Учебное пособие составлено в соответствии с гос специальности 060108 «Фармация» ина основании программы по фармакогнозии для студентов фармацевтических вузов (факультетов), 2002 г

Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения фармацевтического факультета, обучающихся по специальности 060108 «Фармация». Учебное пособие составлено в соответствии с ГОС специальности 060108 «Фармация» и на основании программы по фармакогнозии для студентов фармацевтических вузов (факультетов), 2002 г.

Учебное пособие подготовлено преподавателями кафедры фармации ОмГМА доц. Е.И. Гришиной, асс. И.С. Погодиным и ст. преп. Е.А. Лукша.

.

6. Гликозиды

• 
  6.1. Общая характеристика гликозидов
  
• 
  6.2. Общая характеристика кардиотонических гликозидов
  
• 
  6.3. Листья наперстянки
  
• 
  6.4. Листья наперстянки шерстистой
  
• 
  6.5. Семена строфанта
  
• 
  6.6. Трава горицвета весеннего
  
• 
  6.7. Цветки ландыша. Листья ландыша. Трава ландыша
  
• 
  6.8. Трава желтушника раскидистого свежая
  
• 
  6.9. Луковицы морского лука
  
• 
  6.10. Общая характеристика сапонинов
  
• 
  6.11. Семена конского каштана. Листья конского каштана
  
• 
  6.12. Корни солодки
  
• 
  6.13. Корневища с корнями синюхи
  
• 
  6.14. Корневища с корнями заманихи
  
• 
  6.15. Корни аралии маньчжурской
  
• 
  6.16. Корни женьшеня
  
• 
  6.17. Трава астрагала шерстистоцветкового
  
• 
  6.18. Корневища с корнями диоскореи ниппонской
  
• 
  6.19. Трава якорцев стелющихся
  
• 
  6.20. Общая характеристика фитостероидов
  
• 
  6.21. Корневища с корнями рапонтикума сафлоровидного
  

Слово «гликозиды» произошло от греческого слова «glycos» - сладкий. Термин введен в начале XIX века немецкими учеными Ф. Велером и Ю. Либихом. Они выделили гликозид амигдалин из семян горького миндаля и установили, что в его состав входит глюкоза, и дали название «глюкозиды». Теперь это название сохранилось только для соединений, в состав которых входит глюкоза. Другие гликозиды называют по названию сахаров, входящих в их состав, - «рамнозиды», «галактозиды» и т.д. В целом же эту группу соединений называют «гликозидами».

В состав гликозидов входят гексозы (моносахариды, содержащие 6 углеродных атомов) и пентозы (содержащие 5 углеродных атомов), а также их окисленные производные - уроновые кислоты. Циклические формы моносахаридов могут быть в пиранозной форме (в основе их структуры лежит пирановое кольцо) и фуранозной форме (в основе - фурановое кольцо). Например: глюкоза относится к гексозам (состоит из 6 углеродных атомов), существует в пиранозной форме (в этом случае называется глюкопиранозой) и в фуранозной форме (называется глюкофуранозой).

Образование гликозидной связи происходит за счет полуацетальных гидроксильных групп моносахаридов, поэтому их называют гликозидными гидроксилами. В зависимости от конфигурации полуацетального гидроксила у C₁ различают альфа- и бета-формы.

В зависимости от того, какая форма моносахаридов участвует в образовании гликозидов, различают альфа- и бета-гликозиды. В растениях бета-гликозиды встречаются чаще, они более устойчивы к гидролизу и фармакологически более активны.
Классификация гликозидов
Группа гликозидов очень разнородная. В зависимости от продуктов гидролиза гликозиды делятся на гомогликозиды (полисахариды) и гетерогликозиды (гетерозиды).

При гидролизе гомогликозидов среди продуктов гидролиза присутствуют только моносахариды и их производные. В свою очередь гомогликозиды по продуктам гидролиза делятся на гомополисахариды и гетерополисахариды.

Гомополисахариды при гидролизе дают один вид сахара. Например: крахмал гидролизуется до глюкозы. Гетерополисахариды при гидролизе дают различные моносахариды. Например: инулин гидролизуется до фруктозы и глюкозы.

Характеристика гомогликозидов приведена в разделе «Полисахариды».

При гидролизе гетерозидов среди продуктов гидролиза кроме сахаров присутствует органическое вещество неуглеводного характера. Это вещество называют агликоном, или генином. Сахаристую часть называют гликон, или гликозил. Таким образом, гетерозиды - это природные соединения, распадающиеся вследствие гидролиза на углеводную часть и агликон.

