительных пигментов и восстанавливающих сахаров получены при гельфильтрации на сефадексах. Значительное распространение нашли хроматографические методы очистки суммы сапонинов. Гликозиды, содержащие свободные карбоксильные группы, могут быть отделены от сопутствующих веществ, в том числе и от минеральных примесей, с помощью ионообменной хроматографии. Хроматографическую очистку суммы сапонинов проводят на оксиде алюминия, силикагеле, активированном угле.

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.

2. Отвары (decoctum):

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.

2. Экстракционные (галеновые) препараты. 1. Настойки (tincturae):

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.

4. Препараты индивидуальных сапонинов.

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

Книга

Излагается 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 рекомендации

Подготовку 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

Лекция

Во 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.

Особая группа гликозидов отличительной особенностью которых, является образование устойчивой пены (sapo - мыло) при смешивании их с водой. Сапонины, обладающие высоким токсическим влиянием, нередко называются и сапотоксинами.

Их влияние проявляется в основном на форменные элементы крови (гемолиз), а также в сильном раздражении тканей и слизистых оболочек.

Могут быть в природе и сочетания алкалоидов и глюкозы- гликоалкалоиды (например, соланин картофеля и др.).

Особенно сильным раздражающим действием обладают гликозиды содержащие при своем распаде аллилово-горчичные масла Этим соединениям присуще кожно-нарывное действие.

Азотсодержащие гликозиды - нитрилгликозиды,

Нитрилгликозиды существенно отличаются по своему строению от обычных гликозидов.

В их состав входит азот, причем в результате расщепления образуется более или менее значительное количество свободной синильной кислоты (HCN). Отравления животных бывают обусловлены именно этим компонентом распада нитрилгликозида. В нерасщепленном состоянии молекулы таких нитрилгликозидов опасности не представляют.

Гликозиды, отщепляющие HCN, имеют различные наименования, но все они, разлагаясь под влиянием ферментов, обладают влиянием на организм, адекватным количеству HCN.

Токсоальбумины

Эти вещества содержатся в небольшом количестве растений, но по своему влиянию на организм они весьма активны. В химическом отношении их трудно классифицировать. С ядовитыми белками (альбоальбуминами) их можно сравнивать лишь по реактивности к ним организма. Дело в том, что на введение этих веществ организм реагирует так же, как и на введение чужеродного белка, т. е. они, обладают как бы иммунногенными свойствами.

Токсикологическое значение их в ветеринарии очень большое (например, отравление вехом - цикутоксин, семенами клещевины- рицин, корой белой акации - робин и др.).

Эфирные масла.

В химическом и физическом отношении эфирные масла весьма разнообразные вещества. Твердые эфирные масла нередко называются общим наименованием «камфары», или «камфароподобные вещества». В растениях имеется огромное количество различных эфирных масел, чем обусловлен и запах, специфический для того или другого растения.

Общим для них признаком является плохая растворимость в воде, удельный вес меньше единицы (тяжелее воды лишь окисленные масла). В химическом отношении это собственно терпены или их ближайшие производные.

Из эфироносных растений многие имеют токсикологическое значение (например, полынь и др.).

Другие действующие начала

К другим действующим началам относятся органические кислоты и их ангидриды. Токсикологическое значение кислот этой группы для животных и птиц относительно небольшое.

К растениям, содержащим органические кислоты, можно отнести щавели (щавелевая кислота), молочай (ангидрид эвфорбиновой кислоты) и др. К этой же группе нужно отнести и действующие вещества типа лактонов (дикумарин донника, сантонин цитварной полыни и др.).

Краткие сведения о происхождении ядовитых веществ в растениях и о влиянии условий на их накопление

Растение в зависимости от условий внешней среды могут сильно изменять свои свойства а также и отложение тех или иных химических соединений.

Так называемые сорные и ядовитые растения естественных пастбищ и лугов также неодинаковы по токсичности. Больше того, одни и те же растения в зависимости от места произрастания в одних случаях обладают высокой ядовитостью, а в других - используются с успехом как кормовые растения. Это относится, например, к хвощам, звездчатке и т. д.

