Что такое сапонины их классификация. Сапонины - описание вещества. Использование в фармакологии

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- безазотистые гликозиды, которые при взбалтывании в воде образуют стойкую пену. Сапонины получили своё название от латинского «sapo», что в переводе означает мыло. Первые сапонины были выделены в 1819 г из мыльнянки, принадлежащей к семейству гвоздичных. Молекула сапонина,как и все , состоит из углеродной части- моносахарида и агликона, называемого сапогенином. Они хорошо растворимы в воде и спирту и не содержат серы.

Распространение сапонинов

.

Сапонины встречаются как в растительном, так и в животном мире. Растения содержат сапонины в корнях на примере , синюхи, первоцвета, диоскореи, в листьях наперстянки и в цветках коровяка, в растворённом состоянии в клеточном соке. Среди животного мира на сапонины богаты пиявки, пчёлы и очковые змеи.

Классификация сапонинов

.

По химическому строению агликона сапонины делятся на стероидные и тритерпеновые.
Стероидные сапонины.
Стероидные сапонины принадлежат к группе природных гликозидов, которым характерна значительная гемолитическая активность. Стероидные сапонины находятся в разных растениях, но главным образом в растениях семейства бобовых, лютиковых, лилейных, диоскорейных. При изучении биологического действия стероидных сапонинов выявлено значительную фунгицидное, противоопухолевое, цитостатическое действие. Они понижают артериальное давление, нормализуют сердечный ритм, замедляют и углубляют дыхание. Препарат полиспонин, изготовленный из диоскореи, используют для больных на . Стероидные сапонины являются исходным материалом для синтеза стероидных гормонов.
Тритерпеновые сапонины.
Большинство тритерпеновых сапонинов оказывают гемолитическое действие. Они разрушают оболочку эритроцитов и освобождают гемоглобин. Тритерпеновые сапонины обладают горьким вкусом, раздражают слизистую оболочку глотки, желудка и кишок, вызывают рвоту и увеличивают секрецию бронхов. Назначают сапонины при сухом кашле для разрежения мокроты. Тритерпеновые сапонины различных растений оказывают различное фармакологическое действие. Сапонины солодки голой обладают эстрогенной активностью, сапонины элеутерококка увеличивают сопротивляемость организма, панаксозиды корня женьшеня имеют адаптогенное действие. Тритерпеновые сапонины олеиновой кислоты, находящиеся в корнях аралии маньчжурской используют для снятия стресса, усиливает сокращение миокарда, употребляют при астеноневротических состояниях.
Тритерпеновые сапонины очень широко используют в пищевой и лёгкой промышленности. Корень солодки используют для производства пива и шипучих напитков, а также для мочения яблок и брусники, и изготовления халвы. Пена тритерпеновых сапонинов не содержит щелочей и тому широко используется для стирки белья, которые не теряют структуру и цвет. Текстильная промышленность использует тритерпеновые сапонины для фиксации цвета, а пожарная для образования пены в противопожарных средствах.

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.

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.

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.