Республики казахстан учебно-методическое объединение медицинских вузов республики казахстан

Шымкент, 2009

УДК 615.32:615.224

ББК 52.821:52.817.13

О-63

Рецензенты:

Т. Байзолданов – зав. каф. организации экономики фармации и технологии лекарств КазНМУ им. С. Д. Асфендиярова, доктор фарм. наук, профессор

М.С. Кадеева – доцент кафедры фармакологии и фармакотерапии с курсом клинической фармакологии ЮКГМА, кандидат фарм. наук

О-63 Орынбасарова К.К.

Некоторые лекарственные растения, содержащие флавоноиды сердечно-сосудистого действия и с Р-витаминной активностью. Учебно-методическое пособие. – Шымкент, 2009. – 57 стр.

ISBN 9965-15-729-4
Учебно-методическое пособие для студентов 3-5 курса фармацевтических факультетов медицинских вузов

  

ББК 52.821:52.817.13

Утверждено и разрешено к печати решением рабочей комиссии учебно-методического объединения медицинских вузов Республики Казахстан. Протокол № 1 от 05.01.09 г.

ISBN 9965-15-729-4

(С) Орынбасарова К.К., 2009

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение 4

2. Общая характеристика, физико-химические свойства и классификация флавоноидов 4

3. Анализ лекарственного растительного сырья, содержащего флавоноиды 10

4. Заготовка, сушка, хранения сырья 15

5. Применение флавоноидов в медицине и их

препараты 16

6. Некоторые лекарственные растения, содержащие флавоноиды сердечно-сосудистого действия и с Р-витаминной активностью 22

7. Заключение 38

8. Вопросы для самоконтроля 39

9. Тестовые задания для самоконтроля 41

Список литературы 56

ВВЕДЕНИЕ
Фенольные соединения – обязательные компоненты большинства растений – пользуются особым вниманием исследователей. Одной из наиболее распространенных в природе групп фенольных соединений являются флавоноиды. Флавоноидные соединения характеризуются очень широким структурным разнообразием, обусловленным различиями в строении основного ядра, функциональными группами, а также набором веществ и элементов, с которыми флавоноиды могут вступать в соединения.

Флавоноиды – это природные полифенолы, охватывающие на сегодняшний день около пяти тысяч соединений, которые объединяют в одну группу в соответствии с их общим свойством – способностью укреплять cтенку капилляров (Р-витаминная активность).

Р-витаминные свойства проявляют флаваноны (гесперидин), флавонолы (рутин, кверцетин, кверцитрин, изокверцитрин, мирицетин), халконы (гесперидинметилхалкон), дигидрохалконы (флоридин), катехины (L-эпикатехин, L-эпигалокатехин, L-эпигалокатехингаллат), антоцианидины, лейкоантоцианидины.

В настоящее время описаны симптомы Р-авитаминоза у человека – это боли в плечах и ногах, особенно при ходьбе, общая слабость, быстрая утомляемость. К более специфическим проявлениям относятся мелкие внутрикожные кровоизлияния (петехии), возникающие спонтанно, особенно на участках, подвергающихся давлению, и исчезающие после приема флавоноидов. Люди, находящиеся в условиях резкого влияния факторов физиологического напряжения (стресса), нуждаются в дополнительном приеме витамина Р.

Гораздо чаще, чем трудно распознаваемая экзогенная (первичная) Р-витаминная недостаточность, встречается эндогенная (вторичная). Она имеет место в случаях токсических повреждений стенок капилляров. При этом не всегда можно распознать, что является причиной заболевания: выключение действия флавоноидов или нарушение их фармакодинамического влияния. Повышенная ломкость капилляров встречается при гипертонии, токсикозах беременных, алиментарном отеке, диабете, приеме препаратов мышьяка и висмута, последствиях дикумаринотерапии, аллергических состояниях, лучевой болезни, интоксикации свинцом, хлороформом и другими химическими веществами.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ ФЛАВОНОИДОВ
Флавоноидами называется группа природных биологически активных соединений – производных бензо-γ-пирона, в основе которых лежит фенилпропановый скелет, состоящий из С6-С3-С6 углеродных единиц. Это гетероциклические соединения с атомом кислорода в кольце.