Колебания в накоплении ядовитых веществ имеют место у одних и тех же растений в различные фазы вегетации (до и после цветения), в различных частях растений и в зависимости от метеорологических условий в определенные месяцы (например, накопление синильной кислоты в сорго после морозов).

Большинство растений, независимо от времени произрастания, местности и т. п. сохраняет свою ядовитость.

Сапонины - природные гликозиды (сапонизиды, сапозиды), характерными свойствами которых являются: 1) высокая поверхностная активность (способность при встряхивании образовывать пену, т. е. это детергенты); 2) гемолитическая активность, обусловливающая образование пор в клеточной мембране эритроцитов и, как следствие, выход гемоглобина в плазму крови; 3) токсичность для холоднокровных животных, вызванная способностью сапонинов нарушать функционирование жабр, что обусловило применение некоторыми племенами ЛР, содержащих сапонины, при ловле рыбы.

Понятие «сапонины» произошло от названия растения мыльнянка (Sapo- naria officinalis L., сем. Гвоздичные - Caryophyllaceae). Термин был предложен в 1819 г. Мэлоном для обозначения мыльных свойств веществ, выделенных из этого растения (sapo - мыло).

Химическая структура и классификация сапонинов

По структуре молекул сапонины условно разделяют на стероидные и тритер- пеновые (пента- и тетрациклические), хотя по большому счету все сапонины от
носятся к терпеноидам и основу их генинов составляет циклопентанпергидрофе- нантреновое ядро.

Стероидные сапонины. Стероидные сапонины (фуро- и спиростанолового типа) - большая группа природных соединений. Особенностью агликонов стероидных сапонинов является присутствие в молекуле 27 атомов углерода и атома кислородау С16 (в кольце Е), а иногда также в положении у С1, С2, С5, С12. Вполо- жении С5-С6 у многих имеется двойная связь (например, в молекуле диосгенина, агликона диосцина). В зависимости от ориентации (поворота) спирокетального кольца F стероидные сапонины подразделяют на соединения «нормального» ряда и изо-ряда. Спирокетальные группы обнаружены и у стероидных алкалоидов, что говорит об их общем происхождении и родстве с другими стероидами.

Стероидные сапонины обычно являются С3-О-гликозидами, поскольку ОН-группа у С3-атома агликона является основным местом присоединения остатков сахаров. В гликозильной цепочке может быть несколько мономеров (не только глюкозы - например, в молекуле, выделенной из растений рода Наперстянка (Digitalis), имеется 5 монозидов, в том числе галактоза, ксилоза, глюкоза; са- погенин - дигитонин). Данный случай также показывает, что в растениях, содержащих кардиогликозиды, эти вещества часто встречаются вместе с сапонинами.

Стероидные сапонины и их гликозиды характерны для следующих семейств: Диоскорейные, Лилейные, Норичниковые, а также обнаружены у растений семейств Бобовые, Лютиковые, Пасленовые, Парнолистиковые.

Стероидные сапонины имеют значение прежде всего как исходные продукты для получения кортикостероидов и других стероидных гормональных ЛС (Преднизо- лон, Прогестерон). От других сапонинов они практически ничем не отличаются, кроме способности образовывать с высшими спиртами (в частности, с холестерином) комплексные соединения, не растворимые в воде, но хорошо растворимые в этаноле.

Наиболее типичным представителем стероидных сапонинов является диос- генин, содержащийся в корневищах и корнях разных видов диоскореи: ниппонской, кавказской, дельтовидной. Сапогенин диосгенин у С3 через кислород образует связь с глюкозой, к которой (разветвленно через О-связи) присоединены две L-рамнозы, образуя гликозид диосцин.

Фитоэкдизоны. По структуре молекул к стероидным сапонинам близки соединения, именуемые фитоэкдизонами (экдистероидами).

В основе строения молекул экдизонов лежит циклопентанпергидрофенан- треновый скелет, к которому в С17-положении присоединена алифатическая цепочка из восьми углеродных атомов. По физико-химическим свойствам фитоэкдизоны - твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в этаноле, метаноле, ацетоне, этилацетате и плохо - в хлороформе, не растворимые в петро- лейном эфире, оптически активные.

