Сапонины - что это такое? Характеристика, описание. Какие побочные эффекты дают сапонины – риски использования Стероидные гликозиды растений

Сапонинами (сапонизидами) называют большую группу природных высокомолекулярных соединений гликозидного характера, обладающих поверхностной и гемолитической активностью (детергенты), а также токсичностью для холоднокровных животных.

Термин "сапонин" или "сапонизид" был впервые предложен в 1819 г. Мэлоном для вещества, выделенного Шрайдером в 1811 г. из мыльнянки.

Водные растворы сапонинов образуют при встряхивании обильную стойкую пену (подобно мыльной), в результате чего эти вещества получили название сапонинов (от лат. sapo - мыло).

Молекула сапонина состоит из углеводной части и агликона, называемого сапогенином. Углеводная часть может содержать от 1 до 11 моносахаридов. Наиболее часто встречаются D-глюкоза, D-галактоза, L-рамноза, L-арабиноза, D-ксилоза, L-фруктоза, а также D-глюкуроновая и D-галактуроновая кислоты.

Классификация сапонинов

В зависимости от строения агликона сапонины делят на стероидные и тритерпеновые .

Стероидные сапонины, в свою очередь, подразделяются на:

1. Спиростаноловые (характеризуются наличием спиро-кетальной группировки из 8 углеродных атомов и замкнутого кольца F);

2. Фуростаноловые (где кольцо F раскрыто, и боковая цепь содержит глюкозу).

В результате гидролиза фуростаноловые гликозиды могут превращаться в спиростаноловые. В зависимости от ориентации кольца F относительно остальной части молекулы агликона последние подразделяют на спиростанолы «нормального» ряда и «изо»-ряда.

Наиболее характерным представителем стероидных агликонов является диосгенин, содержащийся в корневищах с корнями диоскореи ниппонской:

Диосгенин

В настоящее время известно около 150 стероидных гликозидов, из них более 100 спиростаноловых и 40 - фуростаноловых.

Агликоны стероидных сапонинов всегда имеют ОН-группу у С 3 , и иногда в положениях С 1 , С 2 , С 5 и С 12 . У многих стероидных сапонинов в положении 5-6 имеется двойная связь. Стероидные сапонины представляют собой 3-О-гликозиды.

Тритерпеновые сапонины в зависимости от количества циклов в составе агликона подразделяются на тетрациклические и пентациклические.

К тетрациклическим сапонинам относятся производные даммарана(дамарандиол), циклоартана(циклоартенол) и ланостана:

К подгруппе даммарана относятся сапонины женьшеня - панаксозиды(гинзенозиды); к группе циклоартана - сапонины астрагала шерстистоцветкового - дазиантозиды.

К пентациклическим относятся сапонины, производные:

1) урсана :

-АМИРИН УРСОЛОВАЯ КИСЛОТА

2) олеанана :

-АМИРИН ГЛИЦИРРЕТИНОВАЯ КИСЛОТА

(С-28-СООН-олеаноловая кислота)

Производные олеанана находятся в корнях солодки, аралии, в корневищах с корнями синюхи и др.

3) лупана :

ЛУПЕОЛ

Производные лупана - бетулин, бетулиновая кислота выделены из березы.

4) гопана и др.:

ГОПАН

Сапогенины тритерпеновых сапонинов всегда имеют ОН-группу у С 3 , иногда в положениях С 16 , С 21 , С 22 , С 24 ; карбоксильные группы могут быть у С 28 , С 29 (урсоловая, олеаноловая и глицирретиновая кислоты); карбонильные - у С 11 . Двойная связь часто встречается в положении 12-13.

Тритерпеновые сапонины могут быть нейтральными и кислыми, кислотный характер обусловлен карбоксильной группой в агликоне или присутствием уроновых кислот в углеводной части. Гидроксильные группы могут быть ацилированы уксусной, пропионовой, ангеликовой и другими кислотами.

Углеводная часть может присоединяться к агликону по гидроксильной или карбоксильной группам; она может быть линейной и разветвленной.

