Тема: Серцеві глікозиди
Питання до лекції:
Визначення поняття „серцеві глікозиди” як групи біологічно – активних речовин.
Класифікація кардіотонічних глікозидів. Формули карденолідів і буфадієнолідів.
Біогенез серцевих глікозидів. Дайте характеристику агліконів серцевих глікозидів, особливості їх будови.
Охарактеризуйте вуглеводні компоненти серцевих глікозидів, особливості їх будови, порядок приєднання їх до аглікону.
Фізико - хімічні властивості серцевих глікозидів та їх агліконів.
Методи виділення кардіостероїдів з рослинної сировини.
Методи виявлення, кількісного визначення серцевих глікозидів. Вкажіть якісні реакції на наявність вуглеводного компоненту, стероїдної частини, лактонного кільця.
Якісне визначення серцевих глікозидів методом паперової та тонкошарової хроматографії. Реактиви, які використовуються для розділення і проявлення серцевих глікозидів на хроматограмі.
Біологічні та фізико – хімічні методи кількісної оцінки серцевих глікозидів
Правила збирання, сушіння та зберігання сировини, що містить кардіостероїди.
Біологічна дія серцевих глікозидів.
Назвати рослини, які містять карденоліди.
Характеристика серцевих глікозидів групи строфанту та групи наперстянки. Залежність між хімічною будовою та біологічними властивостями.
Наведіть відмінні морфологічні ознаки видів наперстянки.
Укажіть терміни та правила збирання, сушіння та зберігання сировини наперстянки.
Ознаки по яким можно установить, ідентичність листя наперстянки пурпурової, шерстистої під мікроскопом.
Охарактеризуйте хімічний склад, фармакологічну дію, застосування, препарати всіх видів наперстянки.
Дайте морфологічну характеристику, укажіть місцезнаходження, хімічний склад видів строфанту, препарати з нього.
Укажіть формули конвалозиду та конвалотоксолу. Назвіть рослину, яка містить названі глікозиди.
Назвати латинську назву конвалії травневої, сировина з неї, родина. Опишіть зовнішній вигляд рослини і сировини, вкажіть місце зростання.
Особливості мікроскопічної будови листя конвалії.
Укажіть терміни та правила збирання, сушіння та зберігання сировини конвалії звичайної. Наведіть приклади домішок до сировини та їх відмінні ознаки..
Охарактеризуйте хімічний склад, фармакологічну дію, застосування, препарати конвалії.
Назвіть ЛР – джерело цимарину. Написати його формулу.
Наведіть ботанічну характеристику видів горицвіту. Укажіть домішки до трави горицвіту весняного та їх відмінні ознаки.
Макроознаки сировини, місце зростання, заготівля, сушіння, хім. склад та застосування в медицині горицвіту весняного.
Назвіть ЛР - джерело ерізиміну. Дайте морфологічну характеристику рослини, яка містить даний серцевий глікозид.
Охарактеризувать сировину, хім. склад та застосування в медицині жовтушника сивіючого.
Назвати рослини, які містять буфадієноліди.
Назвати латинську назву видів морознику, які застосовуються в медицині, сировина з нього, родина. Опишіть зовнішній вигляд рослин і сировини, вкажіть місце зростання.
Охарактеризуйте хімічний склад, фармакологічну дію, застосування, препарати морознику.
2 (6) Серцевимими глікозидами називають групу природних БАР, які діють вибірково кардіотонічно на серцеву мускулатуру. Серцеві глікозиди займають особливе місце, оскільки не мають синтетичних аналогів. Рослини, які містять серцеві глікозиди, а також одержані з них препарати є головними засобами при лікуванні серцево-судинної недостатності. В малих дозах вони збільшують скорочення серцевого м’язу і поліпшують роботу серця, у великих – навпаки – пригнічують роботу міокарду і кінець кінцем викликають зупинку серця. На ЦНС серцеві глікозиди у невеликих дозах діють заспокійливо. У створенні лікарських засобів із серцевих глікозидів брали участь: Д.Г.Колесніков, Я.І.Ходжай, В.Т.Чорнобай, М.Ф.Колісаренко, І.Т.Кутателадзе, Е.П.Кемертеліздзе (Грузія), А.Д.Турова (Москва), Н.К.Абубакіров (Узбекистан).
Поширення і місце локалізації.
Серцеві глікозиди виявлені у 14 родинах рослин: ранникові, жовтцеві, кутрові, конвалієві, лілійні, капустяні та інші. Глікозиди утворюються в усіх життєвих формах рослин. Розчинені у клітинному сокові.
