Обзор лекарственных средств содержащих полисахариды

 

(C6H10О5)n → (С6Н10О5)х→ С12Н22О11→ С6Н12О6

крахмал декстрины мальтоза D-глюкоза

 

Появление синего окрашивания с раствором Люголя объясняют образованием комплексных и адсорбционных соединений между йодом и крахмалом (так называемая реакция Сакса).

В растениях крахмал находится в виде крахмальных зерен разнообразной формы: овальной, сферической, яйцевидной и т.д. Размеры зерен колеблются от 0,002 до 0,15 мм. Из крахмалов, используемых в медицине, самые крупные крахмальные зерна у картофеля, самые мелкие – у риса. Характерная форма крахмальных зерен и различия в размерах позволяют использовать эти признаки для идентификации крахмала и растений, их содержащих.

Растительным сырьем для производства основных видов крахмала служат представители сем. злаков – Poaceae: плоды пшеницы, риса, кукурузы (содержат до 70% крахмала), но выделение их сложное из-за наличия белковых и других веществ, которые также нерастворимы в воде. Наиболее просто получается картофельный крахмал. Клубни картофеля (содержат до 25% крахмала) сортируют, тщательно моют, измельчают в специальных машинах, а затем вымывают крахмал из полученной кашки на ситах. Очищают и выделяют крахмал путем осаждения либо в отстойниках, либо в центрифугах.

В медицинской практике России, кроме картофельного и рисового крахмала. Используют также пшеничный и кукурузный (маисовый).

Применяют крахмал в присыпках, мазях, пастах вместе с оксидом цинка, тальком. Внутрь используются как обволакивающее, противовоспалительное, при желудочно-кишечных заболеваниях. Широко применяется как наполнитель при таблетировании, приготовлении пилюль и др.

Раствор декстринов используют как эмульгатор. Крахмал является промышленным источником для получения глюкозы.

Слизи (Mucilagines) – гидрофильные гетерополисахариды, образующиеся обычно в неповрежденных клетках растений в результате слизистого перерождения клеточных стенок или клеточного содержимого. При этом ослизняться могут отдельные клетки (корни алтея, трава фиалки) или целые слои (семена подорожников, льна).

По химическому строению слизи делят на две группы:

1. Нейтральные слизи – являются продуктами полимеризации моносахаридов - D-галактозы, D-маннозы, L-арабинозы, D-глюкозы (галактоманнаны, глюкоманнаны, арабиногалактаны). Встречаются у растений сем. Орхидных, лилейных, бобовых.
2. Кислые слизи – кислотность их обусловлена наличием в их составе уроновых кислот (слизь семян подорожников, льна, корней алтея и др.).

Слизи – твердые аморфные вещества, хорошо растворимые в воде, не растворяются в спирте и неполярных растворителях. Осаждаются из водных растворов спиртом, солями Pb2+, Fe3+. При действии раствора гидроксида калия, натрия, аммиака образуется желтое окрашивание, а метиленовой сини – синее; тушь слизь не окрашивает. На этих физических и химических свойствах основаны методы выделения, очистки и анализа слизей.

Слизи чаще всего образуются у растений засушливых местообитаний в различных органах и тканях. Биологическая роль их довольно значительна. Они предохраняют растения от высыхания, играют роль запасных веществ, а также способствуют распространению и закреплению в почве семян растений (семена подорожников).

Слизи из сырья извлекают водой. Для их идентификации используют качественные реакции с растворами щелочей, аммиака (желтое окрашивание). Для выявления локализации слизи готовят микропрепараты в растворе туши, метиленовой сини. В растворе туши клетки со слизью будут бесцветными, а в метиленовой сини – синими.

Количественное определение проводят гравиметрическим методом, осаждая слизи из водных растворов, чаще всего, спиртом (листья подорожника, трава череды).

В медицине сырье, содержащее слизи, используют как противовоспалительное, отхаркивающее (виды алтея, подорожника, мать-и-мачехи), обволакивающее, слабительное (семена льна) средство. Кроме того, слизи обладают радиопротекторным и иммунозащитными свойствами.

Широко используются в пищевой и текстильной промышленности, при производстве клеев и красок.

