Тритерпеновые сапонины. Стероидные сапонины Биологические свойства сапонинов

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 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.

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.

Сапонины – это химические соединения, которые получают из растений. Это вещества со многими свойствами, используемыми в медицине, в частности, оказывают мочегонное и противовоспалительное действие, а также ускоряют переваривание жиров . Однако, некоторые из этой группы соединений имеют сильно ядовитые свойства.

Что такое сапонины

Сапонины входят в состав стероидных лекарств , а промышленность использует их сильные пенящиеся свойства для производства моющих средств.

В природе они присутствуют в различных частях растений – корнях, листьях, стеблях и цветках. Получают их из многих видов, в том числе из корня и цветков примулы , коры и семян конского каштана, корня солодки, цветов коровяка, ромашки, фиалки, золотарника, корня солодки, а также алоэ вера , пшеницы, риса и сои. В сочетании с водой начинает пениться.

Стероидные сапонины

Стероидные сапонины в медицине являются частью отхаркивающих и мочегонных средств . Входят также в состав некоторых противовоспалительных, противовирусных и антибактериальных средств, а также противопротозойных и противогрибковых лекарства.

В организме человека повышают количество выделяемых пищеварительных соков в желудке, желчи и кишечного сока , что облегчает очищение организма от шлаков и токсинов. Повышают также количество защитной слизи, а некоторые исследования показали их способность снижать уровень плохого холестерина . Ускоряют метаболизм жиров и облегчают всасывание питательных веществ, поставляемых в организм вместе с пищей, особенно из кишечника в кровь.

Они также имеют ограниченное мочегонное действием. Стероидные гликозиды, которые проявляют сильно пенящиеся свойства при контакте с водой, используются в качестве отхаркивающих лекарств.

Сапонины находят применение в синтезе гормонов, в том числе тестостерона и кортикостероидов . Используются как форма добавки для спортсменов, способной влиять на уровень тестостерона .

Биологически активные добавки , которые их содержат, основываются, как правило, на корне сапонарии, солодке, пажитнике , а также менее известных растений, таких как шипучки или якорцы стелющиеся.

Стероидные сапонины – побочные эффекты

Несмотря на многие преимущества для организма, стероидные сапонины могут вызвать побочные эффекты. Самым опасным из них является гемолиз эритроцитов . Поврежденные клетки «теряют» гемоглобин в плазме крови – этот процесс может привести к анемии и серьёзно повредить костный мозг.

Сапонины, вводимые в организм в больших количествах, являются токсичными и могут привести к поражению головного и спинного мозга. Поэтому следует избегать инъекций этими веществами.

Кроме того, сапонины могут присутствовать в пище. Как правило, являются компонентом кормов для животных (для них они безвредны), но могут загрязнять мясо и молоко, а в таком виде уже доступны для людей. Их содержат не только травы, но и кофе, чай или халва , а также многие съедобные растения, в том числе: свекла, спаржа, соя, шпинат или овёс .

Это вещества, которые с трудом поглощаются из желудочно-кишечного тракта. Могут привести к воспалению кишечника. Являются ингибиторами некоторых ферментов, поэтому вызывают желудочно-кишечные расстройства и в некоторых ситуациях могут вызвать судороги и паралич конечностей, которые приводят к состоянию угрозы для жизни.

Процесс термической обработки, которому подвергается пища, частично деактивирует стероидные сапонины. В медицине зафиксированы, однако, отравления проросшими зёрнами, которые не были подвергнуты очистке.

Сапонины в косметологии

Сапонины используются также в косметике. Кремы и бальзамы для наружного применения не только обладают противовоспалительными свойствами, но также уменьшают отёки, улучшают кровообращение в тканях и их снабжение кислородом , так что кожа приобретает красивый и здоровый вид.

Благодаря способности образовывать пенящиеся водные растворы, их действие приводит к снижению поверхностного натяжения. Благодаря этому увеличивается проницаемость кожи, которая лучше поглощает другие питательные вещества, являющиеся компонентом косметических средств. Именно поэтому сапонины добавляются в мыло, гели для лица, средства для снятия макияжа, тоники, а также в жидкости для ванны и душа.

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.

