сапонины (1)

ЛЕКЦИЯ №13

ТЕМА: «Сапонины, ЛРС, содержащее сапонины»

Сапонины (сапонизиды) - гликозиды (гетерозиды), производные стероидов и тритерпеноидов, обладающие гемолитической и поверхностной активностью и токсичностью для холоднокровных животных.

Название «сапонин» (от лат. «sapo» - мыло) впервые появилось в 1819 г., когда из мыльнянки (растения семейства гвоздичных) было выделено вещество, образующее с водой обильную пену.

Классификация

Сапонины по строению их агликона (сапогенина) делятся на две группы: стероидные и тритерпеновые.

Стероидные сапонины. Сапогенины этих сапонинов являются производными циклопентанпергидрофенантрена, как и агликоны кардиотонических гликозидов. Однако стероидные сапонины не оказывают кардиотонического действия, так как не имеют лактонного кольца при С17 и ряда других функциональных групп.

Сапогенины всех стероидных сапонинов имеют:

у С3 кольца А – гидроксильную (-ОН) группу;

в положении 16-17 - спирокетальную группировку за счет окисления боковой цепи;

в положении 5-6 - двойную связь (-CH=CH-);

в положениях С10 и C13 - метильные (-СН3) группы.

Диосгенин

Углеводная часть молекулы стероидных сапонинов присоединяется в положении С3агликона и может содержать от 1 до 9 моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, галактуроновая кислота и др.). Моносахариды могут образовывать как линейные, так и разветвленные цепи. Например, стероидный сапонин диосцин (диоскорея ниппонская – Dioscorea nipponica, якорцы стелющиеся – Tribulus terrestris) состоит из агликона диосгенина, к которому присоединяется разветвленная триоза.

Стероидные сапонины встречаются редко, преимущественно в растениях тропического климата. В семействах диоскорейных, норичниковых,

1

спаржевых, амариллисовых стероидные сапонины часто встречаются совместно с кардиотоническими гликозидами (наперстянка, ландыш и др.). Тритерпеновые сапонины имеют общую формулу (С5Н8)6 и, в зависимости от количества колец в структуре агликона, делятся на пентациклические и тетрациклические.

а) Тетрациклические - содержат в структуре агликона 4 кольца и подразделяются на производные даммарана (даммарандиол), циклоартана (циклоартенол), зуфана. Соединения подобного строения обнаружены в женьшене (Panax ginseng), заманихе высокой (Oplopanax elatus), березе

(Betula spp.).

б) Пентациклические - содержат в структуре агликона 5 колец. Среди этой группы выделяют производные урсана (альфа-амирин), олеанана (бета- амирин), лупана (лупеол), гопана. С медицинской точки зрения, наиболее важными являются производные урсана и олеанана, которые отличаются друг от друга расположением заместителей – метильных (-СН3) групп в положениях 19 и 20 кольца Е.

Тритерпеновые сапонины могут быть нейтральными и кислыми. Кислотные свойства обусловлены наличием карбоксильных групп сапогенина и углеводной части молекулы. Гидроксильные группы могут быть ацилированы уксусной, тиглиновой, пропионовой, ангеликовой и другими кислотами.

Углеводная часть тритерпеновых сапонизидов может содержать от 1 до 11 моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, арабиноза, фруктоза, глюкуроновая и галактуроновая кислоты). Она может быть линейной и разветвленной (например, у аралозидов - сапонинов аралии высокой).

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

В растительном мире более широко распространены тритерпеновые сапонины. Они обнаружены в растениях почти 70 семейств. Наиболее богаты тритерпеновыми сапонинами представители семейств аралиевых (Araliaceae),

гвоздичных (Caryophyllaceae), синюховых (Polemoniaceae), бобовых (Fabaceae), истодовых (Polygalaceae), сложноцветных (Asteraceae),

губоцветных (Lamiaceae) и др.

Стероидные сапонины встречаются значительно реже и обнаружены, главным образом, в растениях семейств диоскорейных (Dioscoreaceae), лилейных (Liliaceae), норичниковых (Scrophulariaceae), парнолистниковых

(Zygophyllaceae), лютиковых (Ranunculaceae), амариллисовых

(Amaryllidaceae). Стероидные сапонины часто сопровождают в растениях кардиотонические гликозиды (виды наперстянки, ландыша, адонис весенний).

