Медико-биологическое значение растений, содержищих сердечные гликозиды

 

                          НОУ ВПО МИ «РЕАВИЗ»

 

                                Курсовая работа

                              по фармакогнозии

   Тема: « Медико-биологическое значение растений,                       

                 содержащих сердечные гликозиды»

 

            Выполнила студентка 565 группы 5 курса

                                 Григорьева О.А.

 

                  Руководитель: Головкина Л.В.

 

 

Содержание:

Введение

Раздел 1. Гликозиды, содержащиеся в  растительном сырье.

1.Общая характеристика гликозидов.

2.Краткая история изучения гликозидов.

3.Классификация гликозидов.

4.Распространенность гликозидов.

5. Функции гликозидов в физиологии  растений.

Раздел 2.Сердечные гликозиды.

1.Общая характеристика.

2.Строение сердечных гликозидов.

3.Классификация сердечных гликозидов.

4.Биосинтез сердечных гликозидов.

5.Физико-химические свойства сердечных гликозидов.

6. Анализ сырья, содержащего сердечные гликозиды.

Раздел 3. Растения, содержащие сердечные  гликозиды.

1.Распространение сердечных гликозидов  в растительном мире, локализация  в растениях. Влияние условий  обитания на накопление сердечных  гликозидов в растениях.

2.Сырьевая база растений, содержащих  сердечные гликозиды.

3.Особенности сбора, сушки и  хранения сырья, содержащего сердечные  гликозиды.

4.Пути использования сырья, содержащего  сердечные гликозиды.

5. Применение сырья и препаратов, содержащих сердечные гликозиды.

6.Работы по изучению лекарственных  растений, содержащих сердечные  гликозиды.

Заключение.

Список литературы.

 

 

 

Введение

Люди издавна используют растения для лечения и профилактики многих заболеваний. В настоящее время  на международном фармацевтическом рынке каждый третий препарат, применяемый  в медицине, имеет растительное происхождение, а для лечения сердечно-сосудистых заболевании, препараты растительного происхождения составляют более 80%.

     Лекарственные свойства  растений обусловлены наличием  в них различных биологически  активных веществ. Они находятся  в растениях в определенных  соотношениях, которые образовались  в процессе эволюции при взаимодействии  растительного организма с окружающей  средой и осуществляют регуляцию  всех физиологических и биохимических  процессов в организме. И в  этом заключаются преимущества  растительных средств по сравнению  с препаратами, полученными путем  синтеза или выделения из растений.

     Биологически активные  вещества имеют разнообразный  состав и относятся к различным  классам химических соединений. Наиболее важными из них являются: витамины, минеральные вещества, эфирные  и жирные масла, полифенольные  соединения, сапонины, алкалоиды, сахара, органические кислоты и др.

 

Раздел 1. Гликозиды, содержащиеся в  растительном сырье.

 Общая характеристика гликозидов.

Гликози́ды — органические соединения, молекулы которых состоят из двух частей: углеводного (пиранозидного или фуранозидного - гликона) остатка и неуглеводного фрагмента (агликона), связанных между собой атомом кислорода.

Гликозиды это группа углеводсодержащих  веществ, образующихся при реакции  конденсации циклических моно- и олигосахаридов со спиртами, фенолами, тиолами и аминами, широко представленных в живых организмах, особенно в растениях.

Своё название гликозиды получили от греческих слов glykys — сладкий и eidos — вид, поскольку они при гидролизе распадаются на сахаристую и несахаристую компоненты. Чаще всего гликозиды встречаются в листьях и цветах растений, реже в других органах. В их состав входят углерод, водород, кислород, реже азот (амигдалин) и только некоторые содержат серу (синальбин, мирозин).

 

 

 

 

 Краткая история изучения гликозидов.

Растения, содержащие гликозиды, привлекали к себе внимание ещё со времён глубокой древности. Так, египтяне и римляне  применяли морской лук (Scilla maritima) для возбуждения сердечной деятельности. Препараты из семян и коры строфанта (Strophantus hispidus) использовались не только для возбуждения сердечной деятельности, но и для отравления стрел. Применение наперстянки (Digitalis purpurea) для лечения водянки было известно уже в 1785 году.

Первые попытки изучения веществ, выделенных из листьев наперстянки, относятся к 1809 г. Ещё ранее из миндаля П. Робике (1830 г.) выделил амигдалин. В 1869 г. Нативелл выделил из наперстянки достаточно чистый дигитоксин. Особое развитие химия гликозидов, однако, получила с 1915 г., когда были опубликованы исследования Виндауса, Джекобса, Штоля и Чеше и др. в области сердечных гликозидов. Из российских работ известны исследования Н. Н. Зинина о масле горьких миндалей, Лемана о периплоцине, Куррота о ряде гликозидов, А. Е. Чичибабина, впервые получившего в 1913 г. синтетический амигдалин.