Камеди (Gummi) – гетерополисахариды с обязательным участием уроновых кисло (D- глюкуроновой, D-галактуроновой). Карбоксильные группы уроновых кислот связаны с ионами Ca2+, K+, Mg2+. Камеди образуются в результате перерождения клеточных стенок и содержимого клеток различных тканей – сердцевины, сердцевинных лучей, коры и др. При этом, в отличие от слизей, клетки разрушаются и камедь выступает из естественных трещин или из искусственных надрезов стволов и застывает в виде комковатых, ленточных и другой формы образований.

Химический состав камедей очень сложен. Например, в состав абрикосовой камеди входят глюкуроновая кислоты – до 16%, галактоза – до 44%, арабиноза – до 41%.

Камеди – твердые аморфные вещества различной окраски.

По отношению к воде делятся на 3 вида:

1. арабиновые, хорошо растворимые в воде (абрикосовая и аравийская камедь);
2. бассориновые, плохо растворимые в воде, но сильно в ней набухающие (трагакантовая камедь);
3. церазиновые – плохо растворимые и мало набухающие в воде (вишневая камедь). Не растворяются в спирте и неполярных растворителях.

Камеди не совместимы с минеральными кислотами, со спиртом. Считается, что камеди предохраняют растения от инфицирования патогенными микроорганизмами, заливая образовавшиеся трещины и другие повреждения. Наиболее богаты камедями растения сем. Бобовых, розоцветных, рутовых, сумаховых.

Применяются в фармации растворимые в воде камеди (абрикосовая, арабиновая) в качестве эмульгаторов при приготовлении эмульсий. Широко используются в технике.

 

Полисахариды морских водорослей

 

В медицинской практике используют полисахариды водорослей Laminaria, Annfeltia, Fucus и др.

Виды ламинарии (л.японская, л.сахаристая) содержат гетерополисахариды – альгиновые кислоты. Они состоят из остатков D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот, связанных β-1,4-гликозидными связями в виде линейной цепи. В водорослях они присутствуют в виде солей кальция, магния, калия и составляют до 30% сухой массы водорослей.

 

Фрагмент альгиновой кислоты

I – маннуроновая кислота

II – гулуроновая кислота

 

Соотношение этих кислот в молекулах альгиновых кислот варьирует, причем имеются участки полимера, состоящие только из остатков D-маннуроновой кислоты, участки, состоящие только из остатков L-гулуроновой кислоты и участки с чередующимися остатками этих двух уроновых кислот. Нативные альгиновые кислоты, по-видимому, состоят из нескольких фракций с различной растворимостью, отличающихся соотношением кислот.

Альгиновые кислоты являются природным ионообменником и обладают способностью селективно адсорбировать ионы тяжелых металлов и радиоизотопов.

Применение альгиновых кислот способствует предотвращению отложения радиоактивного стронция в организме человека и животных. Ионообменные свойства зависят от соотношения уроновых кислот. Большее содержание L-гулуроновой кислоты обеспечивает большую адсорбционную способность.

На основе альгиновой кислоты на мировом рынке имеется около 200 препаратов.

На основе альгината натрия разработаны препараты альгипор, альгимоор для лечения ожогов, ран; имеются препараты с гемостатическим, гастропротекторным действием; ламинарин сульфат применяется как антисклеротическое; препараты ламинарий применяются при колитах, хронических запорах (порошок, лаинарид), мочекаменной болезни.

Альгинаты могут использоваться для получения перевязочных материалов с пролонгированным действием.

 

→ (1→3)-β-D-gal (1→4)-α-L-gal

Агар-агар

 

Пектиновые вещества

 

Пектиновые вещества (ПВ) – гетерополисахариды, главной структурной единицей которых является a-D-галактуроновая кислота (83-90%). Кроме галактуроновой кислоты в меньших количествах в составе ПВ присутствуют также D-галактоза, L-арабиноза, L-рамноза и другие нейтральные моносахариды.

ПВ открыты в 1825 году; название происходит от греч. слова pĕctós – свернувшийся, застывший.

 

α-D-галактуроновая кислота

 

В зависимости от строения, степени полимеризации ПВ классифицируются на ряд групп.

Пектовые кислоты – простейшие представители пектиновых веществ, являющиеся преимущественно продуктами полимеризации остатков α-D-галактуроновой кислоты, связанных 1,4-связями в линейные цепи. Количество единиц α-D-галактуроновой кислоты может достигать до 100. Растворимы в воде, являются основой других групп пектиновых веществ.

Пектиновые кислоты (пектины) – более высокомолекулярные соединения, содержащие 100-200 единиц α-D-галактуроновой кислоты. Кроме того, карбонильные группы могут быть в различной степени метоксилированы.