Растения, накапливающие тритерпеновые сапонины, не содержат стероидные, и наоборот.

2

В растениях сапонины обычно находятся в клеточном соке почти всех органов в растворенном виде.

Содержание сапонинов колеблется в широких пределах и может достигать 30 % и более. В этом случае сапонины кристаллизуются в виде бесцветных бесформенных глыбок и могут быть видны под микроскопом.

Физические, химические и биологические свойства сапонинов

Физические свойства. Сапонины - бесцветные или желтоватые аморфные вещества.

Оптически активны.

Гликозиды растворимы в воде. Растворимость увеличивается с возрастанием количества моносахаридов в углеводной цепи. В разведенных (60-70 %) спиртах растворяются на холоду; в более крепких (80-90 %) спиртах - только при нагревании, а при охлаждении выпадают в осадок.

Нерастворимы в органических растворителях (ацетон, хлороформ, бензол). Свободные сапогенины не растворяются в воде и хорошо растворимы в органических растворителях.

В зависимости от рН водных извлечений сапонины делят на:

нейтральные - стероидные и тетрациклические тритерпеновые сапонины;

кислые – пентациклические тритерпеновые сапонины. Их кислотность обусловлена наличием карбоксильных (-СООН) групп в структуре агликона или присутствием уроновых кислот в углеводной цепи.

Специфическим свойством сапонинов является их способность снижать поверхностное натяжение жидкостей (воды) и давать при встряхивании стойкую обильную пену.

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

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

При взаимодействии с кислотными реагентами (сурьмы (III) хлорид, сурьмы (V) хлорид, железа (III) хлорид, кислота серная концентрированная и др.) образуют окрашенные продукты.

Кислые сапонины образуют нерастворимые комплексы с солями тяжелых металлов (Ва, Рb, Cu).

Сапонины способны образовывать комплексы с белками, стеринами, липидами, фенольными соединениями.

Сапонины, имеющие в своей основе стероидное ядро, вступают в специфическую реакцию Либермана–Бурхарда.

Биологические свойства.

Сапонины обладают гемолитической активностью. Они способны растворять

3

липидную часть оболочки эритроцитов. В результате этого оболочка из полупроницаемой становится проницаемой. Гемоглобин свободно поступает в плазму крови и растворяется в ней. Образуется красный прозрачный раствор - «лаковая» кровь.

Гемолитической активностью обладают только гликозиды. В связи с этим сапонины не применяются для внутривенного введения, т.к. вызывают анемию. При приеме внутрь, после гидролиза в желудочно-кишечном тракте до агликонов, сапонины теряют гемолитическую активность.

Гемолиз эритроцитов вызывают не все сапонины. Этим свойством не обладают сапонины солодки.

Сапонины токсичны для холоднокровных животных (рыбы, лягушки, круглые черви). Они нарушают функцию жабр, которые являются не только органом дыхания, но и регулятором солевого осмотического давления в организме. Сапонины парализуют или вызывают гибель холоднокровных животных даже в больших разведениях (1:1 000000).

Агликоны сапонинов для холоднокровных животных не токсичны.

Оценка качества сырья, содержащего сапонины. Методы анализа

Наличие сапонинов в лекарственном растительном сырье можно установить при помощи качественных реакций, которые проводят непосредственно с сырьем или с водным извлечением из него.

Качественные реакции на сапонины основаны на их физических, химических и биологических свойствах.

Общих методов количественного определения сапонинов в лекарственном растительном сырье нет. Чаще всего используют 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 (а. высокой).

2.Спектрофотометрический метод. Метод основан на способности сапонинов и их окрашенных комплексов поглощать монохроматический свет при определенной длине волны.

3.Гравиметрический метод - определение экстрактивных веществ. Метод основан на определении сухого остатка после высушивания суммы веществ,

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:

Хранится сырье по общему списку, сроки хранения индивидуальны для каждого вида сырья.