Впервые фитоэкдизоны были обнаружены у насекомых и ракообразных в связи с тем, что они контролируют метаморфоз и линьку этих беспозвоночных животных. Затем их нашли в растениях - папоротниках, таких как тайваньский папоротник пайючин (Podocarpus nakai), серпуха сухоцветная (Seratula xeranthemoides); у последнего вида их содержание было около 2 %. Установили, что если личинки насекомых не получают достаточного количества экдистерои- дов из растений, используемых ими для питания, то у них не наступают процессы окукливания и превращения в стадию имаго.

Для обнаружения фитоэкдизонов в ЛРС используют их некоторые физикохимические свойства, а также биотест на окукливание личинок при введении им экстракта растения.

Фармакологическое действие экдистероидов изучено недостаточно. Установлено, что они оказывают адаптогенное и психостимулирующее влияние. Кроме того, экдизоны усиливают процессы белкового синтеза в организме и могут быть использованы как анаболические средства, что находит применение в спортивной медицине.

Тритерпеновые сапонины. Их агликоны представлены тетра- или пентациклическими тритерпеноидами: (С5Н8)6, или С30Н48.

Тритерпеноидные сапонины распространены в растительном мире шире, чем стероидные. Особенно богаты ими семейства Аралиевые, Бобовые, Гвоздичные, Конскокаштановые, Розоцветные, Синюховые. В отличие от стероидных сапонинов, которые встречаются главным образом в растениях, произрастающих в сухом и жарком климате, тритерпеновые сапонины обнаруживаются у растений степей, лесостепей и умеренных широт. В растениях сапонины находятся в растворенном виде в клеточном соке (вакуоли). Их количество может колебаться от незначительных чисел до 30 % (мыльный корень). Они могут накапливаться в различных частях растений: корнях (солодка), корневищах с корнями (диоскорея), траве (мыльнянка, астрагал шерстистоцветковый), листьях (наперстянка), цветках (коровяк скипетровидный), семенах (конский каштан).

Даммарандиол

Большинство пентациклических тритерпеновых сапонинов относится к пяти типам: а-амирина, Р-амирина, лупеола, фриделина и гопана. В природе наиболее широко представлены продукты Р-амирина - олеаноловая кислота, производные которой имеются у аралии, синюхи, солодки, патринии и многих других ЛР. Производные а-амирина, представителем которых является урсоловая кислота и ее продукты, выделены из растений семейств Брусничные, Вересковые, Кутровые. Производные лупеола, такие как бетуловая кислота, бетулин, выделены из березы.

Тритерпеновые сапонины могут быть нейтральными и кислыми. Кислый характер рН обусловлен присутствием карбоксильной группы в агликоне или уро- новых кислот в гликозильной части молекулы. Гидроксильные группы могут быть ацилированы уксусной кислотой (пропионовой или другими). Сахаристые остатки могут присоединяться к агликону по гидроксильной или карбоксильной группам; гликозильная цепочка может быть линейной или разветвленной.

Физико-химические свойства

По физико-химическим свойствам сапонины - это бесцветные или желтоватые аморфные гигроскопичные вещества. В кристаллическом виде получены отдельные гликозиды сапонинов, которые содержат не более четырех моносахаридов.

Как стероидные, так и тритерпеновые сапониновые гликозиды (сапонизиды, или сапозиды) растворимы в воде, а также в разведенных водой (60-70 %) низших спиртах (этаноле, метаноле) даже на холоде. В более высоких концентрациях этих спиртов (80-95 %) только при нагревании и при охлаждении выпадают в осадок. Растворимость в воде определяется количеством моносахаридов в гликозидной части молекулы сапонизидов и увеличивается с возрастанием их числа. Гликозиды сапонинов с 1-4 моносахаридами обычно плохо растворимы в воде. Как правило, сапонизиды при растворении в воде образуют коллоидные растворы. В растворе оптически активны (за счет гликозильных остатков). Сапонизиды не растворимы в эфире, бензоле, ацетоне, хлороформе и других органических растворителях.

Многие сапонины образуют молекулярные комплексы с солями тяжелых металлов, фенольными веществами, стеринами, липидами, белками. При этом их гликозильные части определяют способность связывания, а сапогенины гемолитически не активны и не токсичны для рыб.