ГЛИКОЗИДЫ (гетерозиды ) широко распространенные в природе, особенно в растительном мире, вещества, в молекулах которых остатки сахаров (гликозильные остатки) связаны через атом кислорода, серы или азота с молекулой вещества, не являющегося сахаром и называемого агликоном. Соответственно различают О-(I), S-(II) и N-(III) гликозиды. Термином «C-гликозиды» обозначают соединения, в которых гликозильный остаток связан непосредственно с атомом агликона (IV):

К Г. принадлежат многие лекарственные вещества, в т. ч. оказывающие избирательное действие на сердечную мышцу. Наибольшее значение и распространение в природе имеют О- и N-гликозиды.

Г. делятся на пиранозиды и фуранозиды в зависимости от наличия шести- или пятичленного кольца в остатке сахара (см. Моносахариды), а также на альфа-гликозиды и бета-гликозиды в зависимости от альфа- и бета-конфигурации C-атома, связанного через кислород с агликоновой частью молекулы.

O-Гликозиды

O-Гликозиды можно рассматривать как производные сахаров, в полуацетальном гидроксиле которых атом водорода заменен радикалом алифатического, карбоциклического или гетероциклического соединения. Хотя во многих O-гликозидах гликоновой частью молекулы являются остатки простых сахаров, однако ею могут быть и остатки олигосахаридов (ди-, три-и т. д. сахаридов). Встречающиеся в природе O-гликозиды в большинстве случаев являются бета-гликозидами. Наконец, в зависимости от природы сахарной компоненты различают пентозиды (О-гликозиды пентоз), напр, ксилозиды (O-гликозиды ксилозы), арабинозиды (O-гликозиды арабинозы) и др.; гексозиды (O-гликозиды гексоз), напр, глюкозиды (производные глюкозы), галактозиды (производные галактозы), фруктозиды, а также биозиды (O-гликозиды биоз - дисахаридов), напр, мальтозиды, лактозиды и т. д. По типу гликозидов построены олигосахариды (см.) и высшие полисахариды (см.).

По характеру агликона О-гликозиды делят на ряд групп, в т. ч. на цереброзиды (см.) - галактозиды сфингозина; стероидные О-гликозиды, напр, сердечные гликозиды (см.), сапонины (см.) и др.; азотсодержащие O-гликозиды, напр, амигдалин, индикан; гликоалкалоиды, соединения, в которых сахарная компонента соединена O-гликозидной связью с остатком алкалоида (соланин, демиссин) и др.

O-гликозиды могут быть получены синтетически или же выделены из природных источников. Так, алкилгликозиды получают при взаимодействии сахара с избытком спирта в присутствии каталитически действующего сухого хлористого водорода или ферментов альфа- и бета-глюкозидаз. Многие природные O-гликозиды сложного строения (флавонгликозиды, стероидные гликозиды и др.) экономически выгодно выделять из природных источников. Биосинтез O-гликозидов в растениях происходит преимущественно путем переноса гликозильного остатка с нуклеозиддифосфатсахара на фенол или спирт, напр, уридиндифосфатглюкоза + гидрохинон -> уридинфосфат + гидрохинон-бета-D-глюкозид (арбутин) .

О-Гликозиды представляют собой твердые кристаллические вещества, чаще всего обладающие разнообразным специфическим вкусом. Подавляющее большинство О-гликозидов не гидролизуется щелочами; исключение составляют лишь некоторые Г., агликонами которых являются фенолы, енолы и спирты, содержащие в β-положении отрицательно заряженные группы (напр., СО; NO 2). O-Гликозиды обычно не обладают восстанавливающей способностью, за исключением Г., чувствительных к щелочам, а также тех Г., агликоны которых сами обладают восстанавливающими свойствами.

Г. гидролизуются к-тами, причем фуранозиды гиролизуются во много раз быстрее пиранозидов. Характер агликона, а также конфигурация всех асимметрических атомов остатка сахара оказывают влияние на скорость гидролиза, альфа- и бета-гликозиды гидролизуются специфическими ферментами - альфа- и бета-глюкозидазами (см. Глюкозидазы).

Многие O-гликозиды находят применение В медицине как ценные лекарственные Средства, (см. ниже); некоторые имеют токсикол. значение (сапонины, соланин) или применяются как витамины (рутин - витамин P).

S-Гликозиды

S-Гликозиды (тиогликозиды) представляют собой производные циклических форм I-тиосахаридов, в меркаптогруппе (-SH) которых атом водорода замещен радикалом.