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.

Сапонины - что это такое?.. Данный вопрос и многие вытекающие из него «загадки» мы постараемся рассмотреть здесь. Данная статья позволит определить их классификацию, существующие виды, значение термина, качественные параметры физической и химической природы и т. д.

Введение

В соответствие со структурой агликона стероидные алкалоиды делятся на спиросолановые и соланидановые алкалоиды. Атом азота в таких веществах выступает в роли вторичного или третичного фрагмента цепи. Спиросолан - это аналог спиростана, содеражащий в себе азот. Соланидады располагают азотом лишь в индолизирующем фрагменте структуры. Существует углеводный компонент некоторого ряда гликоалкалоидов, который обладает собственным тривиальным наименованием.

Еще один гликозид соланидина - это хаконин. Его гликозидный фрагмент (β-хакотриоза) образуется из двух молекул рамнозы и одного моносахарида - глюкозы.

Процесс биосинтеза

Чтобы ответить на вопрос о том, что это такое - сапонины, необходимо ознакомиться с процессом их образования.

Биосинтез сапонина протекает в соответствии с указаниями изопреноидного пути, в ходе которого образуются тритерпены и стероиды. Происходит соединение трех единиц изопрена и пяти углеродных атомов, которые соединяются в «голову-хвост», которую называют 15-углеродным фарнезилдисосфатом. Две молекулы этого вещества подвергаются объединению и образуют 30-углеродный сквален. Полученное вещество (сквален) начинается окисляться до оксидоксвалена, который служит общей точкой исхода большинства реакций по циклизации процессов биосинтеза тритерпеноидов. Полученный оксидосквален начинает циклироваться, но лишь после подвергания раскрытию эпоксидного колечка и протонирования. В конечном итоге образуются карбокатионы.

Процесс нейтрализации протекает с удалением протона, в ходе чего образуется двойная форма связи или кольцо циклопропанов. При реагировании с H 2 O создает гидроксильную группу. Конкретизация стереохимии и форма скелета определяется благодаря набору участвующих в реакции циклаз.

Физиологическое воздействие

Сапонины влияют на организмы самым разнообразным образом. Если рассматривать на уровне гемолитической активности, то стоит отметить их способность создавать комплексное образование с молекулами холестерина. В ходе этого процесса создаются поры, расположенные в полости двойного слоя клеточной мембраны, например внутри эритроцитов. Подобная структура приводит к явлению гемолиза, который происходит при инъекции внутрь вен. Она дает возможность гемоглобину свободно проникать в плазму крови. Важно знать, что лишь глигокизы обладают гемолитической активностью, однако для организма человека или животных они токсичны, если вводить их напрямую в кровь. Пероральный прием снижает вред от сапонинов.

Рассматриваемые вещества обладают высокой токсичностью для животных, обладающих жабрами. Сапонины нарушают функциональные способности жабр, которые, помимо осуществления функции дыхания, участвуют в регуляции процессов солевого обмена и контролируют в организме показатели осмотического давления. Сапонины вызывают паралич и гибель холоднокровных обитателей водоемов. Агликоны не являются токсичным для таких животных.

Сапонины оказывают влияние на показатели проницаемости клеток растений. Некоторая их концентрация может ускорить семенное прорастание, а также взращивание и развитие растения. Использование больших концентраций может приводить к обратному эффекту в отношении упомянутых процессов. А также эти вещества обладают раздражающим воздействием на человеческие глаза, нос и полость рта. В зависимости от их концентрации, они могут вызывать усиление работы каждой железы в организме либо приводить к отравлению, диарее, рвоте и тошноте.

Существуют вещества сапонины, обладающие кардиотоническими и нейротрофными свойствами, среди которых можно отметить: аралозидные, календулозидные, патризидные и клематозидные соединения. Растительные сапонины могут оказывать лекарственное действие.