Гетерозиды классифицируют:

• 
  по углеводной части молекулы;
  
• 
  по характеру гликозидной связи;
  
• 
  по структуре агликона.
  

В зависимости от количества моносахаридов в углеводной части молекулы различают:

1) монозиды - углеводный компонент содержит моносахарид;

2) биозиды - углеводный компонент содержит дисахарид;

3) триозиды - углеводный компонент содержит трисахарид;

4) тетразиды - углеводный компонент содержит тетрасахарид;

5) олигозиды - углеводный компонент содержит олигосахарид (5 и более моносахаридов).

Гликозиды, содержащиеся в живом растении, называются первичными, или нативными. Они, как правило, с медицинской точки зрения наиболее ценные. При ферментативном гидролизе происходит постепенное отщепление сахаров, т.е. ступенчатый гидролиз. Гликозиды, образующиеся в процессе гидролиза, называются вторичными, третичными и т.д.

При кислотном и щелочном гидролизе идет практически одновременное расщепление всех гликозидных связей.
Классификация гетерозидов по характеру гликозидной связи.

Соединение сахарной части и агликона происходит за счет полуацетального гидроксила циклической формы сахара и водорода гидроксильной группы или других функциональных групп агликона. В зависимости от природы связывающего атома выделяют несколько типов гликозидов:

1. О-гликозиды - присоединение агликона идет через атом кислорода.

Это наиболее многочисленная группа гликозидов, они легко подвергаются гидролизу.

2. S-гликозиды (тиогликозиды) – присоединение агликона идет через атом серы.

Тиогликозиды очень устойчивы к кислотному гидролизу, но легко подвергаются ферментативному и щелочному гидролизу. S-гликозиды обычно имеют сложный агликон, который при гидролизе распадается на компоненты, в числе которых всегда имеется серосодержащее эфирное масло.

Серосодержащие эфирные масла раздражающе действуют на слизистые оболочки и кожу. Благодаря этому свойству растения, содержащие свободные серосодержащие эфирные масла (лук, чеснок) или тиогликозиды (горчицы черная и сарептская), издавна используются для получения лекарственных средств, оказывающих местное раздражающее или отвлекающее действие.

Обезжиренный жмых семян горчицы используют для изготовления горчичников. Семена горчицы содержат тиогликозид синигрин. В присутствии воды при температуре 30-40° С под влиянием фермента мирозина отщепляется аллилизотиоцианат, называемый горчичным эфирным маслом.

3. N-гликозиды – присоединение агликона идет через атом азота. Образуются в основном плесневыми грибами.

4. C-гликозиды – присоединение агликона идет через атом углерода.

С-гликозиды отличаются большой устойчивостью к гидролизу. Они содержатся в растениях семейств розоцветных, бобовых, крестоцветных и др.

Наиболее многочисленную группу О-гликозидов классифицируют по характеру агликона.

1. Алкилгликозиды – агликонами являются алифатические углеводороды и их производные.

2. Цианогенные гликозиды - агликон содержит цианогенную, или нитрильную группу (-C≡N). Наиболее характерны для растений семейства розоцветных, подсемейства сливовых. Локализуются в семенах. В медицинской практике применяется горькоминдальная вода, которую получают из жмыха семян горького миндаля перегонкой с водяным паром.

Амигдалин под влиянием фермента бета-глюкозидазы расщепляется на 2 молекулы глюкозы, бензальдегид и синильную кислоту (содержание свободной и связанной синильной кислоты в горькоминдальной воде составляет 0,1 %). Горькоминдальная вода применяется в каплях и в микстурах в качестве успокаивающего и обезболивающего средства.

3. Терпеновые гликозиды:

1) монотерпеновые (горечи);

2) тритерпеновые сапонины.

4. Стероидные гликозиды - агликонами являются производные циклопентанпергидрофенантрена:

1) кардиотонические (сердечные) гликозиды;

2) стероидные сапонины;

3) стероидные алкалоиды (гликоалкалоиды).

5. Фенольные гликозиды:

1) группа простых фенольных соединений;

2) кумарины;

3) флавоноиды;

4) антрагликозиды;

5) дубильные вещества гидролизуемой группы.

6. Гликозиды неустановленного строения.

Гликозиды в растениях находятся в растворенном виде в клеточном соке. Химические свойства многообразны и обусловлены наличием гликозидной связи и строением составляющих гликозида, т.е. сахаров и агликона.