На утворення і накопичення серцевих глікозидів впливають географічний район зростання, фаза вегетації рослини, погодні умови, світло, грунт. Знайдено серцеві глікозиди в отруйних виділеннях шкірних залоз жаб.
Будова та класифікація
Аглікони серцевих глікозидів є стероїдами, але на відміну від інших сполук цього класу вони мають специфічну просторову орієнтацію молекули. Кільця А/В та С/Д у кардіостероїдів знаходяться в ЦИС-положенні, а кільця В/С – у транс-положенні. Таке розташування кілець відрізняє серцеві глікозиди від інших стероїдів, в яких кільця С/Д займають транс-положення.
Агліконом серцевих глікозидів є похідні циклопентанопергідрофенантрену, у яких в С-17 положенні містяться п’ятичленне або шестичленне лактонне кільце. Відсутність лактонних кілець в С-17 веде до втрати біологічної активності. Серцеві глікозиди за характером бічного ланцюга у С-17 поділяються на дві групи:
І. Карденоліди (група наперстянки, строфанту) мають у С-17 ненасичене п’ятичленне лактонне кільце.
Карденоліди зустрічаються в рослинах
ІІ. Буфадієноліди (група морозника, луківки) мають у С-17 шестичленне ненасичене кільце з двома подвійними зв’язками.
Буфадієноліди зустрічаються в рослинах і тваринах
Друга складова серцевих глікозидів – сахарний компонент (глюкоза, фруктоза, ксилоза і специфічні сахари: цимароза, дігітоксова і інші). По кількості моносахаридів, які приєднані у С-3 прийнято розрізняти: монозиди, біозиди, тріозиди, тетразиди.
Специфічними для кардіостероїдів є 2,6 дезоксисахара – Д – дигітоксоза, Д – цимароза, Д – олеандрова, Д – дигіталоза та інші.
Фізико-хімічні властивості.
Серцеві глікозиди – безбарвні або білі кристалічні, рідше аморфні речовини без запаху, гіркі на смак, мають певну температуру топлення (100-270º), оптично активні, багато з них флюорисцирують в УФ-світлі. Більшість малорозчинна в воді, добре розчиняється у водних речовинах метилового та етилового спиртів. Глікозиди з довгим вуглеводневим ланцюгом краще розчинні в воді. Аглікони добре розчинні в органічних розчинниках.
Серцеві глікозиди схильні до гідролізу. Він може бути кислотним та ферментативним. В лужному середовищі іде деструкція агліконової частини молекули (розмикання лактонного угрупування), що приводить до втрати кардіотонічної дії.
Ідентифікація.
Реакції на лактонне кільце
Реакція Раймонда. До екстрагованих глікозидів додають розчини М – динітробензолу та калію гідроксиду. З’являється фіолетове забарвлення.
Реакція Легаля – на лактонне кільце. Проводиться з лужним розчином нітропрусида натрію – досліджувана витяжка набуває червоного забарвлення, яке зникає повільно. Реакція на стероїдне кільце:
1. Реакція Лібермана – Бурхарда . Готують спиртово-водний екстракт глікозидів, випарюють, додають оцтовий ангідрид та концентровану сірчану кислоту. На межі двох шарів утворюється коричневе кільце, а верхній шар стає зеленим, потім коричневим.
2. Реакція Розенхейма. З розчином трихлороцтової кислоти в метанолі з’являється
синє або синьо – зеленее забарвлення.
Реакція на вуглеводи:
Реакція з реактивом Фелінга. До екстракту додають розчин хлоридної кислоти, нагрівають (глікозиди гідролізують). Додають реактив Фелінга, з’являється цегляно-червоний осад.
Реакція Келлера – Кіліані. З нітрофенілгідразином і основою дезоксіцукру дають сине забарвлення.
Кількісне визначення.
Метод біологічної стандартизації:
Активність серцевих глікозидів визначають на тваринах: котах, жабах, голубах. Її порівнюють із активністю стандартних зразків і виражають в одиницях дії (котячих, жаб’ячих та голубиних).
За одиницю дії (1КОД, 1ЖОД, 1 ГОД) прийнята найменша кількість досліджувального об’єкту, яка викликає систолічне зупинення серця у тварин протягом 1 години.
Фізико-хімічні методи.
а) полярографічний метод;
б) спектрофотометричний і колориметричний;
в) титрометричні методи (для тих глікозидів, які містять карбонільну групу).
г) хроматографія паперова та тонкошарова або колонкова
Заготівля, сушіння та зберігання рослинної сировини, що містять кардіостероїди
При заготівлі сировини враховують фазу розвитку рослини. Обов’язково дотримуються охоронних заходів. Збирають в суху сонячну погоду, швидко відправляючи на сушку, не пізніше ніж за дві години після заготівлі.