Способы эксплуатации

Способность к образованию пены позволяет сапонинам находить свое применение в качестве детергентов для огнетушителей. Эмульзирующие особенности дают им возможность использоваться при стабилизации дисперсной системы эмульсии или суспензии. Всегда используются они при изготовлении различных изделий кондитерской промышленности, а также с их помощью варят пиво. Фармакологическое действие сапонинов дает им возможность эксплуатироваться в качестве средств для: отхаркивания, выведения урины, поддержании тонуса организма, в качестве седативного средства или как вакцина.

Подытожим, можно сказать, что сапонины - это такие вещества, основное содержание которых сосредоточено в растительных организмах. Они могут оказывать как благотворное, так и негативное воздействие на организм. Могут быть токсичными и приводить к гибели множества живых существ. Широко применяются в медицине и детально исследуются биохимической отраслью наук.

Растительный мир и его лекарственные вещества.

Гликозидный « Saponin » природное вещество.

Сапонины довольно странные вещества, попадая в кровь они вызывают гемолиз (разрушение эритроцитов - красных кровяных телец), обладают высокой токсичностью для хладнокровных (рыбы, лягушки, черви), вызывая их гибель даже в миллионном разведении.

Действие сапонинов весьма разнообразно, они обладают мягчительным и отхаркивающим свойством, что позволяет применять их при легочных заболеваниях, мочегонным, успокаивающим, стимулирующим и тонизирующим. Как и все гликозиды, молекула сапонина состоит из углеводной части и агликона, получившего название САПОГЕНИН.

В растительном мире сапонины не то чтобы были весьма распространены, но все же встречаются как в подземных так и в наземных частях растений. Синюха, солодка, первоцвет, диоскорея, растения семейства аралиевых, патриния накапливают сапонины в корневой части, наперстянка в листве, а коровяка в цветах. Встречаются сапонины также у пчел, пиявок и очковых змей.

Время сбора разнообразно, корневища с корнями диоскореи заготавливают осенью или весной (до цветения), заманихи - осенью, корень солодки - весной и летом (лучше во время цветения).

Сапонины, как и все гликозиды нестойки, и при заготовки подвергаются принудительной сушки, температуре 55-60|С, с хорошей вентиляцией.

Помимо лечения сапонины широко используются в пищевой промышленности (солодка - для производства пива и шипучих напитков, мочения яблок и брусники, в производстве халвы), быту (для стирки тонких окрашенных тканей вместо мыла, так как пена не содержит щелочей и не разъедает красок), текстильной промышленности (для фиксации красок). Маглы умудряются применять сапонины при пожаротушении, они входят в состав противопожарных смесей как пенообразующие вещества (в частности в пенных огнетушителях используется солодка).

Поробнее о Сапонине.

Название "сапонин" (от лат. sapo - мыло) впервые появилось в 1819 г., когда из мыльнянки (растения семейства гвоздичных, с розоватыми душистыми цветками) было выделено вещество образующее с водой обильное количество пены. Сапонины - высокомолекулярные сложные органические соединения гликозидного характера, обладающие специфическими свойствами: водные растворы из сырья, содержащие сапонины, образуют обильную пену; попадая в кровь, вызывают гемолиз эритроцитов; токсичны для холоднокровных (лягушек, рыб, червей), вызывая их гибель даже в разведении 1:1000000. Подобно гликозиду, молекула сапонинов состоит из углеводной части и агликона, называемого сапогенином.

Классификация (характеристика агликона сапогенина).

Сапонины по строению их агликонов делятся на две группы: стероидные и тритерпеновые.

Стероидные сапонины (гликозиды). Сапогенины этих сапонинов являются производными циклопентанопергидрофенантрена, как и агликоны сердечных гликозидов.

Стероидные сапонины встречаются редко, преимущественно в растениях тропического климата. В семействах диоскорейных, норичниковых, спаржевых, амариллисовых стероидные сапонины часто встречаются совместно с сердечными гликозидами (наперстянка, ландыш и др.).

Тритерпеновые сапонины (гликозиды). У многих тритерпеновых сапонинов сапогенином является олеаноловая кислота.

