Жив ли Христос?
Воскрес ли Христос из мертвых?
Исследователи изучают факты

Иисус Христос объявил:
Я есмь Путь, и Истина, и Жизнь.
Кто же Он на самом деле ?

Важные Материалы о Жизни и Смерти.

Сапонины. Классификация, Свойства, Применение

Сапонины

text_fields
text_fields
arrow_upward

Сапонины (сапонизиды) — гликозиды (гетерозиды), производные стероидов и тритерпеноидов, обладающие гемолитической и поверхностной активностью и токсичностью для холоднокровных животных.

Название «сапонин» (от лат. «sapo» — мыло) впервые появилось в 1819 г., когда из мыльнянки (растения семейства гвоздичных) было выделено вещество, образующее с водой обильную пену.

Классификация сапонинов

text_fields
text_fields
arrow_upward

Сапонины по строению их агликона (сапогенина) делятся на две группы: стероидные и тритерпеновые.

Стероидные сапонины

Сапогенины этих сапонинов являются производными циклопентанпергидрофенантрена, как и агликоны кардиотонических гликозидов. Однако стероидные сапонины не оказывают кардиотонического действия, так как не имеют лактонного кольца при С17 и ряда других функциональных групп.

Сапогенины всех стероидных сапонинов имеют:

  • у С3 кольца А – гидроксильную (-ОН) группу;
  • в положении 16-17 — спирокетальную группировку за счет окисления боковой цепи;
  • в положении 5-6 — двойную связь (-CH=CH-);
  • в положениях С10 и C13 — метильные (-СН3) группы.
Диосгенин
Диосгенин

Углеводная часть молекулы стероидных сапонинов присоединяется в положении С3 агликона и может содержать от 1 до 9 моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, галактуроновая кислота и др.). Моносахариды могут образовывать как линейные, так и разветвленные цепи. Например, стероидный сапонин диосцин (диоскорея ниппонская – Dioscorea nipponica, якорцы стелющиеся – Tribulus terrestris) состоит из агликона диосгенина, к которому присоединяется разветвленная триоза:

Стероидные сапонины встречаются редко, преимущественно в растениях тропического климата. В семействах диоскорейных, норичниковых, спаржевых, амариллисовых стероидные сапонины часто встречаются совместно с кардиотоническими гликозидами (наперстянка, ландыш и др.).

Тритерпеновые сапонины имеют общую формулу (С5Н8)6 и, в зависимости от количества колец в структуре агликона, делятся на пентациклические и тетрациклические.

а) Тетрациклические — содержат в структуре агликона 4 кольца и подразделяются на производные даммарана (даммарандиол), циклоартана (циклоартенол), зуфана. В основе этой группы лежит даммаран. Производные даммарана легко окисляются с образованием гетероциклов (панаксдиол и панакстриол). Соединения подобного строения обнаружены в женьшене (Panax ginseng), заманихе высокой (Oplopanax elatus), березе (Betula spp.).

Панаксдиол
Панаксдиол

б) Пентациклическиесодержат в структуре агликона 5 колец. Среди этой группы выделяют производные урсана (альфа-амирин), олеанана (бета-амирин), лупана (лупеол), гопана. С медицинской точки зрения, наиболее важными являются производные урсана и олеанана, которые отличаются друг от друга расположением заместителей – метильных (-СН3) групп в положениях 19 и 20 кольца Е.

альфа-Амирин
альфа-Амирин
Кислота урсоловая
Кислота урсоловая

Альфа-амирин лежит в основе различных соединений, которые найдены в ортосифоне тычиночном, или почечном чае (Orthosiphon stamineus), лапчатке прямостоячей (Potentilla erecta) и других. Наиболее важным представителем является кислота урсоловая (28-карбокси-альфа-амирин). Кислота урсоловая обнаружена во многих растениях (бруснике — Vaccinium vitis-idaea, клюкве болотной — Oxycoccus palustris и др.), причем встречается как в виде гликозидов, так и свободного агликона.

 

бета-Амирин
бета-Амирин
Кислота олеаноловая
Кислота олеаноловая

Бета-амирин лежит в основе следующих соединений:

  • кислота олеаноловая (28-карбокси-бета-амирин). Кислота олеаноловая и ее производные являются агликонами сапонинов аралии высокой (Aralia elata), синюхи голубой (Polemonium caeruleum), конского каштана (Aesculus hippocastanum), первоцвета весеннего (Primula veris), календулы лекарственной (Calendula officinalis), патринии средней (Patrinia intermedia) и др.
  • кислота глицирретиновая (11-оксо-29-карбокси-бета-амирин). Кислота глицирретиновая является агликоном кислоты глицирризиновой (в С3 положении присоединяется углеводная цепь из двух молекул глюкуроновой кислоты). Кислота глицирризиновая содержится в солодке голой (Glycyrrhiza glabra) и солодке уральской (G. uralensis).