Из водных растворов сапонины осаждаются солями тяжелых металлов, гидроксидами бария (или магния), белками и таннинами; из спиртовых растворов - неполярными органическими растворителями (диэтиловым эфиром, этилацетатом и др.), стеринами, липидами. Под действием кислот и ферментов гликозиды сапонинов распадаются на агликон и остаток сахара. Сапонины обладают жгучим раздражающим вкусом и вызывают чихание и покраснение глаз, аллергию.

Некоторые сапонины могут быть не растворимы в воде, плохо пениться, не проявлять гемолитических свойств.

Стероидные сапонины образуют комплексы и осадки с высшими спиртами и холестерином. Стероидные сапонины в основном рН-нейтральны, а тритерпеновые - в основном кислые. Сапогенины - кристаллические вещества с четкой температурой плавления (в отличие от гликозидов, которые не имеют определенной температуры плавления). Сапогенины, как правило, растворимы в спиртах, диэтиловом эфире, ацетоне, бензоле, но не растворимы в воде.

Выделение сапонинов из ЛРС

Этот процесс проводят по следующей схеме. Предварительно ЛРС обрабатывают петролейным эфиром или четыреххлористым углеродом - для разрушения комплекса сапонинов со стеринами, которые не растворимы в спиртах. Из ЛРС сапонины экстрагируют водой, этанолом, метанолом или их водными растворами. Водой в основном извлекают гликозиды (чем больше гликозильных остатков, тем растворимость в воде больше). Поэтому обычно 60-70 % спиртом извлекаются и гликозиды, и агликоны сапонинов.

Из водных вытяжек различные тритерпеновые сапонины осаждают тяжелыми металлами (кислые сапонины с металлами образуют соли, которые затем разлагают серной или угольной кислотами). Если образуются холестериновые комплексы, проводят извлечение холестерина бензолом, если белковые комплексы - проводят разрушение комплекса кипячением с этанолом (сапонины переходят в раствор, белок остается в осадке).

Из танниновых комплексов сапонины освобождают кипячением с оксидом цинка: таннины остаются в осадке в виде комплекса с цинком, сапонины переходят в раствор.

Полученные фракции сапонинов разделяют на индивидуальные вещества с помощью колоночной хроматографии на силикагеле, оксиде алюминия, активированном угле, гельфильтрацией на сефадексе и т. п.

Качественное определение наличия сапонинов

Методы обнаружения сапонинов в ЛРС основаны на использовании трех различных свойств этих веществ: физических, химических и биологических.

1. Реакции, основанные на физических свойствах сапонинов. Гликозиды сапонинов обладают детергентной активностью, что связано с наличием в одной молекуле гидрофильного (углеводная часть) и гидрофобного остатков (агликон). Образование пены обусловлено тем, что сапонины понижают поверхностное натяжение на границе двух сред: воды и воздуха, воды и жира, т. е. они способны эмульгировать жиры.

Реакция пенообразования. При встряхивании в пробирке водного извлечения, содержащего сапонины, образуется довольно устойчивая пена. По характеру и степени пенообразования примерно определяют групповую принадлежность сапонинов (стероидную или тритерпеновую). Для проведения этой реакции водные экстракты из ЛРС делят на две части: первую подкисляют до рН ~ 1, вторую подщелачивают до рН и 13. Оба раствора в пробирке встряхивают. Наблюдают образование столбов пены. Если в пробирках образуются примерно равные по величине и стойкости столбики пены, то ЛРС содержит тритерпеновые сапонины, если же столбики пены больше при щелочном растворе рН, чем при кислом, то сырье содержит стероидные сапонины.

2. Реакции, основанные на химических свойствах сапонинов. Это реакции осаждения сапонинов и цветные реакции.

Реакции осаждения сапонинов:

Из водных растворов сапонины осаждаются Ba(OH)2, Mg(OH)2, CuSO4, ацетатом Pb, причем тритерпеновые сапонины осаждаются средним ацетатом свинца, а стероидные - основным;

Из спиртовых экстрактов стероидные и тритерпеновые сапонины осаждаются спиртовым раствором холестерина в виде комплексов (холестеридов).