Под действием ферментов при наличии воды гликозиды гидролизуются на составные части. Возможен гидролиз не только ферментативный, но также кислотный и щелочной.

Гликозиды и ферменты находятся в живых растениях в динамическом равновесии. При заготовке лекарственного растительного сырья клеточные мембраны теряют барьерные свойства, и ферменты и гликозиды, находившиеся в разных клетках, вступают во взаимодействие.

Оптимальной для ферментативного гидролиза является температура 30-40 °С. При 25 °С активность ферментов снижается, при 50-60 ºС ферменты инактивируются. Все это учитывают при заготовке, сушке и хранении сырья.
Заготовка, сушка и хранение сырья, содержащего гликозиды
Собирают сырье после 10-11 часов, когда полностью обсохнет роса. Собирают в небольшую по объему, хорошо проветриваемую тару (корзины, тканевые мешки). Сырье укладывают рыхло, не утрамбовывают. От момента сбора до сушки не должно быть более двух часов.

Сушку сырья проводят с учетом активности ферментативных систем. Обычно гликозидное сырье сушат при температуре 50-60 °C - это сушка с частичной денатурацией ферментов. Иногда сырье выдерживают при температуре 70-80 °C в течение часа (при этом происходит полная денатурация ферментов), а затем досушивают воздушно-теневым способом.

Хранят сырье при температуре воздуха 12-15 °С и влажности воздуха 30-40 %. Хранят чаще в тюках из ткани, тканевых или льно-джуто-кенафных мешках, реже в многослойных бумажных мешках, иногда в ящиках из листовых древесных материалов. Фасуют в пакеты бумажные, которые вкладывают в картонные пачки. Срок годности сырья от 2 до 5 лет.
КАРДИОТОНИЧЕСКИЕ (СЕРДЕЧНЫЕ) ГЛИКОЗИДЫ
Кардиотоническими (сердечными) гликозидами называется группа природных биологически активных веществ, оказывающих избирательное кардиотоническое действие на сердечную мышцу. Агликоном этих соединений являются производные циклопентанпергидрофенантрена, содержащие в 17-м положении ненасыщенное пятичленное или шестичленное лактонное кольцо.

Учитывая, что во всем мире сердечно-сосудистые заболевания занимают первое место в общей структуре заболеваемости, эта группа веществ в арсенале медицинских средств имеет первостепенное значение. Лекарственные растения служат единственным источником получения кардиотонических гликозидов. Растения, содержащие кардиотонические гликозиды, известны давно. У народов разных стран они в течение многих веков применялись для лечения сердечных и других заболеваний. Древние египтяне и римляне употребляли морской лук как сердечное и мочегонное средство, греки пользовались желтушником, африканские племена использовали семена строфанта для изготовления яда для смазывания наконечников стрел и копий.

R₈ - ненасыщенное лактонное кольцо. У всех гликозидов в положении С₃ и C₁₄ имеются гидроксильные группы, а в положении С₁₃ - метильная группа. Гидроксильные группы также могут находиться в положениях С₁, С₂, С₁₁, С₁₅. Лактонное кольцо может находиться в aльфа- и бета-положениях. Видимо, лактонное кольцо обусловливает кардиотоническое действие, так как отсутствие или разрыв кольца приводят к полной потере физиологической активности. Например, содержащийся в наперстянке гликозид дигитонин, имеющий стероидное строение, но лишенный лактонного кольца, кардиотонического действия не оказывает.

Биологическая активность кардиотонических гликозидов зависит от числа метильных и особенно гидроксильных групп у углеродных атомов «скелета». С увеличением числа гидроксильных групп повышается растворимость гликозидов в воде.

На скорость и силу кардиотонического эффекта, кроме того, оказывает влияние характер углеводного компонента: наиболее сильное, но кратковременное воздействие вызывают монозиды; с удлинением углеводной цепочки действие становится более мягким и длительным. Чистые агликоны плохо удерживаются сердечной мышцей, поэтому действуют кратковременно.
Классификация
В зависимости от строения ненасыщенного лактонного кольца все кардиотонические гликозиды делятся на две группы:

1) карденолиды - с пятичленным лактонным кольцом (гликозиды наперстянки, строфанта, ландыша, горицвета);

2) буфадиенолиды - с шестичленным лактонным кольцом (гликозиды морозника, морского лука).

В настоящее время выделено около 400 индивидуальных гликозидов, из них большая часть (380) – карденолиды.

В зависимости от заместителя в положении C₁₀ карденолиды подразделяются на подгруппы.