В молекуле сапогенина имеются 5 конденсированных циклогексановых колец, образующих соединение с общей формулой С 30 Н 98 и 1-2 карбоксильные группы. Растения, содержащие тритерпеновые сапонины, распространены довольно широко (семейства синюховых, астровых, гвоздичных, яснотковых, валериановых, аралиевых, бобовых).

Способы получения.

Для выделения сапонинов из растительного сырья пользуются водой или разбавленными спиртами. Агликоны сапонинов хорошо растворяются в органических растворителях. Растворимость в воде зависит от количества моносахаридов и увеличивается с их возрастанием.

В последнее время для обнаружения сапонинов в сырье начали использовать хроматографию на бумаге и в тонком слое сорбента.

Количественное определение.

Используют весовой метод (осаждением сапонинов с последующим взвешиванием остатка), гемолитический и рыбный индексы, пенное число и химические методы.

Распространение.

Сапонины встречаются в растительном и животном мире.

Обнаружены у растений различных климатических зон, в подземных (синюха, солодка, первоцвет, диоскорея, растения семейства аралиевых, патриния)

и надземных (листья наперстянки, цветки коровяка) органах, в растворенном состоянии, в клеточном соке. Среди животных сапонины встречаются у пчел, змей очковых, пиявок.

Факторы, влияющие на накопление сапонинов.

Среди таких факторов можно выделить следующие:

1) Географический - преимущественно у южных растений;

2) Освещенность - положительно влияет на накопление (однако женьшень требует затемнения);

3) Почвенный - внесение удобрений увеличивает содержание сапонинов;

4) Возраст растения - у диоскореи на второй год развития сапонинов в 2 раза меньше, чем на четвертый.

Заготовка.

Сбор производят в определенную фазу накопления БАВ. Корневища с корнями диоскореи заготавливают осенью или весной (до цветения), заманихи - осенью, корень солодки - весной и летом (лучше во время цветения).

Техника сбора.

Корневища выкапывают, культивируемые выпахивают плугом или трактором (солодку). Быстро промывают (сапонины) в проточной воде, режут на куски. Некоторые виды сырья подвяливают (синюха, солодка, первоцвет).

Сушка.

Раскладывают тонким слоем, ворошат. Сушат быстро в сушилках с искусственным обогревом при температуре 55-60°С, с хорошей вентиляцией. Корень женьшеня требует особой обработки.

Хранение.

В упакованном виде как гликозидное сырье. Женьшень хранят особо в сухих хорошо проветриваемых помещениях. Сроки годности указаны на каждое сырье, в отдельных статьях.

Применение.

Усиливают секрецию бронхиальных желез, возбуждают кашлевой центр - используются как отхаркивающие средства. Как адаптогенные средства (женьшень, аралия). Регулируют водно-солевой и минеральный обмен (солодка). Усиливают деятельность гормонов, ферментов за счет эмульгирующего действия. Оказывают противовоспалительное действие (солодка). Стероидные сапонины за рубежом являются источником синтеза кортикостероидов (гормональный препарат кортизона), также применяются при атеросклерозе (поражение артерий, сопровождающееся накоплением на их внутренней поверхности жировых веществ в виде желтоватых бляшек, что уменьшает просветы артерий). Многие сапонины используют как мочегонные и слабительные средства.

Применение в народном хозяйстве.

Тритерпеновые сапонины широко используются в пищевой промышленности (солодка - для производства пива и шипучих напитков, мочения яблок и брусники, в производстве халвы), быту (для стирки тонких окрашенных тканей вместо мыла, так как пена не содержит щелочей и не разъедает красок), текстильной промышленности (для фиксации красок). Сапонины входят в состав противопожарных смесей как пенообразующие вещества (в огнетушителях используется солодка).

Сырьевая база.