S-Гликозиды можно получить взаимодействием ацетатов гликозилбромидов с тиофенолами в присутствии щелочи с последующим омылением ацетильных групп образовавшегося S-гликозидяого ацетил производного. S-Гликозиды очень стойки по отношению к кислотному гидролизу, но Крепкие щелочи расщепляют их с образованием тиосахаров.

Важнейшим природным S-гликозидом является Г. черной горчицы - синигрин, расщепляющийся ферментом тиоглюкозидазой (мирозиназой, синигриназой; К Ф 3.2.3.1) с образованием аллилового горчичного масла; известно св. 40 природных S-гликозидов, близких синигрину.

N-Гликозиды

N-Гликозиды (вторичные или третичные гликозиламины) рассматриваются как производные гликозимина (первичного гликозиламина); они образуются в результате замещения одного или двух атомов водорода в аминогруппе остатками соединений алифатического или гетероциклического ряда.

Как и O-гликозиды, N-гликозиды могут быть построены как пиранозиды или фуранозиды и иметь альфа-(I) и бета-форму (II). В отличие от О-гликозидов, N-гликозиды в р-рах могут находиться частично в виде ациклических таутомерных форм (типа оснований Шиффа), являющихся промежуточными (III):

Впервые кристаллические N-гликозиды были получены взаимодействием анилина и сахаров, многие N-гликозиды получают непосредственным взаимодействием сахара и амина на холоду или при нагревании в спиртовой, спиртово-водной или водной среде, в отсутствие или в присутствии катализаторов - уксусной или соляной к-ты, хлористого аммония и т. д.

Свойства N-гликозидов зависят в значительной степени от природы агликонов. Алкил- и арил- N-гликозиды (напр., пурин- и пиримидин-N-гликозиды) устойчивы к действию к-т и щелочей.

К N-гликозидам принадлежат исключительно важные в обмене веществ продукты расщепления нуклеиновых к-т и нуклеопротеидов (нуклеотиды и нуклеозиды), некоторые важнейшие коферменты (см.), аденозинтрифосфорная кислота (см.), уридинтрифосфат, никотинамидадениндинуклеотид, никотинимидадениндинуклеотидфосфат (НАД и HАДФ), некоторые антибиотики и т. п.

Искусственно синтезированы N-гликозиды сульфонамидных препаратов: «глюкострептоцид», N-глюкозид сульфидина, норсульфазолглюкозид, отличающиеся от исходных агликонов гораздо большей растворимостью, меньшей токсичностью и иногда видоизмененным характером действия.

N-Гликозиды алифатических аминов с длинной цепью (додецил- и октадециламинов) применяются в текстильной промышленности.

N-Гликозиды некоторых ароматических аминов предложены в качестве антиоксидантов каучука.

C-Гликозиды

C-Гликозиды встречаются в природе (бергенин, псевдоуритин) и могут быть получены синтетически; отличаются от всех других групп Г. неспособностью к гидролизу.

Лекарственные гликозиды

Лекарственные гликозиды не являются единой фармакол, группой: спектр их действия весьма широк, что обусловлено строением как агликона, так и гликоновой части их молекулы. Гликоновая часть усиливает и ускоряет действие агликона, увеличивает его растворимость, способствует лучшему его проникновению в клетки организма, придает стабильность молекуле Г. и обусловливает соответствующую особенность действия.

Из обширного класса О-гликозидов наибольшее значение имеют стероидные Г., и в первую очередь производные циклопентапергидрофенантрена, относящиеся к группе сердечных гликозидов (см.). Другие стероидные Г. применяют для лечения атеросклероза (диоспонин и др.), заболеваний вен (асцин, эсфлазид и др.). Получены препараты Г. противовоспалительного, гормонального, нейротропное, тонизирующего и гонадотропного действия (аралозиды, АВС-сапорал, панаксозиды из корня жень-шеня и др.). Среди О-гликозидов следует отметить также препараты слабительного и мочегонного действия, а также биофлавоноиды (см.).

Для лечения некоторых заболеваний сосудов применяются Г. кумаринов и хромонов (эскулин, келлозид).

