3 курс / Фармакология / Фармакогнозия_Саякова_Г_М_,_Датхаев_У_М_,_Кисличенко_В_С_2019

Источник KingMed.info

Продолжение табл. 17.2

Тритерпеноиды синтезируются в растениях из шести изопреновых эквивалентов и имеют суммарную формулу (С5Н8)6.

Биогенетический предшественник всех тритерпеноидов - сквален (в свободном виде содержится в печени акулы и масле амаранта). Он образуется при конденсации двух С15-молекул по способу «хвост к хвосту». Сквален дает начало циклоартану, ланостану и их производным. Вследствие перестроек углеродной основы возникает более 20 структурных типов тритерпеноидов.

141

Источник KingMed.info

Стерины и стероиды - биогенетические родственники тритерпенои-дов. Стерины образуются из С30-предшественника ланостанового типа в результате потери трех метильных групп (С-28-С-30). Стероиды - это производные циклопентанпергидрофенантрена, образовавшиеся из стеринов при деградации боковой цепи при С-17.

Глава 19 САПОНИНЫ

Сапонины (от лат. sapo - мыло) - это гликозиды тритерпеноидов и стероидов, обладающие гемолитической и поверхностной активностью. При встряхивании водных растворов они образуют стойкую пену. Сапонины токсичны для холоднокровных животных.

Рис. 19.1. Виды сапонинов

142

Источник KingMed.info

КЛАССИФИКАЦИЯ

Молекула сапонина состоит из углеводной части и сапогенина. Сапогенины по химической структуре разделяют на две группы: три-терпеновые и стероидные. Тритерпеновые сапонины, в свою очередь, подразделяют на тетрациклические и пентациклические.

Тетрациклические тритерпеноиды имеют общего ланостанового предшественника и по структурным типам относятся к производным циклоартана, даммарана и др. Даммарановые сапонины выделены из растений семейства Araliaceae, циклоартановые - в растениях семейств Fabaceae, Ranunculaceae.

Пентациклические тритерпеноиды подразделяют на типы: лупана, гопана, фриделана, урсана (α-амирина), олеанана (β-амирина) и др.

Наиболее распространенными в природе тритерпеноидами являются производные β-амирина, например олеаноловая и глицеритиновая кислоты.

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ТРИТЕРПЕНОВЫХ САПОНИНОВ

Агликоны имеют четыре или пять конденсированных колец. Двойная связь чаще всего встречается в положениях С12-С13 или С20-С21.

При углеродных атомах С-2, С-3, С-4, С-14, С-16, С-17 или С-19 могут находиться гидроксильные, карбоксильные, метильные, метоксиль-ные, альдегидные, кетогруппы, а также лактонные и эфирные радикалы. В состав некоторых сапонинов входят остатки органических кислот, например, ангеликовая, тиглиновая, коричная, уксусная и прочие.

В углеводной цепи может находиться от 1 до 11 моносахаридов. Встречаются D-глюкоза, D- галактоза, D-ксилоза, L-арабиноза, L-рибоза, D-фукоза, L-рамноза и D-глюкуроновая кислота.

143

Источник KingMed.info

Сахарные остатки присоединяются к гидроксилу у С-3 к карбоксильной группе или к двум группам одновременно, образуя дигликозиды.

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ СТЕРОИДНЫХ САПОНИНОВ

Стероидные сапонины разделяют на два типа: спиростаноловый и фуростаноловый. Большинство из них имеет спирокетальную группировку, которая образуется за счет окисления боковой цепи при С-17.

Спиростаноловые сапонины могут иметь различную пространственную ориентацию спирокетальной группировки и образовывать нормальный и изоряды.

Стероидные сапонины имеют ОН-группу в С-3 и С-16, иногда в положениях С-1, С-2, С-5 и С-12. Группы -СН3 чаще присутствуют в положениях С-10 и С-13. У некоторых сапонинов в положении С5-С6 имеется двойная связь.