При переработке сапонинсодержащего сырья следует принимать меры предосторожности, поскольку при вдыхании возможно возникновение аллергических реакций.

4

Лекарственное растительное сырье, содержащее стероидные сапонины КОРНЕВИЩА С КОРНЯМИ ДИОСКОРЕИ НИППОНСКОЙ –

RHIZOMATA CUM RADICIBUS DIOSCOREAE NIPPONICAE Диоскорея ниппонская – Dioscorea nipponicaMakino

Сем.диоскорейные - Dioscoreaceae

Другие названия: диоскорея японская

Ботаническая характеристика. Травянистое многолетнее растение - двудомная лиана: вьющиеся стебли могут быть длиной 5-7 м и более. Корневище горизонтальное, толстое, до 3 см в диаметре, разветвленное, с многочисленными тонкими и жесткими корнями, длиной до 1,5 м. Листья очередные, черешковые, широкояйцевидные с сердцевидным основанием, жилкование дугонервное. Нижние листья семилопастные, с короткими боковыми лопастями и более вытянутой крупной заостренной средней; верхние листья трех- и пятилопастные или с почти не выраженными лопастями. Цветки раздельнополые, мелкие, невзрачные, с простым шестираздельным желтовато-зеленым околоцветником, собраны в пазушные редкие кисти. Плод – трехгнездная широкоэллипсоидальная коробочка с тремя широкими перепончатыми крыльями на ребрах, семена плоские, крылатые. Цветет в июле - августе, семена созревают в августе - октябре.

Распространение. Диоскорея ниппонская – дальневосточный вид. Широко распространена в Приморском и Хабаровском краях, Амурской области. Проводятся работы по введению этого растения в культуру.

Местообитание. Изреженные широколиственные и смешанные леса, лесные поляны, опушки, долины рек, ручьев и стариц; часто растение встречается на местах вырубок, пожаров, на старых залежах.

Заготовка. Сырье собирают в течение всего вегетационного периода, начиная с конца апреля и до глубокой осени, но для восстановления зарослей корневища с корнями лучше собирать в сентябре – ноябре (после созревания семян), когда они достигают максимальных размеров, хотя содержание диосцина несколько снижается.

Охранные мероприятия. Необходимо оставлять примерно ⅓ встречающихся на участке растений для возобновления зарослей. Не подлежат заготовке экземпляры высотой менее 1 м, на место выкопанных растений рекомендуется высеять семена или закопать кусочки корневищ. Повторная заготовка на одном и том же участке возможна лишь через 20 лет. Сушка. Оптимальной считается сушка в сушилках при температуре до 50 °С. Предварительно сырье подвяливают под навесами или на токах. Качественное сырье получается также при сушке на хорошо вентилируемых чердаках, где его раскладывают слоем до 10 см и периодически перемешивают. Допускается сушка на солнце.

Химический состав. Корневища с корнями диоскореи ниппонской содержат

5

до 8% стероидных сапонинов. Главные из них - протодиосцин, протограциллин и

диосцин (2,2%), наиболее высокое содержание отмечено в фазу бутонизации. Агликоном этих соединений является диосгенин. Диосгенин может служить сырьем для синтеза кортикостероидных гормональных препаратов (кортизона и прогестерона). В корневищах диоскореи ниппонской обнаружены также крахмал и жирное масло.

Применение. Стероидные сапонины диоскореи ниппонской тормозят развитие атеросклероза, артериальной гипертензии, предупреждают судороги, снижает адгезивно-агрегационную способность тромбоцитов. Настой и экстракты стимулируют моторную и секреторную деятельность желудочно-кишечного тракта, тормозят всасывание холестерина из кишечника.

Препарат «Полиспонин» применяют в комплексной терапии при общем, церебральном и коронарном атеросклерозе в качестве гипохолестеринемического средства, как в начальных стадиях атеросклероза (для профилактики), так и при выраженных формах заболевания. Ранее использовались корневища с корнями диоскореи кавказской (Dioscorea caucasicaLipsky) для получения препарата «Диоспонин» аналогичного действия.

Лекарственные средства.

1.Диоскореи ниппонской корневища с корнями, сырье. Сырье для получения препарата «Полиспонин».

