ПОЛИСАХАРИДЫ (углеводы растений) Лекция 4 ЛР и ЛРС,

ПОЛИСАХАРИДЫ (углеводы растений) Лекция 4 ЛР и ЛРС, содержащее полисахариды

это высокомолекулярные биологически активные соединения, состоящие из остатков моносахаров и их производных (уроновых кислот), связанных о-гликозидными связями и образующих линейные или разветвленные цепочки. Полисахариды Моносахара представлены: Глюкозой Галактозой Фруктозой Уроновой кислотой – продукт окисления моносахаров

Скелетная (клетчатка) Запасающая (крахмал, инулин) Защитная (слизи, камеди)Функции, выполняемые полисахаридами:

Полисахариды 1 -ого порядка ◦ При гидролизе 1 -ой молекулы дают от 2 до 4 молекул моносахаридов Высшие полисахариды или полисахариды 2 -ого порядка ◦ При гидролизе 1 -ой молекулы дают от 100 до 1000 молекул моносахаридов. А. По результатам гидролиза полисахариды классифицируют:

Гомополисахариды – полимерные соединения, которые при гидролизе образуют один моносахарид (по 1 наименованию) ◦ Крахмал, клетчатка, инулин Гетерополисахариды – полимерные соединения, которые при гидролизе образуют различные моносахара и продукты их окисления (уроновые к-ты) ◦ Слизи, камеди, пектиновые вещества Фармакологическое действие ЛРС обусловлено содержанием гетерополисахаридов. Б. По продуктам гидролиза (качественному составу) полисахариды делят на :

Полисахариды 1 -ого порядка легко растворяются в воде, обладают сладким вкусом и кристаллизуются Полисахариды 2 -ого порядка – аморфные вещества, их растворимость зависит от длинны цепочки: чем цепочка короче, тем растворимость в воде лучше При повышении температуры образуются гелий-коллоидные растворы Растворы ПС имеют кислую или нейтральную среду. Подвергаются ферментативному или кислотному гидролизу. К УФ не чувствительны, не имеют свечения. Физико-химические свойства

Полисахариды в отличии от моносахаров не обладают восстанавливающими свойствами, все окислительно-восстановительные реакции идут только после кислотного гидролиза – реакции на моносахара: ◦ Реакция с реактивом Толленса (р-ция «серебряного зеркала» ) ◦ С реактивом Феллинга ◦ Карбозоловая

Классификация моносахаридов — структурных единиц полисахаридов (с учетом природы карбонильных групп)

Классификация моносахаридов (по длине УВ цепи)

СТЕРИОИЗОМЕРИЯ

Циклические формы моносахаридов

Циклы – родоначальники названия циклических форм моносахаридов

Циклические формы сахаров

Нетипичные моносахариды

Аскорбиновая кислота

Химические свойства моносахаридов

Гликозиды

Ацетилирование

Восстановление

Окисление

Образование уроновых кислот

Олигосахариды

Химические свойства дисахаридов

Гомополисахариды

Молекула построена из остатков β-фруктофуранозы, цепь которой заканчивается остатком α-глюкопиранозы. Инулин

Инулин в больших количествах содержится в подземных органах растений семейств сложноцветных (Asteraceae) и колокольчиковых (Campanulaceae), у которых он заменяет крахмал. В медицинской практике используют инулинсодержащее сырье: корни одуванчика — Radices Taraxaci (Taraxacum officinale Wigg. ); корневища и корни девясила — Rhizomata et radices Inulae (Inula helenium L. ); листья мать-и-мачехи – Folia Farfarae (Tussilago farfara L. ); корни лопуха – Radices Arctii (Arctium lappa L. , A. tomentosum Mill. , A. minus (Mill. ) Bernh. ). Растения, содержащие инулин, используются для получения фруктозы. Инулин

«Pectos» — (греч. ) — застывший, свернувшийся. Основной составной частью пектиновых веществ является α-галактуроновая кислота. Полигалактуроновая кислота сопровождается галактаном и арабаном, которые связаны ковалентными связями с фрагментами пектинов. Карбоксильная группа каждого остатка галактуроновой кислоты может быть метоксилирована или образовывать соли с ионами Са 2+ и. Mg 2+. Пектиновые вещества