 

Классификация гликозидов.

Обычно гликозиды классифицируют по типу агликона.

1. Тиольные гликозиды (тиоцианатные, изотиоцианатные, сульфо- и неорганические агликоны) в основном встречаются в растениях семейства крестоцветных (Cruciferae): например, синигрин, выделенный из семян черной горчицы и корней хрена, синальбин из семян белой горчицы и глюкотропеолин из садовой настурции.

2. Цианогенные гликозиды (циангидрин, синильная кислота) обнаружены в сотнях видов растений: амигдалин из горького миндаля, дуррин из сорго и лотузин из Lotus arabicus.

3. Фенольные гликозиды, при гидролизе  которых образуются различные  типы фенолов: арбутин (образуется  гидрохинон), салицин (орто-гидроксибензиловый спирт), хелицин и спиреин (салициловый альдегид), геин (эвгенол) и т.д.

4. Антрагликозиды, которые включают гликозиды гидроксиантрахинонов и антрахинонов, встречаются во многих видах растений, применяемых как слабительное и в качестве сырья для получения красителей. Примерами служат барбалоин из алоэ, франгулин из коры крушины, полигонин из Polygonum sieboldi (горца), реохризин из корней китайского ревеня.

5. Пигментные гликозиды объединяют  гликозиды антоксантина, антоциана, флавона, флавонола и других пигментов растений: например, пуницин из плодов граната, мальвин из дикой мальвы (просвирника), генистеин из дрока красильного, идеин из клюквы.

6. Сердечные гликозиды используются  при лечении различных сердечных  заболеваний. Наиболее важными  среди них являются гликозиды  из наперстянки (Digitalis) – дигитоксин, гитоксин и гиталин. Строфантины – гликозиды из семян растений рода Strophanthus – задолго до их использования в современной кардиологии применялись в неочищенном виде африканскими племенами как яды для стрел.

7. Сапониновые гликозиды (сапонины) –аморфные, растворимые в воде и спирте, нейтральные вещества с раздражающим едким вкусом. Они широко распространены в растительном мире, особенно среди растений семейств розоцветных и гвоздичных (мыльнянка рода Saponaria). Примерами сапонинов являются дигитонин из наперстянки, сарсапонин из сарсапарили (смилакс лекарственный или смилакс китайский) и триллин из триллиума (вороний глаз, растение из семейства лилейных).

8. Другие классы гликозидов включают  гликозиды галловой кислоты, стеринов, кумаринов, пуринов и пиримидинов  (нуклеозиды), меркаптанов, алкалоидов, терпенов, сфингозинов (цереброзиды и ганглиозиды) и некоторых антибиотиков.

 

Согласно другой классификации, в  зависимости от природы атомов, формирующих связь с агликоном, различают:

О-гликозиды: - О-НН-О-С6Н11О5

С-гликозиды: - C-НН-О-С6Н11О5

N-гликозиды: - N-НН-О-С6Н11О5

S-гликозиды: - S-НН-О-С6Н11О5

 

В зависимости от химической природы  агликона гликозиды подразделяются на шесть основных групп:

● сердечные гликозиды;

● сапонины, агликоном которых служат соединения стероидной и тритерпеновой природы;

● антрагликозиды, характерным свойством которых является наличие цвета (от желтого до красного);

● гликозиды горечи (иридоиды) — соединения с очень горьким вкусом;

● цианогенные гликозиды, для которых характерно присутствие в молекуле синильной кислоты в связанном состоянии (в качестве агликона);

● тиогликозиды (глюкозинолаты).

● цианогенные гликозиды (синильная кислота)

 

Распространенность гликозидов

Гликозиды встречаются в коре, плодах, корнях, клубнях, цветках и других частях растений. Иногда в одном  растении содержится несколько разных гликозидов. Они образуются там, где  активно идет биосинтез, например в листьях и зеленых стеблях, и в растворенном виде переносятся к местам накопления – корням и семенам. Большинство растительных пигментов – это гликозиды. Первоначально предполагалось, что гликозиды образуются только в растениях, однако теперь известно, что они могут возникать и в организме животных в процессе пищеварения, когда некоторые вредные организму вещества, соединяясь с глюкуроновой кислотой (которая родственна глюкозе и играет ту же роль, что и глюкоза в растительных гликозидах), экскретируются с мочой.

 

Функции гликозидов в физиологии растений

Из нескольких теорий, предложенных для объяснения роли гликозидов в  физиологии растений, следующие три наиболее правдоподобны.