2.Полиспонин, таблетки по 0,1 г (сумма стероидных сапонинов). Антиатеросклеротическое средство.

Другие виды. Диоскорея кавказская (Dioscorea caucasicaLipsky) -

многолетняя двудомная травянистая лиана с побегами длиной до 2,5-3,5 м. Корневище горизонтальное, толстое, длинное. Нижние листья мутовчатые, 6-

15см длиной, верхние - очередные или супротивные, сердцевиднояйцевидные, заостренные, цельные, снизу густо опушенные. Цветки мелкие, зеленоватые, в простых пазушных колосовидных кистях. Плод - округлая, трехгранная трехгнездная коробочка. Семена с крылом, окружающим семя со всех сторон, почти одинаково широким по всей окружности. Цветет в мае - июне, плодоносит в сентябре. Диоскорея кавказская - эндемичное растение Кавказа, встречается в основном в западной части Закавказья (Абхазия и Адлерский район Краснодарского края), в нижнем лесном поясе. Занесена в Красную книгу СССР. Ввиду ограниченных природных ресурсов в настоящее время не используется.

Перспективным видом является диоскорея дельтовидная (Dioscorea deltoideaWall.) как источник диосгенина, на основе которого можно получать кортикостероидные гормональные препараты. Родина – Индия, Китай, Индокитай, но диоскорея дельтовидная хорошо растет и плодоносит в условиях культуры даже в климатических условиях Подмосковья. Перспективна для промышленного получения культуры тканей.

6

ТРАВА ЯКОРЦЕВ СТЕЛЮЩИХСЯ – HERBA TRIBULI TERRESTRIS

Якорцы стелющиеся – Tribulus terrestris L.

Сем. парнолистниковые - Zygophyllaceae

Ботаническая характеристика. Однолетнее травянистое растение с тонким прямым корнем и распростертыми по земле, от основания ветвистыми стеблями длиной 10-60 (120) см. Листья супротивные, парноперистосложные с 6-8 парами мелких продолговатых листочков, длиной 3-8 см, шириной 1,5-2 см. Цветки расположены в пазухах листьев на коротких цветоножках, одиночные, немногочисленные, мелкие, до 1,2 см диаметром, с желтоватым венчиком. Околоцветник двойной, правильный, пятичленный, тычинок 10, гинецей ценокарпный из 5 сросшихся плодолистиков. Плод распадается при созревании на 5 звездчато расположенных угловатых «плодиков», несущих на спинке 4 длинных, твердых и острых шипа, а также многочисленные бугорки и шипики. В благоприятных условиях растение цветет и плодоносит с весны до заморозков.

Распространение. Произрастает в сухих степях на юге европейской части страны и Западной (Алтай) и Восточной (Даурия) Сибири, на Кавказе. Вид особенно обилен в Средней Азии и в центральных районах Тувы.

Растет в сорных местах по пустырям, вдоль дорог, в долинах рек, часто на песчаных почвах, как сорняк бахчевых культур, на песчаных пляжах и ракушечниках, по обочинам шоссе и железнодорожным насыпям. Якорцы хорошо растут в культуре.

Заготовка. Траву заготавливают в течение всего лета. Выдергивают растения с корнями или отрубают надземную часть близ поверхности почвы, оставляя корни в земле.

Охранные мероприятия. На одних и тех же массивах возможна заготовка в течение нескольких лет подряд, так как в связи с разновременным и продолжительным их плодоношением часть плодов успевает созреть и осыпаться до начала заготовок сырья.

Сушка. Раскладывают траву рыхлым слоем не толще 20 см на бумаге или ткани. Можно сушить в сушилках.

Заготовку необходимо проводить в рукавицах, так как колючие плоды растения легко впиваются в кожу, травмируя ее.

Химический состав. Трава якорцев содержит стероидные сапонины (триллин, диосцин, грациллин, протодиосцин и др.), флавоноиды, алкалоиды и дубильные вещества. Трава используется для получения препарата «Трибуспонин».

Хранение. Хранят в сухих, хорошо проветриваемых помещениях.

Фармакотерапевтическая группа. Гиполипидемическое,

гипохолестеринемическое, гипотензивное средство.