Пектиновые вещества классифицируют в зависимости от строения мономеров и степени полимеризации. Различают: 1. пектовые кислоты (простейшие представители пектиновых веществ, содержащие до 100 мономеров, карбоксильные группы не модифицированы, R= Н); 2. пектаты (соли пектовых кислот, R= Ме + и Н); 3. пектиновые кислоты (пектины) (более высокомолекулярные соединения, содержащие 100 -200 мономеров, карбоксильные группы частично метоксилированы, R=Н и СН 3 ); 4. пектинаты (соли пектиновых кислот R= Ме + и СН 3 ); 5. протопектины (нерастворимые в воде высокомолекулярные полимеры, в которых метоксилированная полигалактуроновая кислота связана с полисахаридами клеточной стенки). Пектиновые в-ва. Классификация.

Камеди (гумми) и слизи — смеси гомо- и гетерополисахаридов и полиуронидов. По химическому строению они близки между собой. Камеди обычно образуются у растений засушливого климата в результате перерождения клеточных стенок, содержимого клеток сердцевины, сердцевинных лучей. Они выделяются в виде вязких натеков из надрезов и трещин растений при их повреждении или заболевании. Эти мягкие натеки на воздухе затвердевают. В состав камедей входят гексозы (галактоза и манноза), пентозы (арабиноза и ксилоза), метилпентозы (рамноза и фукоза), уроновые кислоты (глюкуроновая и галактуроновая). Уроновые кислоты образуют соли с ионами К + , Ca 2+ , Mg 2+. Камеди и слизи

Слизи присутствуют в неповрежденных растениях и образуются в результате нормального слизистого перерождения клеточных стенок и клеточного содержимого. Накапливаются слизи в межклетниках, в клетках и специальных вместилищах. Различают слизи нейтральные (слизь салепа) и кислые (слизь алтея, льна, подорожника блошного). Кислая реакция обусловлена наличием в составе слизей уроновых кислот. Слизи отличаются значительным преобладанием пентоз. В отличие от камедей они могут быть нейтральными, т. е. не содержать уроновых кислот. В медицине слизи используют как противовоспалительные и обволакивающие средства. Кроме того, слизи обладают радиопротекторными и иммунозащитными свойствами.

Лекарственное растительное сырье, содержащее полисахариды

Полисахариды широко распространены в природе. Растения содержат до 90% ПС и являются основным источником их получения ПС накапливаются во всех морфологических группах сырья: в листьях, травах, семенах, подземных органах. Распространение, сбор, сушка и хранение

Заготовку сырья проводят по общим правилам в период максимального накопления в-в, в зависимости от морфологической группы сырья. Собирают сыре 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. Искл. : ◦ Траву череды заготавливаю в период бутонизации и начала цветения ◦ Листья мать-и-мачехи – после цветения, когда сформируется листовая пластинка ◦ Слоевище ламинарии – июль-октябрь (в зависимости от погодных условий)

Корни алтея после заготовки не моют, а только отряхивают от земли и разрезают на куски, т. к. при мытье сырья слизь набухает, сырье ослизняется, плесневеет, идут гидролитические процессы, следовательно, потеря БАВ. Особенности первичной обработки

Естественная воздушно-теневая, тонким слоем Возможна естественная- солнечная (только не для листьев, цветков и трав), т. к. ПС устойчивы к УФ ◦ корни алтея сушат только естественной- солнечной сушкой Искусственная сушка: 50 -60 град. С – температура инактивации ферментативного гидролиза, т. к. сырье гликозидное ◦ Трава череды 30 -50 град. С (содерж. э/м), ◦ В свежем виде используют (трава подорожника блошного свежая и листья подорожника большого свежая), не сушат, а в течении суток доставляют на предприятие к месту переработки. Сушка

Сырье, содержащее полисахариды, хранят по общей группе, следя за температурой, влажностью помещения, т. к. оно гигроскопично ◦ Семена льна и подорожника блошного хранят отдельно, как плоды и семена Хранятсырье 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. Хранение

Алтей лекарственный — Аlthaea officinalis, А. армянский – A. Armeniaca. Cем. Мальвовые – Malvaceae Сырье — корни алтея