Бисдесмозиды имеют 5 циклов: А, В, С, D, Е, a кольцо F в них разомкнутое и в положении С-27 спиртовая группа этерифицирована глюкозой. В процессе их гидролиза отщепляется глюкоза, высвобождается гидроксил, что приводит к циклизации боковой цепи и образованию спирокетальной группировки.

Известны аналоги стероидных сапонинов, которые вместо кислорода в спирокетальной группировке содержат азот. Они относятся к псевдоалкалоидам типа спиросолана (например, соласодин).

РАСПРОСТРАНЕНИЕ

Сапонины широко распространены в высших растениях, реже в животных организмах. Наиболее богаты сапонинами представители семейств Caryоphyllaceae, Pоlemоniaceae, Araliaceae, Diоscоreaceae, Fabaceae, Liliaceae, Amaryllidaceae, Scrоphulariaceae. Тритерпеновые сапонины содержат некоторые виды папоротников.

Сапонины накапливаются преимущественно в корнях, корневищах, клубнях, плодах, значительно реже в коре и надземной части. Содержание сапонинов в растениях колеблется в широких

144

Источник KingMed.info

пределах: от сотых долей процента и до 20% (мыльное дерево). Содержание сапонинов изменяется в зависимости от периода вегетации и климатических условий.

Растения, которые содержат большое количество эфирного масла, обычно бедны сапонинами, и, наоборот, при значительном содержании сапонинов, растения бедны эфирными маслами.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Сапонины - аморфные вещества без четкой температуры плавления, так как плавятся с разложением. В кристаллическом виде получены сапогенины и сапонины, содержащие не более 4 моносахаридов.

Растворимость сапонинов зависит от количества моносахаридов, входящих в их состав. Сапонины, содержащие 2-4 сахарных остатка, растворяются в воде плохо, но с увеличением количества моносахаридов гидрофильность сапонинов повышается.

Стероидные сапонины при растворении в воде образуют растворы нейтральной реакции, поэтому их называют нейтральными сапонинами. Тритерпеновые сапонины, имеющие карбоксильную группу, могут образовывать соли. Стероидные сапонины способны образовывать с высшими спиртами (холестерол) комплексы, нерастворимые в воде. Для многих сапонинов характерно комплексообразование с белками и липидами. Под действием сильных кислот сапонины гидролизуются.

При встряхивании водных растворов и водных экстрактов, содержащих сапонины, образуется стойкая пена. Это связано с поверхностно-активными свойствами сапонинов, которые уменьшают поверхностное натяжение на границе воды и воздуха. В отличие от мыльной пены пена сапонинов имеет нейтральную (стероидные) или кислую (тритерпено-вые) реакцию.

Пенообразование является специфическим свойством и используется для качественного и количественного определения сапонинов в растениях. Однако известны сапонины, растворы которых при встряхивании не пенятся.

В эфире, хлороформе, ацетоне и других органических растворителях сапонины не растворяются. При нагревании растворимость в метаноле и этаноле повышается, но при охлаждении растворов сапонины выпадают в осадок.

Сапонины обладают гемолитической активностью. Агликоны сапонинов не вызывают гемолиз эритроцитов.

Γемолuз - это процесс разрушения эритроцитов с высвобождением гемоглобина. Сапонины, образуя комплексы с холестерином мембран, растворяют липидную оболочку эритроцитов и гемоглобин переходит в плазму крови, делая ее ярко-красной и прозрачной. Вследствие гемолитической активности сапонины нельзя вводить в вену и под кожу.

Сапонины очень медленно всасываются через неповрежденную кожу и могут вызывать ее воспаление или нагноение. При вдыхании сапонины вызывают сильное раздражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей и глаз, вызывая чихание, кашель, слезотечение. Эти свойства надо учитывать при работе с ЛРС, содержащим сапонины.

Большие дозы сапонинов при принятии внутрь вызывают рвоту, понос вследствие раздражения слизистой оболочки ЖКТ. Особенно токсичны сапонины для холоднокровных животных и рыб.