При замещении в хромоне атома водорода в α-положении на фенильную группу образуется 2-фенил-(α)-бензо-γ-пирон или флавон, который состоит из 2 ароматических остатков А и В и трехуглеродного звена (пропановый скелет). Под термином флавоноиды (от лат. flavus - желтый, так как первые выделенные из растений флавоноиды имели желтую окраску, позднее установлено, что многие из них бесцветны) объединены различные соединения, генетически связанные друг с другом, но обладающие различным фармакологическим действием.

Распространение

Флавоноиды широко распространены в растительном мире. Особенно богаты флавоноидами высшие растения, относящиеся к семействам розоцветных (различные виды боярышников, черноплодная рябина), бобовых (софора японская, стальник полевой, солодка), гречишных (различные виды горцев - перечный, почечуйный, птичий: гречиха), астровых (бессмертник песчаный, сушеница топяная, пижма), яснотковых (пустырник сердечный) и др. Более часто флавоноиды встречаются в тропических и альпийских растениях. Они обнаружены и у низших растений: зеленые водоросли (ряски), споровые (мхи, папоротники), хвощи (хвощ полевой), а также у некоторых насекомых (мраморно-белая бабочка). Находятся флавоноиды в различных органах, но чаще в надземных частях: цветках, листьях, плодах; значительно меньше их в стеблях и подземных органах (солодка, шлемник байкальский, стальник полевой). Наиболее богаты ими молодые цветки, незрелые плоды. Локализуются в клеточном соке в растворенном виде. Содержание флавоноидов в растениях различно: в среднем 0,5-5%, иногда достигает 20% (в цветках софоры японской). В растениях флавоноиды встречаются в виде гликозидов и в свободном виде. Под влиянием ферментов они расщепляются на сахара и агликоны. В качестве cахаров встречаются D-глюкоза, D-галактоза, D-ксилоза, L-рамноза и L-арабиноза, D-глюкуроловая кислота. Все флавоноидные гликозиды делятся на три группы: O-гликозиды, С-гликозиды и комплексные соединения.

Факторы, влияющие на накопление флавоноидов

Основными являются возраст и фаза развития растений. В молодых растениях их больше, в старых растениях их количество уменьшается. Максимальное содержание флавоноидов наблюдается в цветках, листьях и травах в период бутонизации и цветения, а к фазе плодоношения содержание снижается; в плодах и семенах – в период молочной зрелости и полного созревания; в корнях – в период увядания надземной массы осенью. Факторы окружающей среды (свет, почва, влага, высота над уровнем моря и др.) оказывают также значительное влияние на накопление флавоноидов. В южных и высокогорных районах под влиянием света и на почвах, богатых микроэлементами, увеличивается содержание флавоноидов.

Биологическая роль флавоноидов

Биологическая роль флавоноидов в жизни растений изучена еще недостаточно. Некоторые авторы считают, что флавоноиды принимают участие:

• 
  в окислительно-восстановительных процессах растений;
  
• 
  в выработке иммунитета;
  
• 
  в защите растений от неблагоприятных воздействий ультрафиолетовых лучей и низких температур.
  

Предполагается, что благодаря способности поглощать ультрафиолетовое излучение (330-350 нм) и часть видимых лучей (520-560 нм) флавоноиды защищают растительные ткани от избыточной радиации. Это подтверждается локализацией флавоноидов в эпидермальных (близких к поверхности) клетках растений:

• 
  в процессе оплодотворения высших растений;
  
• 
  обусловливают огромное разнообразие окрасок цветков и плодов, что привлекает насекомых и тем самым способствуют опылению;
  
• 
  некоторые флавоноиды защищают аскорбиновую кислоту от окисления (т.е. являются антиоксидантами);
  
• 
  входя в состав экстрактивных веществ древесины, флавоноиды способны придавать ей особую прочность и устойчивость к поражениям патогенными грибами.
  

Классификация

В зависимости от степени окисления и гидроксилирования пропанового скелета С6-С3-С6 и положения фенильного радикала флавоноиды делятся на несколько групп. По расположению кольца В выделяют собственно флавоноиды (эуфлавоноиды), изо- и неофлавоноиды.