1. Подгруппа наперстянки включает гликозиды, агликоны которых в положении С₁₀ имеют метильную группу -СН₃. Гликозиды этой подгруппы медленно всасываются и медленно выводятся из организма, обладают кумулятивным действием, например гликозид дигитоксин (агликон – дигитоксигенин).

2. Подгруппа строфанта включает гликозиды, агликон которых имеет в положении С₁₀ альдегидную группу -С-OH. Эти гликозиды быстро всасываются, быстро выводятся из организма и не обладают кумулятивным действием, например гликозид строфантин (агликон – строфантидин).

3. Подгруппа объединяет кардиотонические гликозиды, имеющие в положении С₁₀ спиртовую группу -СН₂OН.

Кардиотонические гликозиды, как и все другие гликозиды, по количеству остатков в углеводной части молекулы делят на монозиды, биозиды, триозиды и т.д.

В зависимости от растворимости в воде и липидах, кардиотонические гликозиды делятся на две группы:

1. Гидрофильные (полярные) кардиотонические гликозиды.

2. Липофильные (неполярные) кардиотонические гликозиды.

В организме кардиотонические гликозиды взаимодействуют с белками плазмы крови. Прочность связи прямо пропорциональна растворимости в липидах и обратно пропорциональна степени полярности сердечных гликозидов. Прочные связи затрудняют ресорбцию кардиотонических гликозидов из крови белками органов. В миокарде фиксируется до 10 % поступивших в организм кардиотонических гликозидов, что в 20 раз больше, чем в других органах. При этом действие сердечных гликозидов проявляется на каждое мышечное волокно миокарда.

Химические свойства обусловлены особенностями строения кардиотонических гликозидов - наличием стероидного ядра, лактонного кольца, углеводной цепи и присутствием гликозидной связи.

Самыми нестойкими в молекулах сердечных гликозидов являются лактонное кольцо и гликозидная связь.

Лактонное кольцо легко изомеризуется под действием щелочей.

Благодаря наличию гликозидной связи кардиотонические гликозиды легко подвергаются ферментативному гидролизу в присутствии воды. Гидролитическое расщепление углеводной цепи происходит постепенно, что обусловливает ступенчатый распад сердечных гликозидов. При гидролизе монозидов (адонитоксин, конваллотоксин, эризимин) образуются соответствующие агликон и сахар.

Кардиотонические гликозиды гидролизуются также кислотами и щелочами, а некоторые из них даже при кипячении с водой. При кислотном и щелочном гидролизе сразу происходит глубокое расщепление сердечных гликозидов до агликона и сахарных компонентов.
Качественные реакции
Качественные реакции на кардиотонические гликозиды проводятся с индивидуальными веществами или очищенными спиртовыми извлечениями из растительного сырья.

На кардиотонические гликозиды выделяют три группы химических реакций на различные части молекулы:

1. Реакции на стероидное ядро.

Основаны на способности стероидного ядра кардиотонических гликозидов подвергаться дегидратации под действием кислотных реагентов (уксусный ангидрид, кислота серная концентрированная, кислота трихлоруксусная и др.) с образованием окрашенных комплексных соединений. Для кардиотонических гликозидов обычно проводят реакции:

• 
  Реакция Либермана–Бурхарда. При взаимодействии кардиотонических гликозидов со смесью уксусного ангидрида и кислоты серной концентрированной (50:1) появляется розовое окрашивание, переходящее в зеленое, а затем в синее.
  
• 
  Реакция Розенгейма. При взаимодействии кардиотонических гликозидов с 90 % водным раствором кислоты трихлоруксусной появляется розовое окрашивание, переходящее в лиловое, а затем в синее.
  
• 
  Реакция с хлоридом сурьмы (III). Кардиотонические гликозиды при взаимодействии с раствором сурьмы треххлористой в среде уксусного ангидрида образуют лиловое окрашивание.
  

• 
  Реакция Балье. При взаимодействии с кислотой пикриновой в щелочной среде кардиотонические гликозиды образуют комплексы, окрашенные в оранжевый цвет.
  
• 
  Реакция Кедде. При взаимодействии с кислотой 3,5-динитробензойной кардиотонические гликозиды образуют комплексы, окрашенные в фиолетово-красный цвет.
  
• 
  Реакция Легаля. При взаимодействии c натрия нитропруссидом в щелочной среде кардиотонические гликозиды образуют комплексы, окрашенные в красный цвет.
  
• 
  Реакция Раймонда. При взаимодействии с мета-динитробензолом кардиотонические гликозиды образуют комплексы, окрашенные в красно-фиолетовый цвет.