ВЫДЕЛЕНИЕ САПОНИНОВ ИЗ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Выделение сапонинов из растительного сырья включает три стадии.

145

Источник KingMed.info

1.Получение суммарного экстракта.

2.Выделение из него суммы сапонинов и их очистка.

3.Разделение суммы сапонинов на индивидуальные компоненты.

Экстрагируют ЛРC полярными растворителями (метанолом, этанолом, водными растворами спиртов). Cырье предварительно обезжиривают для разрушения нерастворимых комплексов сапонинов с липидами и белками.

Cуществуют методы, основанные на осаждении сапонинов гидрок-сидом бария или ацетатом свинца, холестерином, танином или белками. Cоли затем разрушают серной кислотой, холестериновые комплексы - экстрагированием холестерина бензолом или эфиром, таниновые - экстракцией водной суспензией оксида цинка, белковые - экстракцией сапонинов полярными органическими растворителями. Такими методами получают более очищенную сумму сапонинов.

Фракции сапонинов представляют собой смесь близких по строению и свойствам гликозидов, разделение которых стало возможным только в последнее время благодаря хроматографическим методам с использованием оксида алюминия, силикагеля, активированного угля.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ

Для обнаружения сапонинов в растительном сырье используют реакции, которые можно разделить на три группы:

• реакции, основанные на физических свойствах сапонинов (реакции пенообразования и определения химической природы сапонинов);

•реакции, основанные на химических свойствах сапонинов (осадочные и цветные реакции);

• реакции, основанные на биологических свойствах сапонинов (гемолиз).

Для качественных реакций готовят водное извлечение 1:10, нагревая измельченное растительное сырье с дистиллированной водой на водной бане в течение 10 мин. После охлаждения настой фильтруют и с фильтратом проводят реакции.

1. Реакции, основанные на физических свойствах сапонинов.

А. Реaкцuя nенообрaзовaнuя. При встряхивании водных извлечений образуется устойчивая пена, не исчезающая в течение 15 мин.

Б. Оnределенuе хuмuчеcкой nрuроды canонuнов. Берут 2 пробирки одинакового диаметра. В одну наливают 5 мл 0,1 н раствора хлористоводородной кислоты, в другую - 5 мл 0,1 н раствора гидроксид калия. Потом в каждую из пробирок прибавляют по три капли исследуемого раствора и сильно взбалтывают в течение минуты. В случае наличия в сырье тритерпеновых сапонинов в обеих пробирках образуется пена, равная по объему и стойкости. Если сырье содержит стероидные сапонины, то в щелочной среде образуется пена в несколько раз большее по объему и стойкости, чем в кислой.

2. Реакции, основанные на химических свойствах сапонинов. А. Оcaдочные реaкцuu. Сапонины осаждаются:

• баритовой воды;

146

Источник KingMed.info

•раствором основного ацетата свинца;

•солями ртути, меди, цинка;

•1% спиртовым раствором холестерина (стероидные сапонины). Б. Цветные реaкцuu.

• Либермана-Бурхарда на стероидную часть молекулы сапонинов. С уксусным ангидридом и концентрированной серной кислотой растворы сапонинов на границе разделения слоев образуют красное кольцо, которое потом переходит в фиолетовое, синее или изумруднозеленое.

•Лафона (с концентрированной серной и 10% раствором сульфата меди). При нагревании реакционной смеси появляется сине-зеленое окрашивание.

•Реакция с хлороформом и концентрированной серной кислотой; спиртоводное извлечение окрашивается в желтый или красный цвет.

•С раствором пятихлористой сурьмой в хлороформе; образуется красное окрашивание, которое переходит в фиолетовое.

•Санье (с ванилином и концентрированной серной кислотой); появляется красное окрашивание.

•При добавлении к извлечению концентрированной серной кислоты появляется желтое окрашивание, которое при стоянии переходит в красное, а потом в красно-фиолетовое.

3. Реакции, основанные на биологических свойствах сапонинов.