Реакции окрашивания сапонинов:

К 2 мл водного извлечения прибавляют 1 мл 10 % NaNO^ 1 каплю концентрированной H2SO4. В результате появляется кроваво-красное окрашивание;

К 2 мл водного извлечения прибавляют 2 мл хлороформа и 5 капель концентрированной H2SO4 - возникает желтое, переходящее в темно-коричневое окрашивание в нижнем (хлороформном) слое;

Реакция Лафона: к2мл водного извлечения прибавляют 1 мл этанола, 1 мл концентрированной H2SO4, затем каплю раствора Fe2(SO4)3. При нагревании пробирки в ней появляется сине-зеленое окрашивание.

Эти три реакции положительны как на стероидные, так и на тритерпеновые сапонины. Только на стероидные сапонины позитивны следующие реакции:

Реакция Либермана - Бурхардта (на стероидное ядро молекулы, как и у кардиогликозидов): к 3 мл водного извлечения из ЛРС, выпаренного досуха, добавляют каплю ледяной уксусной кислоты и затем смесь (50: 1) уксусного ангидрида и концентрированной H2SO4. Через 5 мин появляется розовое окрашивание, переходящее в зеленовато-синее;

Реакция Санье: к2мл1% раствора сурьмы (III) хлорида добавляют несколько капель концентрированной H2SO4, содержащей уксусный ангидрид. В результате взаимодействия реагентов со стероидной частью молекулы сапонинов появляется желтое окрашивание.

Существует вариант реакции Санье для выявления сапонинов на хроматограммах. Для этого хроматограммы после разделения суммы сапонинов опрыскивают 5 % спиртовым раствором ванилина, 10 мин нагревают в сушильном шкафу при температуре 100-110 °С, затем опрыскивают 50 % раствором H2SO^ снова 10 мин нагревают в сушильном шкафу - пятна гликозидов стероидных сапонинов окрашиваются в желтые тона.

Для хроматографического выявления тритерпеновых сапонинов хроматограммы опрыскивают 20 % раствором H2SO4 и 10 мин нагревают в сушильном шкафу при 110 °С, в результате чего сапонины (особенно аралозиды) проявляются в виде пятен вишневого цвета.

3. Реакции, основанные на биологических свойствах сапонинов. Реакция гемолиза эритроцитов. Для ее проведения используют кровь (или эритроциты крови). Необходимо, чтобы в крови было незначительное содержание холестерина, присутствие которого может сдерживать гемолиз. Кроме того, требуется, чтобы рН был физиологическим (около 7,4), для чего взвесь эритроцитов разводят 0,9 % раствором NaCl. После смешивания равных объемов извлечения из ЛРС (содержащего сапонины) и взвеси эритроцитов в физиологическом растворе через некоторое время кровь становится прозрачной и ярко-красной - происходит гемолиз эритроцитов и выход гемоглобина в среду. Следует отметить, что различные сапонины имеют разный гемолитический индекс. Например, требуется 1 г сапонинов синюхи обыкновенной для гемолиза 10 000 мл крови и 1 г сапонинов диоскореи ниппонской для гемолиза 600 мл крови, т. е. гемолитический индекс у сапонинов синюхи выше, чем у сапонинов диоскореи. У солодки голой и конского каштана сапонины (сапонозиды) гемолитической активностью не обладают, а их агликоны - обладают.

Количественное определение содержания сапонинов в ЛРС. Единого метода количественного определения сапонинов пока нет. Ранее широко применяли гравиметрический метод, основанный на осаждении сапонинов холестерином, солями свинца, меди, магния, гидроксидом бария или концентрированными малополярными растворителями. Однако этот метод неспецифичен и дает завышенные результаты.

Используются также методы спектрофотометрии. Например, в первом методе берут порцию стероидных сапонинов, извлекаемых этанолом из диоскореи, прибавляют реактив Эрлиха (1 % раствор п-диметил-аминобензальдегида в четырехнормальном спиртовом растворе HCl), инкубируют 2 ч при 58 °С, охлаждают и измеряют оптическую плотность раствора. В другом методе спектрофотометрирова- ние раствора проводят после осаждения глицерризиновой кислоты из ацетонового извлечения солодки голой 25 % раствором аммиака. В третьем методе на хроматограммах в парах ортофосфорной кислоты стероидные сапонины дают розовые пятна, ярко флуоресцирующие в УФ-свете, что используют для флуориметрии.