Химический состав: Слизь Крахмал Жирное масло, органические кислоты, минеральные соли Фармакологические свойства: Отхаркивающее Обволакивающее Противовоспалительное Применение: Сухой экстракт Порошок Настой Сироп «Мукалтин»

Препарат корня алтея; поперечный срез. Х 280 1. Лубяныеволокна 2. Клетки со слизью 3. Друза оксалата кальция 4. Крахмал 5. Сердцевинный луч 6. Камбий 7. Сосуды 8. Трахеиды. Микроскопия

Показания к применению: бронхит, трахеит, пневмония, коклюш, бронхиальная астма; ларингит, фарингит, тонзиллит, колит, энтероколит, дизентерия, диарея, экзема, псориаз. Противопоказания: повышенная чувствительность Побочное действие : Аллергические реакции

Подорожник большой — Plantago major Сем. Подорожниковые – Plantaginaceae Сырье – листья подорожника большого

Химический состав: Полисахариды Монотерпеновые гликозиды (аукубин) Фенилпропаноиды (плантамайозид) Флавоноиды, дубильные вещества, вит. С, холин

При неправильной сушке иридоид аукубин расщепляется на глюкозу и неустойчивый агликон – аукубигенин, чем обусловлено почернение листьев.

Препарат листа подорожника большого. х280 А. Эпидермис нижней стороны листа Б. Эпидермис верхней стороны листа 1 -простой волосок; 2 -место прикрепления волоска; 3 -головчатый волосок; 4 -складчатость кутикулы. Микроскопия

Фармакологическое действие: Отхаркивающее Обволакивающее Антимикробное Бактерицидное Противовоспалительное кровоостанавливающее

Показания к применению: бронхит, коклюш, бронхиальная астма – в качестве отхаркивающего средства; гипоацидный гастрит, колит, энтероколит, дизентерия, запоры; снижение аппетита; заболевания почек, уретрит, цистит; атеросклероз, артериальная гипертензия; Трофические язвы; ушибы, порезы, ожоги, фурункулы, угревая сыпь; воспалительные заболевания рта и носоглотки; Атопический дерматит. Противопоказания: повышенная чувствительность. Гиперсекреция желудочного сока, гиперацидный гастрит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки (в стадии обострения) Побочное действие : Аллергические реакции, изжога

Применение: Настойка Сок «Плантаглюцид»

Фармакологический эффект БАВ Препараты обволакивающее и противовоспалительно е ПС Настой, настойка и др. отхаркивающее ПС Настой, грудной сбор противоязвенное ПС Настой, сок, «Плантаглюцид» сокогонный иридоиды Настой бактерицидный фенилпропаноиды Настой кровоостанавливающи й витамин К Настой

Подорожник блошный – Plantago psyllium Сем. Подорожиковые – Plantaginaceae Сырье – семена подорожника блошного, трава подорожника блошного

Химический состав: Трава содержит слизь, горький гликозид аукубин, флавоноиды, дубильные вещества, каротиноиды; Семена содержат слизь, аукубин. Фармакологическое действие: Противовоспалительное Регенерирующее Отхаркивающее Сокогонное Слабительное Применение: Из травы получают сок Из семян – настой, слизь, порошок

Мать – и –мачеха – Tussilago farfara Сем. Астровые — Asteraceae Сырье — листья мать – и — мачехи

Химический состав: Полисахариды Инулин Горикие гликозиды Эфирное масло Сапонины Каротиноиды Дубильные вещества Флавоноиды Органические кислоты

Препарат мать-и-мачехи А. Верхняя эпидерма (х8) Б. Нижняя эпидерма (х40) 1 -устьица 2 -простой многоклеточный бичевидный волосок 3 -радиальная складчатость кутикулы 4 -секреторный ход по жилке листа 5 -губчатая паренхима мезофилла с большими межклетниками, похожая на аэренхиму. Микроскопия

Показания к применению: Заболевания верхних дыхательных путей (в т. ч. ларингиты, трахеиты, хронические бронхиты, бронхиальная астма. Противопоказания: Беременность, лактация, повышенная чувствительность, заболевания печени, возраст до двух лет В сырье алкалоиды!!! Побочное действие : Аллергические реакции, боли в животе, тошнота, диарея, желтуха