1) В незрелых фруктах гликозиды,  благодаря их горькому вкусу,  служат для защиты от поедания  животными. По мере созревания  фруктов бесцветные горькие гликозиды  расщепляются, выделяя пигменты, придающие  плодам привлекательный цвет, ароматические  вещества, сообщающие им аромат, и сахара, делающие их сладкими. Все это привлекает различных  животных, птиц и насекомых, что  ведет к эффективному распространению семян.

2) Согласно другой теории, гликозиды  являются средством удаления  ядовитых веществ путем их  связывания и превращения в  инертные формы (детоксикация).

3) Третья теория утверждает, что  гликозиды представляют собой  форму сохранения сахаров как  резерва питания. Их расщепление  – быстрый путь обеспечения  растения сахарами.

 

 

 

Раздел 2. Сердечные гликозиды.

Сердечные гликозиды (карденолиды и буфадиенолиды) – особая группа биологичски активных веществ с лактонным кольцом, относящаяся к классу стероидов. Растения, содержащие карденолиды и буфадиенолиды немногочисленны, эти соединения обнаружены в 14-15 семействах, включающих около 300 видов.

Общая характеристика.

Сердечные (кардиотонические) гликозиды — гетерозиды растительного происхождения, агликоны которых являются производными циклопентанпергидрофенантрена, имеющие в 17 положении ненасыщенное лактонное кольцо, обладающие избирательным действием на сердечную мышцу.

Ненасыщенное лактонное кольцо может быть: пятичленное бутенолидное (карденолиды) или шестичленное, так называемое кумалиновое кольцо (буфадиенолиды).

Название карденолиды происходит от греческого cardia – сердце, енолид – лактонное пятичленное кольцо, содержащее одну двойную связь.

Буфадиенолиды происходит от латинского bufo – жаба, диенолид – лактонное шестичленное кольцо с двумя ненасыщенными связями.

Сердечными эти вещества называются благодаря специфическому действию на сердце. В малых (терапевтических) дозах сердечные гликозиды (СГ) усиливают систолу, удлиняют диастолу, улучшают питание сердечной мышцы (миокарда), понижают возбудимость проводящей системы сердца, замедляют ритм сердечных сокращений, т.е. оказывают кардиотоническое действие. В больших дозах они являются сердечными ядами.

 

Строение сердечных гликозидов

В основе строения агликонов сердечных гликозидов лежит циклопентанпергидрофенантреновая система, полностью или частично гидрированная.

Кольца А/В могут иметь как  цис-, так и транс-сочленение.

Относительно кольца кольца В кольцо С всегда занимает транс-положение.

А кольца С/D в отличие от других природных стероидов имеют всегда цис-сочленение.

Молекулы сердечных гликозидов (СГ) состоит из агликона и углеводной части.

Специфическим действием на миокард  обладает только агликон. Сахара на сердце не действуют, но, в сочетании с агликоном, обусловливают растворимость гликозидов в воде и их всасываемость.

В основе агликона СГ лежит стероидное ядро циклопентанпергидрофенантрена, в котором;

- кольца А/В могут иметь как  цис-, так и транс-сочленение;

- кольца В/С имеют транс-положение (присуще всем природным стероидам);

- кольца С/D имеют цис-сочленение (в отличие от других природных стероидных соединений).

В стероидном ядре имеются постоянные заместители:

- в 17-м положении стероидного  ядра у СГ всегда присоединяется 5 - членное или 6-членное ненасыщенное  лактонное кольцо. Присутствие лактонного кольца отличает СГ от всех других природных стероидов. Именно наличие ненасыщенного лактонного кольца в молекуле обусловливает специфическое действие данных веществ на миокард.

Отсутствие, разрыв или изомеризация лактонного кольца приводит к полной потере активности СГ;

- в 3 и 14 положениях присутствуют  гидроксильные (-ОН) группы;

- в 13 положении находится метильная (-СНз) группа.

Природные агликоны СГ могут иметь переменные заместители:

- в 10 положении могут быть  метильная (-СНз), оксиметильная (-СНзОН), альдегидная (-СНО) или карбоксильная (-СООН) группа. Наличие у С10 альдегидной группы приводит к возрастанию гидрофильности и увеличению активности СГ при одновременном повышении токсичности;

- в 1, 2, 5, 11, 12, 15 и 16 положениях  могут присутствовать гидроксильные (-ОН) группы. Наличие -ОН у С16 приводит к снижению активности СГ. Гидроксилы у С16 могут быть ацилированы муравьиной, уксусной, изовалериановой кислотами, что увеличивает токсичность СГ.