Применение. Трибуспонин применяют с профилактической и лечебной целью при атеросклерозе, ишемической болезни сердца и гипертонической

7

болезни. Лечение трибуспонином больных атеросклерозом наиболее эффективно при высоком содержании липопротеинов низкой плотности. При лечении трибуспонином больных атеросклерозом на фоне гипертонической болезни отмечают нормализацию сна, уменьшение или прекращение головной боли, шума в ушах, понижение артериального давления. Трибуспонин влияет на сердечно-сосудистую систему: замедляет сердечные сокращения, усиливает сократительную способность миокарда, удлиняет диастолу сердца, улучшает коронарное кровообращение, понижает артериальное давление, расширяет кровеносные сосуды. Трибуспонин обладает антикоагулянтными свойствами, замедляет время свертывания крови и снижает протромбиновый индекс. У больных сахарным диабетом на фоне атеросклероза трибуспонин в комплексе с сахароснижающими препаратами положительно влияет на показатели липидного и углеводного обмена. Трибуспонин применяют также при облитерирующем атеросклерозе сосудов конечностей.

Лекарственные средства.

1.Якорцев стелющихся трава, сырье. Сырье для получения препарата «Трибуспонин».

2.Трибуспонин, таблетки по 0,1 г (сумма стероидных сапонинов). Антиатеросклеротическое средство.

Лекарственное растительное сырье, содержащее тритерпеновые сапонины

КОРНИ АРАЛИИ МАНЬЧЖУРСКОЙ – RADICES ARALIAE

MANDSHURICAE

Аралия высокая (а. маньчжурская) – Aralia elata (Miq.) Seem. (A. mandshuricaRupr. et Maxim.)

Сем. аралиевые - Araliaceae

Другие названия: шип-дерево, чертово дерево Ботаническая характеристика. Небольшое, быстро растущее деревце высотой 3-6 м с поверхностной корневой системой. По внешнему виду напоминает пальму, так как тонкий, прямой, неветвистый ствол, густо усеянный короткими крепкими шипами, только на верхушке несет тесно сближенные и горизонтально распростертые длинночерешковые дважды и трижды перистосложные листья до 1 м длиной. Цветки мелкие, желтоватобелые, образуют простые зонтиковидные соцветия, собранные в несколько длинных густых метелок длиной до 45 см. Плод – шаровидная сочная ценокарпная костянка сине-черного цвета с 5 косточками. Цветет в июне - августе, плоды созревают в октябре. Из-за наличия колючих шипов на стволе и листьях аралию в народе называют «чертово дерево».

Распространение. Северо-Восточный Китай, Корея; в России - только на Дальнем Востоке (Приморье и Приамурье, острова Сахалин, Шикотан и Кунашир). Произрастает на богатых, хорошо увлажненных почвах в подлеске

8

кедрово-широколиственных лесов, на полянах, вырубках, гарях, на лесосеках, предпочитает осветленные места. Растет одиночно или образует заросли, пригодные для заготовки сырья.

Заготовка. При заготовке следует использовать лишь 5-15-летние экземпляры растений. Корни выкапывают весной до распускания листьев (апрель – первая половина мая) или осенью, начиная с сентября, тщательно отмывают от земли и режут на куски. Отбирают корни не толще 3 см.

Охранные мероприятия. При заготовке сырья один корень, отходящий радиально от ствола, нужно оставлять в почве. В дальнейшем находящиеся на нем придаточные почки обеспечат восстановление зарослей аралии. Кроме того, рекомендуется посадка на место уничтоженного экземпляра корневого черенка длиной около 10 см и диаметром 1-3 см.

Сушка. В сушилках с искусственным обогревом при температуре 50-60°С или в хорошо проветриваемых помещениях, а в сухую погоду – на открытом воздухе.

Химический состав. В корнях, главным образом в коре корней, содержатся тритерпеновые пентациклические сапонины группы бета-амирина, производные кислоты олеаноловой – аралозиды А, В и С (до 11-12%). Отличаются они строением углеводной части. Преобладает аралозид А, который представляет собой триозид, содержащий по одному остатку глюкозы, арабинозы и глюкуроновой кислоты. Корни содержат также эфирное масло, смолы, микроэлементы.