Фармакологическое действие: Отхаркивающее Обволакивающее Противовоспалительное Применение: Настой Грудные сборы 1, 2 сироп

Лен обыкновенный — Linum usitatissimum Сем. Льняные — Linaceae Сырье – семена льна

Химический состав: Полисахариды (слизь) Жирное масло Белки Фармакологическое действие: Обволакивающее Применение: Свежеприготовленная слизь Льняное масло «Линетол»

А. Схема поперечного среза семени (х56) Б. Часть поперечного среза семени (х280) 1 -эпидермис; 2 -перенхимный слой кожуры; 3 -механический слой; 4 -клетки поперечного слоя; 5 -пигментый слой; 6 -эндосперм семени; 7 -семядоли зародыша Микроскопия

Показания к применению: В качестве обволакивающего ЛС для уменьшения раздражения при воспалительных и язвенных поражениях слизистой оболочки ЖКТ (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, гастрит, энтерит, колит) и при ожогах; в качестве слабительного средства при запорах Противопоказания: повышенная чувствительность Побочное действие : Аллергические реакции

Ламинария сахарная — Laminaria saccharina, Л. Японская – L. Japonica, тип бурые водоросли – Algae Сырье – слоевища ламинарии

Химический состав: Полисахариды Йод Микро – и макроэлементы Фармакологическое действие: Слабительное Снижение свертываемости крови Гипогликемическое Диуретическое Применение: Порошок «Ламинарид»

Показания к применению: Хронические атонические запоры, в том числе с явлениями атеросклероза Фиброзно-кистозная мастопатия (в комплексной терапии) Противопоказания: Нефрит, геморрагические диатезы и др. состояния, при которых противопоказаны препараты йода Повышенная гиперчувствительность, заболевания почек, гипертиреоз, многоузловый зоб, тиреотоксикоз, беременность, лактация Побочное действие : Аллергические реакции, йодизм

Череда трехраздельная – Biens tripartita Сем. Астровые – Аsteraceae Сырье – трава череды

Химический состав: Полисахариды (слизи), Флавоноиды (аурон, халкон), Каротиноиды Фармакологическая группа: противовоспалительное средство+антигистаминные, диуретические свойства. Применение: Настой, Сбор «Элекасол»

Препарат листа череды. Х 280 А. Эпидермис верхней стороны листа Б. Эпидермис нижней стороны листа В. Край листа 1 -тонкостенные волоски; 2 -толстостенны волоски; 3 -секрторные канальца. Микроскопия

Показания к применению: Внутрь – в качестве диуретического и потогонного средства при простудных заболеваниях. Наружно – для приготовления ванн, аппликаций или компрессах при диатезах, а также дерматозах Противопоказания: повышенная чувствительность Побочное действие : Аллергические реакции

Липа сердцевидная – Tilia cordata Сем. Липовые – Tiliaceae Сырье – цветки липы

Химический состав: Флавоноиды (кемпферол), Полисахариды Дубильные вещества, Сапонины, Каротин, аскорбиновая кислота. Фармакологическая группа: Потогонное, отхаркивающее средство. Применение: настой

Показания к применению: ОРВИ (симптоматическое лечение) Противопоказания: повышенная чувствительность, поллиноз Побочное действие : Аллергические реакции

Лопух большой – Arctium major Сем. Астровые – Asteraceae Сырье –корни лапуха

Химический состав: Полисахариды (инулин), Фенилропаноиды (арктигенин), Эфирные масла, Жирные кислоты, Белки, Соли кальция, калия, магния. Фармакологическая группа : диуретическое, желчегонное средство + биостимулирующие свойства: Применение: Настой, Отвар, Репейное масло

Показания к применению: Внутрь – при цистите, уретрите, гастрите, холецистите, дискинезии желчевыводящих путей. Наружно – при фурункулезе, экземе, угревой сыпи, себорее, трофических язвах, вялозаживающих ранах, ожогах Противопоказания: повышенная чувствительность Побочное действие : Аллергические реакции