А. Реaкцuя гемолuзa. Для определения гемолитической активности сапонинов готовят водное извлечение на изотоническом растворе

хлорида натрия, затем прибавляют суспензию эритроцитов в физиологическом растворе. Кровь становится прозрачной, ярко-красной.

Для анализа сапонинов используют бумажную и тонкослойную хроматографию. Для идентификации тритерпеновых сапонинов на хроматограммах используют пары йода, а также кислые реагенты: насыщенный хлороформный раствор пятихлористой и треххлористой сурьмы, 25% спиртовой раствор фосфорно-вольфрамовой кислоты, серную кислоту и др. Cтероидные сапонины определяют с помощью распределительной хроматографии на бумаге. После высушивания хро-матограмму обрабатывают раствором серной кислоты в уксусном ангидриде. Cапонины проявляются в виде желтых пятен.

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Используют биологические, весовые и физико-химические методы. Долгое время сапонины в растительном сырье определяли по гемолитическому индексу, пенному числу и токсичности к холоднокровным животным.

Гемолитический индекс - минимальное количество сапонинов, которое вызывает гемолиз эритроцитов в течение 24 ч. Определения проводят с отмытыми эритроцитами в физиологическом растворе.

Показателем сапонинности, или пенным числом, называют наименьшую концентрацию извлечения (приведенную к единице вещества), которая образует стойкую пену, не исчезающую в течение одной минуты.

147

Источник KingMed.info

Пенное число показательно только при высоком содержании сапонинов в сырье. Этот метод используют для предварительного исследования лекарственного растительного сырья, так как пенность вызывают и сопутствующие вещества.

Количественное определение сапонинов проводят и весовым методом. Он основан на способности сапонинов осаждаться из водных растворов эфиром, крепким спиртом и некоторыми солями (гидроксидом бария). Cодержание стероидных сапонинов определяют спектрофотометрическим методом после реакции с реактивом Cанье. Газожидкостной хроматографией определяют содержание агликонов после их ацетилирования.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

Тритерпеновые сапонины оказывают муколитическое, отхаркивающее действие (солодка, синюха, первоцвет). Некоторые из них име-

ют мочегонное действие (почечный чай, хвощ полевой), проявляют гипотензивный, противовоспалительный, антимикробный, противоаллергический и кортикостероидный эффекты. Установлено, что три-терпеновые сапонины с низким гемолитическим индексом тонизируют ЦНС (сапонины аралиевых), а сапонины с высоким гемолитическим индексом проявляют выраженное антисклеротическое действие.

В лабораторных исследованиях сапонины используются для количественного определения стеринов.

Стероидные сапонины снижают уровень холестерина в крови, их препараты применяются для лечения атеросклероза. Стероидные сапонины спиростанолового ряда проявляют фунгицидную, противоопухолевую активность. Они являются экономичным и доступным сырьем для синтеза глюкокортикоидов, в первую очередь кортизона и его аналогов.

Способность сапонинов к стойкому пенообразованию находит применение при изготовлении пива, лимонадов, халвы и других кондитерских изделий, а также в огнетушителях. Эмульгирующая способность сапонинов используется для стабилизации дисперсных систем (эмульсий, суспензий). В текстильной промышленности их применяют как нейтральные моющие средства, хорошо эмульгирующие жир. В растениеводстве с помощью сапонинов стимулируют прорастание семян и рост клеток.

Таблица 19.1. Лекарственные растения и растительное сырье, содержащие сапонины

Глава 20 СТЕРОИДЫ

Стероиды - производные стерана или циклопентанпергидрофенан-трена. Стеран может существовать в трех пространственных конфигурациях:

В зависимости от характера заместителей у С-17 стероиды разделяют на стеролы (холестерол, эрго- и фитостеролы), желчные кислоты, стероидные гормоны, стероидные сапогенины, кардиостероиды (гени-ны сердечных гликозидов), стероидные алкалоиды (гликоалкалоиды),

150