Серцеві глікозиди – не стійкі сполуки швидко гідролізуються, розщеплюючись на цукор на вторинні глікозиди. Натуральні глікозиди діють в 5-6 разів сильніше ніж аглікони. Сушити треба швидко, тонким шаром, за температури 55-60 0С. Цієї температури достатньо , аби швидко випарувалась вода та інактивувалися ферменти, які зумовлюють гідроліз. Нові дослідження довели, що при повільному сушінні трави горицвіту весняного збільшується вміст нативних глігозидів.
В зв’язку з високою токсичністю кардіотонічних речовин ЛРС та препарати, які містять їх, слід зберігати з обережністю окремо від іншої сировини, в сухому, захищеному від прямих сонячних променів місці, сировину зберігають за списком Б, насіння строфанту – за списком А, чисті глікозиди зберігають за списком А. Один раз на рік сировину і препарати стандартизують. На етикетці повинно бути вказані: дата сепалізу і кількість одиниць дії в 1 г сировини. Чисті глікозиди зберігають за списком А.
Фармакологічна дія та застосування.
Виявлено, що характер та механізм дії різних серцевих глікозидів на серцево-судинну систему взагалі однаковий, але кожному з них властиві й деякі особливості: сила, тривалість та швидкість прояву дії, кумуляції та інше.
Серцеві глікозиди вибірково діють на міокард. У терапевтичних дозах тонізують роботу міокарду, у надмірних пригнічують і можуть спричинити зупинку серця. Між собою кардіоглікозиди різняться за швидкістю, силою і тривалістю дії на серце: посилюють його скорочення (систолу), продовжують діастолу, при цьому зникає аритмія. Крім того серцеві глікозиди мають цитостатичний ефект, седативно діють на нервову систему, мають сечогінну дію.
Призначають їх хворим на хронічну серцеву недостатність з порушенням кровообігу.
Зв’зок фармакологічних властивостей з хімічною будовою серцевих глікозидів.
Різноманітність дії ( терапевтичної і токсичної ) стероїдних лактонів зумовлена декількома особливостями їх будови. По-перше значення має природа лак тонного кільця у С-17 положенні, далі – наявність замісників, подвійних зв’язків, природа вуглеводного компоненту, стереохімічні особливості молекули.
У медицині знайшли застосування серцеві глікозиди 12 агліконів. Шість із них (гітоксигенін,
дигітоксигенін, дигоксигенін, дигінатигенін, олеандрогенін й периплогенін) у С-10 містять метальний радикал, що зумовлює кумулятивний ефект. Два аглікони – строфантидол та уабагенін у С-10 мають меток сильну групу; чотири аглікони – альдегідну групу (адонітоксигенін, строфантидин, канногенін та гелебрегенін. Глікозиди з карбоксильною групою у С-10 положенні втрачають кардіотонічну дію.
Зміна орієнтації лактонного кільця, відновлення його подвійного зв’зку або утворення ізокарденолідів призводить до різкого зниження кардіотонічної активності.
Суттєвий вплив на біологічну активність має конформація стероїдного ядра, кількість, природа та положення замісників у ньому. Глікозиди з цис-сполученням кілець А і В активніші, ніж транс-форми. Гідроксильна група у С-11 та С-12 положеннях підвищує біологічну активність,
а у С-7 та С-16 положеннячх – знижує її.
Порівняння ряду глікозидів з однаковим агліконом і різними сахарами доводить, що природа вуглеводного залишку суттєво впливає на біологічну активність. Глікозиди з сахарним залишком L-ряду значно активніші за глікозиди із залишком D-ряду. Біологічна активність агліконів буфадієнового ряду вища, але дія їх короткочасніша. Монозиди буфадієнолідів менш активні, ніж карденолідів, а біозиди навпаки, активніші у буфадієнолідів.
Найбільшу кардіотонічну активність мають серцеві глікозиди. Які конформаційно найменш стабільні. Кардіостероїди з транс-конфігурацією кілець А/В у 3,3 рази менш активні за глікозиди, що мають цис-конфігурацію. І навпаки, у разі цис-конфігурації С/Д кілець серцевих глікозидів активність їх значно вища, ніж при транс-конфігурації.
Малоактивні карденоліди і буфадієноліди, які у структурі містять карбоксильні групи. Активність кардіостероїдних агліконів залежить від ступеня їх полярності: чим вищий ступінь полярності, тим вища активність. Підвищує активність і знижує кумуляцію альдегідна група при С-10.