На инулин ◦ α-нафтол и конц. H 2 SO 4 окрашивают соскоб или порошок корней одуванчика в фиолетово-розовый цвет ◦ α-нафтол и конц. H 2 SO 4 окрашивают поперечный срез корневищ и корней девясила в красно-фиолетовый цвет, тимол и конц. H 2 SO 4 – в оранжевый цвет На слизь ◦ Раствор NH 3 или Na. OH окрашивают срез или порошок корней алтея в желтый цвет ◦ При смачивании водой цветки липы ослизняются ◦ На порошок семян льна выполняют гистохимическую реакцию с раствором туши: на сером или почти черном фоне выделяются белыми пятнами клетки со слизью Полисахариды (ПС) листьев подорожника большого и слоевищ ламинарии осаждают из водного извлечения 95% C 2 H 5 OH. Образуется после [Н + ] гидролиза восстановленного сахара ламинарии дают реакцию с раствором Фелинга, образуется оранжевое окрашивание. Подлинность сырья, содержащего полисахариды Качественные реакции

Для листьев подорожника большого и слоевищ ламинарии — гравиметрия Экстракция полисахаридов водой Осаждение полисахоридов 95% спиртом Высушивание осадка и доведение до постоянной массы Возможно СФМ определение после реакции с орцином или антроном Подлинность сырья, содержащего полисахариды Количественные реакции

Количественное определение пектинов остаток растительного материала мальтоза крахмал определение пектинов омыление пектинов центрифугат остаток гексозы+ гор. Н 2 О, водяная баня + β-амилоза центрифугирование + антрон + (NH 4 ) 2 C 2 O 4 водяная баня, центрифугирование + 0, 1 н Na. OH + карбазол

Схема определения пентоз и гексоз измеряемое сырье (злаки) на водяной бане с обратным холодильником 30 мин. фильтрат в фарфоровую чашку, выпарив. С 2 H 5 OH на вод. бане фильтрат 1 очистка эфиром+ гор. С 2 H 5 OH водный раствор гексозы (сине-зеленый цвет) λ max= 260 нм пентозы (зеленый цвет) λ max= 650 нм

Схема определения водорастворимых пектинов из фильтрата 1 фильтрат 1 экстракция на водяной бане 1 ч. высушивание в вытяжном шкафу водорастворение пектинов (розовый цвет ) λ max= 260 нмцентрифугирование омыление пектиновых веществ центрифугирование + 1 -2 капли 2 н H 2 SO 4 + карбазол + 0, 1 н Na. OH 0, 1 н (ночь)

Фармакологическое действие основано на способности полисахаридов набухать и образовывать коллоидные растворы. Они покрывают тонким слоем воспаленные слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта (обволакивающее действие), предохраняют чувствительные нервные окончания от раздражения пищей, лекарствами, компонентами желудочного сока, желчи, кислыми пептидами (гастропротекторное действие). Благодаря такому действию полисахаридов уменьшается выраженность болевого синдрома и снижается воспалительный процесс на его начальном этапе. При этом они уменьшают всасывание токсинов, пролонгируют действие лекарств. Механизм мягчительного и отхаркивающего действия полисахаридов при заболеваниях верхних дыхательных путей иной. Полисахариды не возгоняются с водяным паром и неэффективны при ингаляциях. При приеме внутрь полисахариды не всасываются в желудочно-кишечном тракте и не могут в натуральном виде попасть на слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Однако эмпирические данные и клинические исследования подтверждают полезность назначения полисахаридов внутрь при бронхите, пневмонии, трахеите. Очевидно, образующиеся при частичном гидролизе полисахаридов в желудочно-кишечном тракте короткие олигосахариды и моносахариды стимулируют секрецию слизи и способствуют нормальному функционированию слизистых оболочек. Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих полисахариды

Таким образом, лекарственные средства, содержащие полисахариды, используют в основном: как обволакивающие, противовоспалительные, мягчительные, отхаркивающие средства при острых и хронических заболеваниях дыхательных путей (настои из сырья липы, мать-и-мачехи, подорожника большого, алтея, грудные и потогонные сборы, сухой экстракт и сироп алтея, «Мукалтин» ); как обволакивающие и противовоспалительные средства для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта (настои корней алтея, семян подорожника блошного, отвар крахмала, слизь семян льна). Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих полисахариды