Флавоны – бесцветные или слегка желтого цвета, их гидроксилированные формы находятся в цветках пижмы, ромашки (флавон апигенин). Фенильная группа расположена во 2-м положении.



Изофлавоны (корни стальника полевого) – фенильная группа находится в 3-м положении.

Флавонолы – бледно-желтого цвета. Отличаются от флавонов наличием группы ОН в 3-м положении.

С увеличением количества гидроксильных групп и в зависимости от их положения возрастает густота окраски. Чаще встречаются соединения с 4-5 гидроксильными группами, например, кверцетин – 3,5,7,3',4'-пентагидроксифлавонол.

Большое значение имеет для медицины гликозид рутин – 5,7,3',4'-тетрагидроксифлавонол. Рутин содержится в гречихе, горцах (перечном, почечуйном, спорыше). Встречаются соединения с семью гидроксильными группами. Метилирование гидроксилов еще больше увеличивает разнообразие оттенков.

Флавононы (гидрированное производное флавона) в отличие от флавона не имеют двойной связи между углеродами во 2-м и 3-м положениях. Представителями являются гесперетин (находится в виде гликозида в плодах цитрусовых – лимонах), гликозид ликвиритин (находится в корне солодки и придает ей желтый цвет).



Флавононолы отличаются от флавонола отсутствием двойной связи между углеродами во 2-м и 3-м положениях. ОН-группа, как и у флавонола, находится в 3-м положении. Скелет флавонола составляет гликозид аромадендрин, содержащийся в листьях эвкалипта.

К флавоноидам относятся производные халкона, катехины, антоцианидины, ауроны. Катехины относятся к полифенолам, входят в состав конденсированных дубильных веществ. Катехины представляют собой наиболее восстановленные флавоноидные соединения. Многие красные и синие окраски цветков с различными оттенками обусловлены присутствием антоцианидинов. В зависимости от рН среды окраска цветков меняется. В кислотной среде они образуют розовую, красную окраску, в щелочной среде – от голубой до синей с разными оттенками. Ауроны имеют разнообразную структуру. Они встречаются в растениях семейства астровых. В растениях присутствуют в форме гликозидов.

Изофлавоноиды в растениях встречаются как производные изофлавона.

Генистеин – 5,7,4-триокси-изофлавон и даидзеин – 5,7,3,4-тетраокси-изофлавон содержатся в створках фасоли и др. растений сем. Бобовых.

Формононетин – 7,4-метокси-изофлавон и его 7-глюкозид-ононин содержатся в корнях стальника.

  формононетин

  

Другие классы флавоноидов

1. Ксантоны.

  Алпизарин и его 6-С-гликозид – мангиферин содержатся в траве золототысячника и копеечника альпийского.

2. Флаволигнаны – силибин, силимарин содержатся в плодах расторопши пятнистой (остро-пестро).

  Физические свойства

  Катехины, лейкоантоцианидины, флаванонолы, изофлавоны – бесцветные; флаваноны, флавоны, флавонолы – желтые; халконы и ауроны – оранжевые; антоцианидины в зависимости от реакции среды красные, синие или фиолетовые аморфные или кристаллические вещества, без запаха, горького вкуса, с определенной температурой плавления (гликозиды – 100-180°С, агликоны до 300°С).

  Растворимость. Гликозиды, катехины и лейкоантоцианидины хорошо растворимы в воде, этаноле и метаноле различной концентрации, не растворимы в органических растворителях (диэтиловом эфире, хлороформе, ацетоне). Свободные агликоны, за исключением катехинов и лейкоантоцианидинов, не растворимы в воде, но хорошо растворимы в этаноле, метаноле и других органических растворителях (диэтиловом эфире, хлороформе, ацетоне). Все флавоноиды хорошо растворимы в пиридине, диметилформамиде и щелочах.

  Все флавониды оптически активны, способны флюоресцировать в УФ-свете, имеют характерные УФ-спектры, характеризующиеся наличием 2-х максимумов поглощения, ИК-спектры.

Химические свойства

   Химические свойства обусловлены особенностью строения флавоноидов: наличием ароматического и пиранового колец, функциональных групп.