Лекарственные растения - диоскорея японская, аралия маньчжурская - преимущественно дикорастущие дальневосточные виды. Женьшень обычно собирают с плантаций. В настоящее время изучаются надземные виды сырья - листья и плоды, что будет способствовать восстановлению зарослей женьшеня, аралии. Сырьевая база солодки не очень значительна. Потребность в корне этого растения велика как в медицине, так и в других отраслях народного хозяйства. Кроме того, Россия - крупнейший поставщик этого сырья на мировом рынке.

Тема лекции

Лекция №3

1. Понятие о сапонинах.

2. Строение сапонинов, их классификация.

3. Биосинтез сапонинов.

4. Распространение сапонинов в растительном мире, локализация в растениях. Влияние условий обитания и онтогенеза на накопление сапонинов.

5. Сырьевая база растений, содержащих сапонины.

6. Физические, химические и биологические свойства сапонинов.

7. Оценка качества сырья, содержащего сапонины. Методы анализа.

8. Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего сапонины.

9. Пути использования сырья, содержащего сапонины.

10. Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих сапонины.

Понятие о сапонинах

Сапонины - гетерозиды растительного происхождения, производные стероидов и тритерпеноидов, обладающие гемолитической и поверхностной активностью, а таю/се токсичностью к холоднокровным животным.

Название происходит от латинского слова sapo - мыло, т.к. водные извлечения этих соединений обладают способностью пениться, т.е. понижать поверхностное натяжение жидкостей.

Впервые сапонины были выделены в чистом виде из растений рода Saponaria sp. (мыльнянка).

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 строения сапогенина все сапонины делят на группы:

1. Стероидные сапонины - производные циклопентанпергидрофенан-трена. По своему строению близки к сердечным гликозидам и часто их сопровождают в растениях (Digitalis sp., Convallaria majalis, Adonis vernalis).

Все стероидные сапогенины в своей структуре имеют:

В 3 положении - гидроксильную (-ОН) группу;

В 10 и 13 положениях - метальные (-СН3) группы;

В положении 5-6 - двойную (-СН=СН-) связь;

В положении 16-17 - спирокетальную группировку.

В зависимости от ориентации спирокетального кольца стероидные сапонины делят на соединения «нормального» ряда и «изо»-ряда.

Углеводная часть молекулы стероидных сапонинов присоединяется в положении 3 агликона и может содержать 1-9 моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, галактуроновая кислота и др.). Моносахариды могут образовывать как линейные, так и разветвленные цепи. Например, стероидный сапонин диосцин (Dioscorea nipponica - диоскорея ниппонская, Tribulus terrestris - якорцы стелющиеся) состоит из агликона диосгенина, к которому присоединяется разветвленная триоза:

2. Тритерпеновые сапонины - имеют общую формулу (C5H8)6 и, в зависимости от количества колец в структуре агликона, делятся на 2 группы:

а) тетрациклические - содержат в структуре агликона 4 кольца. 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 (Echynopanax elatum), березе (Betula sp).

б) пентациклические - содержат в структуре агликона 5 колец. Среди этой группы выделяют несколько подгрупп. С медицинской точки зрения, наиболее важными являются производные α-амирина и β-амирина, которые отличаются друг от друга расположением заместителей - метальных (-СНз) фупп в положениях 19 и 20 кольца Б.

α-амирин лежит в основе различных соединений, которые найдены в ортосифоне тычиночном или почечном чае (Ortosyphon stamineus), лапчатке прямостоячей (Potentilla erecta) и других. Наиболее важным представителем является урсоловая кислота (28-карбокси-α-амирин). Урсоловая кислота обнаружена во многих растениях (бруснике обыкновенной - Vaccinium vitis-idaea, клюкве четырехлепестной - Qxycoccus quadripetalus и др.), причем встречается в виде как гликозидов, так и свободного агликона.

β-амирин лежит в основе следующих веществ:

- олеаноловая кислота (28-карбокси-β-амирин). Олеаноловая кислота является агликоном сапонинов (аралозидов) аралии манчжурской (Araliamandshurica), синюхи голубой (Polemonium caeruleum), каштана конского(Aesculus hyppocastanum), первоцвета весеннего (Primula veris), календулы лекарственной (Calendula officinalis), патринии средней (Patrinia intermedia) и др.