Пектаты, пектинаты – соли пектовых и пектиновых кислот.

Пектиновые кислоты, пектаты и пектинаты растворимы в воде в присутствии сахаров, органических кислот с образованием плотных гелей.

 

 

Пектовая кислота - R = H

Пектиновая кислота - R = H и CH3

Пектат – R = Me+

Пектинат – R = Me+ и CH3

 

Протопектины – высокомолекулярные полимеры метоксилированной полигалактуроновой кислоты с галактаном и арабинаном клеточной стенки, изредка прерываемой остатками рамнозы. Не растворимы в воде.

 

Общая схема строения пектиновых веществ

 

Протопектин содержится в большом количестве в незрелых плодах. При созревании плодов под влиянием протолитических ферментов происходит деполимеризация полиуронидных цепочек и протопектин переходит в более низкомолекулярные группы пектиновых веществ.

ПВ – твердые аморфные вещества, не растворимые в спирте и неполярных растворителях.

При действии на ПВ разбавленных щелочей или фермента пектазы метоксильные группы легко отщепляются и образуется метиловый спирт и пектовая кислота, которая легко осаждается из раствора Са2+. Это свойство можно использовать для количественного определения пектиновых веществ.

ПВ широко распространены в природе. В растениях присутствуют обычно в виде протопектина, составляющего большей частью межклеточное вещество, и вещество первичной стенки молодых растительных клеток. ПВ вместе с гемицеллюлозой выполняют функцию цементирующего материала, играя роль опорных элементов тканей.

Растворимые пектины присутствуют в соках растений. Пектиновые вещества предохраняют растения от высыхания, повышая засухоустойчивость и морозостойкость, влияют на прорастание семян и рост клеток.

Пектиновые вещества из растительного сырья извлекают при нагревании обычном 0,1 н раствором фосфорной или другой кислоты; экстракт концентрируют, фильтруют и ПВ осаждают спиртом.

Для их очистки используют образование пектатов, из которых пектиновые вещества освобождают действием кислот. Количественное определение проводят гравиметрическим методом (осаждение спиртом), методом потенциометрического титрования, основанного на взаимодействии пектовых кислот с гидроксидом кальция и др.

Обладают противоязвенной, противовоспалительной (сок подорожника, плантаглюцид); антитоксической (выводят тяжелые металлы!), радиозащитной активностью, иммунопротекторным действием; улучшают моторику желудочно-кишечного тракта, нормализуют обмен веществ, снижают содержание холестерина в крови.

В Японии запатентовано использование метоксилированного яблочного пектина для лечения рака кишечника.

В фармации пектины используют в качестве матрицы – носителя биологически активных веществ (антигельминтных препаратов, изониазида и др.), а также как эмульгатора, связующего материала при приготовлении эмульсий, пилюль. Присутствие пектинов необходимо учитывать при переработке лекарственного растительного сырья.

Широко используют в кондитерском производстве, хлебопечении, сыроварении, текстильной промышленности. В промышленности пектины получают из жома яблок, плодов цитрусов, свеклы, корзинок подсолнечников, кормового арбуза.

 

Сырье с интерцеллюлярной слизью

 

Лен обыкновенный Linum usitatissimum L.

Семена льна Semina Lini

Сем. Льновые Linaceae

Зрелые и высушенные семена культивируемого травянистого растения льна посевного (обыкновенного) Linum usitatissimum L., сем. Льновые - Linaceae; используют в качестве лекарственного средства и лекарственного сырья.

Лен – однолетник со стержневым корнем и тонким неветвистым или ветвистым стеблем. Листья сидячие, узколанцетные. Цветки пятичленные с небесно-голубым венчиком, собраны в цимоидное соцветие. Плод – коробочка с 10 семенами.

Широко культивируются различные сорта льна. Льны-долгунцы выращивают в нечерноземных областях России, Беларуси, на Украине и в Прибалтике, льны-кудряши и льны-межеумки – в Казахстане, в Западной Сибири, Поволжье, степных районах Украины, на Северном Кавказе и в Центральной Азии.

 

 

Рис. Лен обыкновенный

А-верхняя часть растения; Б-сырьё

 

Химический состав. Семена содержат до 10% слизи, 30-40% жирного масла и 20-30% белка; цианогенные гликозиды (линамарин, линустатин, неолинустатин); лигнаны (секоизоларициразинол); фенолокислоты (сиреневая, кумаровая), макро- и микроэлементы.