   1. Гликозиды подвергаются ферментативному и кислотному гидролизу до агликонов и cахаров. O-гликозиды гидролизуются легко, С-гликозиды – только в жестких условиях смесью Килиани (смесь концентрированных хлористоводородной и уксусной кислот).

   2. Благодаря кольцам А и В флавоноиды способны:

– образовывать комплексные соединения с солями металлов (железа, алюминия, циркония). С солями железа в зависимости от количества гидроксильных групп образуются соли от зеленой, синей до коричневой окраски, с солями алюминия – желтой, с желто-зеленой флюоресценцией;

– вступать в реакцию азосочетания с солями диазония с образованием азокрасителя.

   3. Флавоноиды, содержащие пирановый цикл (флавоны и флавонолы) способны:

– восстанавливаться атомарным (свободным) водородом в кислой среде, полученным по реакции взаимодействия кислоты с металлическим магнием или цинком, до антоцианидинов (проба Синода или цианидиновая проба);

– растворяться в щелочах с образованием растворимых в воде фенолятов.

4. Флавоноиды, содержащие пирановый цикл (катехины, лейкоантоцианидины), способны легко окисляться до производных флавона и флавонола.

  5. Флавоноиды при сплавлении в жестких условиях со щелочью распадаются на составные части, что используется для установления структуры.

  Физические и химические свойства используются в анализе сырья на подлинность и доброкачественность.

АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО ФЛАВОНОИДЫ

  Учитывая растворимость агликонов и гликозидов флавоноидов в спирте, проводят экстракцию флавоноидов из сырья метанолом или этанолом. Спиртовое извлечение упаривают и разбавляют водой, после охлаждения неполярные вещества (белки, жирные масла, стерины, хлорофилл) выпадают в осадок, который отделяют. Часто для удаления сопутствующих веществ сырье сначала обрабатывают хлороформом, т.е. "обезжиривают", а затем уже экстрагируют спиртом различной концентрации. Спиртовое извлечение исследуют. Проводят качественный и количественный анализ.

   Качественный анализ

   Для установления подлинности используют в анализе качественные реакции и хроматографическое исследование.

  

Качественные реакции

1. Проба Синода (цианидиновая проба). Реакция основана на способности окисленных форм флавоноидов восстанавливаться водородом в момент выделения до антоцианидинов. В кислой среде образуются оксониевые соли, окраска которых зависит от структуры флавоноида (Музычкина Р.А., 2002).

Флавоны дают оранжево-красные, флавонолы от розовой до малиновой окраски соли.

  

Антоцианидины, халконы и ауроны в кислой среде сразу дают окрашенные оксониевые соли.

Эта реакция приводится в ГФ Х1 изд. (2 том, 1990) для установления подлинности цветков бессмертника песчаного.

2. Проба Брианта. Проводится в случае положительной цианидиновой пробы.

Эта реакция дает возможность сделать заключение о присутствии в сырье гликозидов и агликонов.

В пробирку, где проводилась проба Синода добавляют октанол и встряхивают, если:

– окраска перешла в октанол, то в сырье содержатся только агликоны, которые растворимы в октаноле;

– окраска осталась в водной фазе – в сырье только гликозиды;

– окрасились оба слоя – в сырье присутствуют флавоноиды как в виде гликозидов, так и в виде агликонов.

3. Реакция с солями железа (хлоридом окисного железа), образуются комплексные соединения окрашенные в черно-синий цвет, если флавоноиды – триоксипроизводные и в зеленый, если диоксипроизводные.

4. Реакция с 2-5%-ным спиртовым раствором алюминия хлорида. Образуются хелатные комплексы за счет водородных связей, возникающих между карбонильной и оксигруппой, желтого цвета с желто-зеленой флюоресценцией.

  Эта реакция приведена в ГФ Х1 изд. (2 том, 1990) для подтверждения подлинности сырья зверобоя, горца перечного и птичьего. Аналогично образуются комплексы с солями циркония.

  5. Реакция с 1%-ным раствором основного ацетата свинца. Антоцианидины дают синий аморфный осадок. Флавоны, халконы и ауроны – осадки ярко-желтого цвета.

  6. Реакция с 10%-ным спиртовым раствором щелочи с образованием фенолятов желтого цвета на флавоны и флавонолы. Антоцианидины образуют со щелочами соли от синего до оливково-зеленого цвета.