Ряд лекарственных Г. оказывает антимикробное, антивирусное и цитопатическое действие. К таким Г. относятся некоторые антибиотики, получаемые из Strep tomyces (см. Стрептомицины) и других источников, амигдалин и др. Есть сведения, что синтетические N-гликозиды, имеющие в качестве гликоновой части или в ее составе рибозу и дезоксирибозу, обладают широким спектром лекарственного действия и применяются в качестве стимуляторов обмена веществ, иммунодепрессантов (см. Иммунодепрессивные вещества), химиотерапевтических средств и др.

S-и С-гликозиды содержатся в ряде растений (горчица, черногорка, боярышник и др.). Многие лекарственные Г. обладают горьким вкусом, поэтому растения, их содержащие (золототысячник, полынь и др.), используют в качестве горечей (см.).

Лекарственные Г. в большинстве случаев относятся к сильнодействующим препаратам и применяются в небольших дозах.

Гликозиды в судебно-медицинском отношении

Идентификация Г. имеет большое значение при случайных отравлениях.

Чаще всего наиболее токсичными оказываются сердечные Г. Интоксикация может развиться даже при применении терапевтических доз. При суд.-мед. установлении отравлений Г. большое значение имеют особенности клин, картины: сильная слабость, судороги, коматозное состояние, брадикардия; нарушение проводимости и возникновение возбуждения сердечной деятельности, что может вызвать тахиаритмию желудочков сердца. Полное прекращение сердечной деятельности может наступить преимущественно в стадии диастолы. При отравлениях Г. могут наблюдаться нарушения функции ц. н. с. и жел.-киш. тракта, а также олигурия. При исследовании трупа специфические изменения органов не обнаруживают, иногда отмечают нек-рое их полнокровие.

Для доказательства смертельных отравлений Г. большое значение имеют данные суд.-хим. исследования трупного материала, а также остатков препаратов, послуживших предположительно причиной смерти.

Г. из организма человека выделяются преимущественно с желчью и частично с мочой. Для суд.-хим. экспертизы особое значение имеет исследование желчи и желчного пузыря, а также участков печени, прилегающих к желчному пузырю и тканей с места инъекций.

Сохраняемость Г. в трупном материале в течение 1 года достигается консервированием этанолом, к-рое должно производиться непосредственно после взятия объектов исследования.

Схема судебно-хим. определения Г. включает несколько основных стадий: экстрагирование трупного материала 70% этанолом при pH 7,0; осаждение в экстракте белков; очистку экстрагированием четыреххлористым углеродом; экстрагирование олеандрина и ланатозидов хлороформноспиртовой смесью 9:1 (т, к. строфантин является сильно гидрофильным соединением, то в этих условиях он не извлекается); очистку извлеченной фракции олеандрина и ланатозидов от сопутствующих веществ щёлочью; качественно-количественное определение и пр.; экстрагирование строфантина спиртово-хлороформной смесью (8:2); осаждение строфантина из водной фазы сульфатом аммония при полном насыщении, растворение осадка, повторное осаждение и экстрагирование строфантина с последующим качественно-количественным определением его.

Качественное обнаружение строфантина производится методом хроматографии на бумаге, олеандрина и ланатозидов - методом тонкослойной хроматографии (см.). Пятна строфантина специфически проявляются 3,5-динитробензойной к-той, мета-динитробензолом и 2,4-динитродифенилсульфоном; олеандрин проявляется еще кроме указанных реагентов, концентрированной серной к-той, содержащей следы железа.

Количественное определение Г. в элюатах производится, в основном, фотоколориметрированием окрашенных р-ров после реакции с 2,4-динитродифенилсульфоном в щелочной среде.

Описанная схема исследования позволяет открывать 30- 50 мкг Г. на 100 г влажного веса ткани.

Библиография: Власенко Л. М. К вопросу систематического судебно-химического определения сердечных гликозидов, в кн.: Вопр. суд. мед., под ред. В. И. Прозоровского, с. 233, М., 1971; ВотчалБ. Е. и С луцкийМ. К. Сердечные гликозиды, М., 1973; Кочетков Н. К. и др. Химия углеводов, М., 1967; Савицкий H. Н. Фармакодинамика сердечных гликозидов. Л., 1974, библиогр.; Степаненко Б. Н. Углеводы, Успехи в изучении строения и метаболизма, М., 1968.

Б. Н. Степаненко; Я. И. Хаджай (фарм.), А. Ф. Рубцов (суд.).

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.