- глицирретиновая кислота (11-оксо-29-карбокси-β-амирин). Глицирретиновая кислота является агликоном глицирризиновой кислоты (в 3 положенииприсоединяется углеводная цепь из двух молекул глюкуроновой кислоты). Глицирризиновая кислота содержится в солодке голой (Glycyrrhiza glabra) и солодке уральской (G.uralensis).

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 манчжурской). 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.

Под воздействием ферментов сквален подвергается стереоспецифической циклизации. Бели циклизация сопровождается потерей атомов углерода, образуется холестерол, содержащий 27 атомов углерода. При окислении и циклизации боковой углеродной цепи холестерола (из 8 атомов) образуется диосгенин.

Образование тетрациклических тритерпеновых сапогенинов идет, вероятно, через стадии биосинтеза стероидных соединений. Данный вопрос пока еще до конца не изучен и является научной гипотезой.

Распространение сапонинов в растительном мире,

локализация ерастениях. 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 аралиевые (Araliaceae), синюховые (Polemoniaceae), бобовые (Fabaceae), астровые (Asteraceae), яснотковые (Lamiaceae) и др.

Стероидные сапонины встречаются значительно реже и обнаружены, главным образом, в растениях семейств диоскорейные (Dioscoreaceae), лилейные (Liliaceae), норичниковые (Scrophulariaceae), парнолистниковые (Zygophyllaceae), лютиковые (Ranunculaceae), амарилиссовые (Amarillidaceae). Стероидные сапонины часто сопровождают в растениях сердечные гликозиды (Digitalis sp., Convallariamajalis, Adonis vernalis).

Растения, вырабатывающие 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 dasyantus, хвощ полевой - Equisetum arvense, якорцы стелющиеся - Tribulus terrestris);

В листьях (почечный чай - Ortosyphon stamineus);

В семенах (кашатан конский - Aesculus hyppocastanum);

В подземных органах (диоскорея ниппонская - Dioscorea nipponica, синюха голубая - Polemonium caeruleum, заманиха высокая - Echynopanax elatum, солодка голая - Glycyrrhiza glabra и с.уральская G.uralensis, женьшень - Рапах ginseng, аралия манчжурская - Aralia mandshurica).

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 растительных клеток, что связано с их поверхностной активностью.

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).

Дикорастущая синюха голубая достигает максимальной продуктивности к 5-6 году жизни, а в культуре - к 2-3 году. При этом содержание сапонинов в подземных органах находится на одном уровне;

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 собственный климатический и почвенный режим;

Зависимость накопления глицирризиновой кислоты от типа почв 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

Синюха голубая растет по опушкам и вдоль лесных дорог в лесной и лесостепной зонах европейской части России и 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, химические и биологические свойства

сапонинов

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).

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 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 обусловлены структурой агликона, наличием отдельных функциональных групп, а также присутствием гликозидной связи.

Сапонины гидролизуются под влиянием ферментов и кислот. Производные олеаноловой и глицирритиновой кислот гидролизуются под воздействием щелочей.

При взаимодействии с кислотными реагентами (SbCl3, SbCl5, FeCl3, 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.

Оценка качества сырья, содержащего сапонины.

Методы анализа

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.

Государственная фармакопея XI издания (вьш.2) рекомендует использовать качественные реакции для подтверждения подлинности для трех видов сырья.

1. 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»

2. Корни аралии манчжурской . Метанольное извлечение хроматографируют в тонком закрепленном слое селикагеля (на пластинках «Силуфол») в системе растворителей хлороформ-метанол-вода (61:32:7). В качестве свидетеля используют раствор «Сапарала». Хроматограмму проявляют 20% H 2 SO 4 и нагревают в сушильном шкафу (t=lO5°C) в течение 10 мин. Появляются пятна вишневого цвета.