  7. Реакция азосочетания с диазосоединениями. Образуется азокраситель оранжевого, красного или вишнево-красного цвета.

  8. Борно-лимонная реакция с реактивом Вильсона (по 0,5 г борной и лимонной кислот в метаноле).

  Реакция отличия флавоноидов от фуранохромонов. Флавоноиды дают комплексы с борной кислотой желтой окраски с ярко-желтой флюоресценцией, которые не разрушаются лимонной кислотой.

  Хроматографическое исследование

  Для идентификации и разделения флавоноидов используют метод бумажной (БХ), колоночной хроматографии и хроматографии в тонком слое сорбента (ТСХ). Флавоноиды идеально подходят для хроматографического анализа благодаря их различной растворимости, сорбционной способности, а также характерным окраскам самих веществ в видимом и фильтрованном ультрафиолетовом свете до и после проявления различными хромогенными реагентами.

  Используют различные системы растворителей:

– БХ чаще всего БУВ (бутанол - уксусная кислота - вода) 4:1:5; 4:1:2

– ТСХ – хлороформ-метанол 8:3; 8:2

  Идентифицируют флавоноиды по характерному свечению на хроматограммах в УФ-свете и после проявления хромогенными реактивами.

  Катехины и лейкоантоцианидины не флюоресцируют. Гликозиды флавонов и изофлавонов флюоресцируют голубым или синим светом, флавонолов – темно-коричневым или черным, агликоны флавонов – коричневым, флавонолов – желтым, халконы и ауроны имеют желтую или оранжевую флюоресценцию.

  Для проявления флавоноидов на хроматограммах используют:

  1. Пары аммиака 25%-ного. Происходит усиление окраски пятен в УФ-свете или изменение окраски до желтой.

  2. 2-5%-ный спиртовый раствор алюминия хлорида – желто-зеленая флюоресценция в УФ-свете, в видимом свете – желтое окрашивание.

  3. Катехины проявляют 1%-ным раствором ванилина в концентрированной хлороводородной кислоте, в видимом свете наблюдается красное окрашивание.

  Реже используют реактив Вильсона, 2%-ный метанольный раствор хлорокиси циркония, раствор пятихлористой сурьмы в хлороформе, диазореактив.

  В ГФ Х1 изд. (2 том, 1990) приводится методика исследования методом БХ халконов и ауронов в траве череды, изофлавонов в корнях стальника; хроматографии в тонком слое сорбента на "Силуфоле" – флавоноидов в цветках и плодах боярышника, флавон-5-гликозидов в траве хвоща полевого.
Количественное определение

Для количественного определения флавоноидов в лекарственном растительном сырье используют физико-химические методы анализа. Преимущественно фотоэлектроколориметрические и спектрофотометрические методы.

Фотоэлектроколориметрический метод (ФЭК).

ФЭК-метод основан на измерении оптической плотности окрашенных растворов, полученных по реакции флавоноидов с солями металлов и азосочетания с солями диазония.

  ГФ Х1 изд. (2 том, 1990) дает ФЭК-метод для определения содержания суммы флавоноидов в листьях вахты трехлистной. Предварительно сырье очищают от хлорофилла хлороформом, получают спиртовое извлечение флавоноидов, затем проводят реакцию образования азокрасителя с диазотированным стрептоцидом и измеряют оптическую плотность окрашенного раствора с помощью ФЭК. Содержание суммы флавоноидов рассчитывают по калибровочному графику, построенному по стандартному образцу рутина.

  Спектрофотометрический метод (СФМ).

  СФ метод основан на способности флавоноидов или их окрашенных комплексов поглощать монохроматический свет при определенной длине волны.

  1. Получают спиртовое извлечение и измеряют собственное поглощение:

– в цветках бессмертника песчаного при длине волны 315 нм, рассчитывают содержание флавоноидов на изосалипурпозид с использованием оптической плотности Государственного стандартного образца (ГСО) изосалипурпозида;

– в корнях стальника при длине волны 260 нм; рассчитывают содержание изофлавоноидов на ононин с учетом оптической плотности ГСО ононина;

– в цветках пижмы измеряют оптическую плотность флавоноидов и фенол-карбоновых кислот в буферном растворе и пересчитывают содержание флавоноидов и фенолкарбоновых кислот на лютеолин с учетом оптической плотности ГСО лютеолина.