Аралозиды содержатся также в коре стволов (2,8-4,7%), которые могут быть дополнительным сырьевым источником их получения.

Хранение. На складе сырье хранят в мешках, в сухом, прохладном, защищенном от света месте.

Лекарственные средства.

1.Аралии маньчжурской корни, сырье. Сырье для получения настойки и препаратов «Сапарал» и «Сафинор».

2.В составе противодиабетического сбора «Арфазетин».

3.Аралии настойка (настойка (1:5) на 70% этаноле). Тонизирующее, адаптогенное средство.

4.Сапарал, таблетки по 0,05 г (сумма аммонийных солей аралозидов А, В и С). Тонизирующее, адаптогенное средство.

Применение. Настойку аралии применяют при астенических состояниях и неврастенических реакциях больных, перенесших черепно-мозговую травму, инфекционные болезни; при психастении после длительных, эмоциональных и физических перегрузок; при церебральном атеросклерозе; при нетяжелых астенодепрессивныхсостояниях; при импотенции. Препараты из аралии не рекомендуется принимать в вечернее время. Эффект препаратов аналогичен действию препаратов женьшеня. Противопоказания к приему препаратов аралии высокой: повышенная возбудимость, бессонница, гипертоническая болезнь, эпилепсия.

9

КОРНИ ЖЕНЬШЕНЯ – RADICES GINSENG

Женьшень – Panax ginseng С.А. Меу. Сем.аралиевые - Araliaceae

Другие названия: женьшень настоящий, панакс женьшень, корень жизни

Ботаническая характеристика. Многолетнее травянистое растение до 80 см высотой, достигающее возраста 50-70 лет и более. Имеет сочный стержневой корень, дающий, как правило, один надземный стебель, на верхушке которого расположена мутовка из 4-5 листьев. Листья длинночерешковые, 3- 5-пальчатосложные, листочки эллиптические, заостренные, по краю мелко двоякопильчатые. Два нижних листочка значительно меньше остальных. Из центра листовой мутовки выходит длинный цветонос, заканчивающийся простым зонтиком, несущим мелкие зеленоватые пятичленные невзрачные цветки. Плод - ярко-красная сочная ценокарпная костянка с двумя семенами. Костянки тесно прижаты друг к другу, образуют «красный шар», хорошо заметный осенью среди зеленой листвы. Цветет в июне - июле, плоды созревают в августе. Размножается семенами.

Распространение. В диком виде произрастает в России на Дальнем Востоке, в уссурийской тайге – в Приморском и на юге Хабаровского края; растет также в Китае, Корее, Японии. В глухих горных кедровых и смешанных лесах, преимущественно на северных затененных склонах, в зарослях папоротников и кустарников. Тенелюбивое растение, поэтому не растет в разреженных лесах с широким доступом солнечного света. Растет одиночными экземплярами.

Проводятся работы по культивированию женьшеня в Приморском крае, на Северном Кавказе и в других районах России.

Заготовка. Заготовка корней дикорастущего женьшеня производится по лицензиям специалистами («искателями женьшеня») осенью, в период, когда его легче обнаружить среди других растений.

Сбор молодых корней массой менее 10 г не разрешен. Хотя и редко, но встречаются экземпляры массой 300-400 г от старых, 100-200-летних растений. В настоящее время женьшень возделывается в Китае, Японии и более широко в Корее, где эта отрасль лекарственного растениеводства играет значительную роль в экономике страны. В России выращивается в специализированном хозяйстве «Женьшень» в Приморском крае. Культура женьшеня весьма трудоемка. Максимальная масса корней 5-6-летнего возраста 30,0 г и более. Корни собирают на плантациях от растений в возрасте 5-8 лет.

Разработана промышленная биотехнология культуры тканей женьшеня. Сушка. В зависимости от использования корни сохраняют в свежем виде (сырье идет на экспорт) или высушивают на солнце или в сушилках при температуре около 50ºС.

Химический состав. Изучением химического состава корней женьшеня в основном занимались ученые нашей страны и Японии. Корни содержат

10