Биологические свойства и фармакологическое действие

Все сапонины:

Обладают гемолитической активностью (за исключением сои, солодки и конского каштана). Гемолитическая активность - это способность сапонинов образовывать комплексы со стеринами и, как следствие, поры в мембранах эритроцитов, что позволяет гемоглобину этих клеток свободно диффундировать в среду или в плазму крови, давая так называемую «лаковую кровь» - явление, открытое Л. Федотовым в 1875 г.;

Токсичны для организмов при попадании в кровь. Сапонины вызывают гемолиз эритроцитов и паралич ЦНС, прежде всего ее дыхательного центра. Поэтому введение этих веществ непосредственно в кровь недопустимо. Возможно пероральное применение препаратов сапонинов, так как они не всасываются ЖКТ;

Даже в очень высоких разведениях (1:1 000 000) сапонины вызывают гибель холоднокровных животных (рыб, червей, лягушек), показано, в частности, их деструктивное действие на жабры - орган дыхания, солевого обмена и осмотического давления у рыб и амфибий;

Сапогенины (агликоны сапонинов) не обладают гемолитическими свойствами и не токсичны для рыб и других холоднокровных животных.

Имеются особенности биологического действия стероидных и тритерпено- вых сапонинов.

Стероидные сапонины проявляют:

Фунгицидную активность: вызывается образованием комплексов стероидных гликозидов со стеринами мембран грибных гиф. Это свойство используется для борьбы с патогенными грибами;

Противоопухолевую активность: выявлена у ряда сапониновых гликозидов. Установлено, что за цитостатическую активность отвечает стериновый агликон и его полярность. Углеводная часть молекулы оказывает влияние на растворимость и содействует транспорту стероидных гликозидов через плазматические мембраны;

Противосклеротическое действие: стероидные сапонины сдерживают развитие атеросклероза, в частности снижают содержание холестерина в крови. Они

также понижают артериальное давление, нормализуют учащенный ритм сердечных сокращений.

Также являются сырьевым продуктом для синтеза стероидных гормональных ЛС, используемых в фармакологии.

Тритерпеновые сапонины обладают токсичным действием на кровь и поэтому их принимают внутрь, так как они почти не всасываются в пищевом тракте, но повышают всасываемость сердечных гликозидов и других препаратов. Кроме того, они оказывают следующее воздействие:

Стимулирующее, тонизирующее и адаптогенное: Сапарал (ЛС из аралии), настойки женьшеня, заманихи, аралии;

Седативное: сапонины синюхи;

Противовоспалительное, противоаллергическое, регулирующее водно-солевой обмен: сапонины солодки;

Гипотензивное: сапонины астрагала шерстисто-цветкового;

Усиливающее секрецию бронхиальных желез, разжижающее мокроту и отхаркивающее: Глицерам (ЛС, получаемое из солодки), а также настойки синюхи, солодки;

Укрепляющее капилляры, тонизирующее вены: ЛС, получаемые из конского каштана - Эскузан, Эсфлазид, Анавенол, Веноплант; их применяют при варикозном расширении вен, поверхностных флебитах;

Эмульгирующее (широко используется при приготовлении эмульсий, суспензий, других лекарственных форм) и пенообразующее (применяется при приготовлении кондитерских изделий, шипучих напитков, а также как поверхностно-активные вещества в огнетушителях и т. д.).

Основные ЛР, содержащие сапонины

Стероидные: диоскорея ниппонская (а также д. кавказская, д. дельтовидная) (сем. Dioscoreaceae);

Тритерпеновые: заманиха высокая, аралия манчжурская и женьшень (Ara- liaceae), солодка голая и с. уральская, астрагал шерстисто-цветковый (Fabaceae), синюха голубая (Polemoniaceae).

К группе сапонинов относятся и основные БАВ хвоща полевого (Equise- taceae) и почечного чая (Lamiaceae).

Кроме того, к сапониновым гликозидам по строению близки фитоэкдизоны (фитоэкдистероиды), обнаруженные, в частности, улевзеи сафлоровидной (Aste- raceae), и витанолиды.