  2. Получают спиртовое извлечение, затем проводят реакцию образования комплекса с 2%-ным спиртовым раствором алюминия хлорида и измеряют оптическую плотность:

– в траве зверобоя в пересчете на рутин с учетом оптической плотности ГСО рутина;

– в траве горца перечного в пересчете на кверцетин с учетом удельного показателя поглощения комплекса кверцетина с алюминия хлоридом;

– в траве горца птичьего в пересчете на авикуларин с учетом удельного показателя поглощения комплекса авикуларина с алюминия хлоридом.

  3. Получают извлечение антоцианов 1%-ным раствором хлороводородной кислоты из цветков василька синего, при этом образуются окрашенные оксониевые соли, у которых измеряют оптическую плотность и пересчитывают на 3,5-дигликозид цианидина (цианин) с учетом удельного показателя поглощения цианина в 1%-ном растворе хлороводородной кислоты.

  Хроматоспектрофотометрический метод

Хроматоспектрофотометрический метод – более совершенный метод количественного определения флавоноидов, используется в сочетании с хроматографией, что позволяет произвести очистку и разделение суммы веществ на отдельные компоненты.

1. Предварительное разделение флавоноидов в тонком слое сорбента (цветки боярышника).

  Стадии определения:

– получают спиртовое извлечение;

– очистка извлечения;

– хроматографическое разделение флавоноидов на пластинке "Силуфол" в системе растворителей хлороформ-метанол (8:2) вместе со свидетелем ГСО гиперозида;

– идентификация гиперозида и свидетеля на пластинках в УФ-свете;

– элюируют гиперозида и ГСО смесью диоксана и воды (1:1);

– измеряют оптическую плотность испытуемого раствора и ГСО при длине волны 365 нм;

– пересчитывают содержания гиперозида.

2. Предварительное разделение на колонке с полиамидом (плоды боярышника).

  Стадии определения:

– получают спиртовое извлечение;

– отгоняют спирт и обрабатывают остаток 10%-ным раствором натрия хлорида;

– полученный раствор наносят на колонку с полиамидом;

– элюируют флавоноиды с колонки 95%-ным этанолом, собирают окрашенный в желтый цвет элюат в мерную колбу на 25 мл;

– измеряют оптическую плотность элюата при длине волны 365 нм;

– параллельно измеряют оптическую плотность элюата ГСО гиперозида, полученного аналогично элюату флавоноидов;

– пересчитывают на гиперозид с учетом оптической плотности элюата ГСО гиперозида.

  3. В траве сушеницы топяной выделяют следующие стадии количественного определения:

– получают спиртовое извлечение;

– отгоняют спирт и остаток обрабатывают 10%-ным раствором натрия хлорида;

– полученный раствор переносят на колонку с полиамидом;

– элюируют флавоноиды с колонки 95%-ным этанолом и собирают окрашенный темно-желтый цвет элюат в мерную колбу на 50 мл;

– измеряют оптическую плотность элюата при длине волны 338 нм;

– параллельно определяют оптическую плотность раствора стандартного образца вещества сравнения (СОВС) калия бихромата;

– пересчитывают содержание флавоноидов на гнафалозид А с учетом оптической плотности СОВС и коэффициента пересчета калия бихромата на гнафалозид А и поправочного коэффициента на неполное элюирование гнафалозида А с полиамидного сорбента.

  4. Количественное содержание ксантонов в траве золототысячника:

– получают извлечение подкисленным 60%-ным этанолом;

– 2 мл извлечения наносят на колонку с полиамидным сорбентом;

– элюируют ксантоны 95%-ным этанолом и собирают окрашенный в желтый цвет элюат в мерную колбу на 50 мл;

– получают окрашенный комплекс с алюминия хлоридом;

– измеряют оптическую плотность окрашенного комплекса;

– параллельно измеряют оптическую плотность окрашенного комплекса ГСО алпизарина с алюминия хлоридом;

– пересчитывают на алпизарин с учетом оптической плотности комплекса ГСО алпизарина с алюминия хлоридом.