Углеводная часть тритерпеновых сапонинов может присоединяться к агликону в различных положениях:

  • в С3 положении за счет гидроксильной (-ОН) группы;
  • в С28 положении за счет карбоксильной (-СООН) группы (при этом связь агликона с сахаром называется ацилгликозидной);
  • с сапогенином могут быть связаны две углеводные цепи (за счет гидроксильной группы в С3 положении и карбоксильной группы в С28 положении). В этом случае сапонины относятся к дигликозидам.

Тритерпеновые сапонины могут быть нейтральными и кислыми. Кислотные свойства обусловлены наличием карбоксильных групп сапогенина и углеводной части молекулы. Гидроксильные группы могут быть ацилированы уксусной, тиглиновой, пропионовой, ангеликовой и другими кислотами.

Углеводная часть тритерпеновых сапонизидов может содержать от 1 до 11 моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, арабиноза, фруктоза, глюкуроновая и галактуроновая кислоты). Она может быть линейной и разветвленной (например, у аралозидов — сапонинов аралии высокой). Разветвление углеводной цепи происходит от первого сахарного остатка, связанного с агликоном.

Распространение сапонинов в растительном мире

text_fields
text_fields
arrow_upward

Распространение сапонинов в растительном мире, локализация в растениях. Влияние условий обитания и онтогенеза на накопление сапонинов

В растительном мире более широко распространены тритерпеновые сапонины. Они обнаружены в растениях почти 70 семейств. Наиболее богаты тритерпеновыми сапонинами представители семейств аралиевых (Araliaceae), гвоздичных (Caryophyllaceae), синюховых (Polemoniaceae), бобовых (Fabaceae), истодовых (Polygalaceae), сложноцветных (Asteraceae), губоцветных (Lamiaceae) и др.

Стероидные сапонины встречаются значительно реже и обнаружены, главным образом, в растениях семейств диоскорейных (Dioscoreaceae), лилейных (Liliaceae), норичниковых (Scrophulariaceae), парнолистниковых (Zygophyllaceae), лютиковых (Ranunculaceae), амариллисовых (Amaryllidaceae). Стероидные сапонины часто сопровождают в растениях кардиотонические гликозиды (виды наперстянки, ландыша, адонис весенний).

Растения, накапливающие тритерпеновые сапонины, не содержат стероидные, и наоборот.

В растениях сапонины обычно находятся в клеточном соке почти всех органов в растворенном виде.

Содержание сапонинов колеблется в широких пределах и может достигать 30 % и более. В этом случае сапонины кристаллизуются в виде бесцветных бесформенных глыбок и могут быть видны под микроскопом.

Сапонины найдены во всех органах растений:

  • в траве (астрагал шерстистоцветковый — Astragalus dasyanthus, хвощ полевой — Equisetum arvense, якорцы стелющиеся — Tribulus terrestris);
  • в листьях (почечный чай — Orthosiphon stamineus);
  • в семенах (конский каштан — Aesculus hippocastanum);
  • в подземных органах (диоскорея ниппонская — Dioscorea nipponica, синюха голубая — Polemonium caeruleum, заманиха высокая — Oplopanax elatus, солодка голая — Glycyrrhiza glabra и с. уральская — G. uralensis, женьшень — Раnах ginseng, аралия высокая (а. маньчжурская) — Aralia elata). В подземных органах накапливается наибольшее количество сапонинов.

Предположительно, сапонины принимают участие в биохимических процессах в растениях:

  • в малых концентрациях они ускоряют прорастание семян, рост и развитие растений, а в больших, наоборот, тормозят. Таким образом, сапонины играют роль гормонов роста растений;
  • сапонины оказывают влияние на проницаемость мембран растительных клеток, что связано с их поверхностной активностью.

На накопление сапонинов влияют стадии онтогенеза растений. Максимальное количество сапонинов в сырье содержится в фазы:

  • бутонизации и начала цветения (ортосифон тычиночный и астрагал шерстистоцветковый);
  • в конце вегетации, когда биомасса лекарственного растительного сырья максимальна (солодки, синюха, заманиха, аралия, женьшень, диоскорея);
  • в период плодоношения (конский каштан).

На содержание сапонинов в лекарственном сырье влияют возраст растений и место их произрастания:

  • дикорастущая синюха голубая достигает максимальной продуктивности к 5-6-му году жизни, а в культуре — к 2-3-му году. При этом содержание сапонинов в подземных органах находится на одном уровне;
  • культивируемый женьшень рекомендуется собирать на 5-6-ой год, т.к. корни быстро растут до 3-х лет и далее их рост замедляется, а с 13 лет наблюдается уменьшение биомассы корней. Это связано с постепенным отмиранием боковых корней.

Влияние факторов внешней среды на накопление сапонинов строго специфично. Среди них трудно выявить общие закономерности для всех растений. Отметим лишь отдельные моменты:

  • растения семейства аралиевых являются эндемиками Дальнего Востока, где сложился особый климатический и почвенный режим;
  • зависимость накопления глицирризиновой кислоты от типа почвы и ее засоленности характерна для солодки. Чем больше засоленность, тем меньше глицирризиновой кислоты содержат корни солодки. Повышение влажности почвы способствует накоплению глицирризиновой кислоты.

Сырьевая база растений, содержащих сапонины

text_fields
text_fields
arrow_upward

Синюха голубая растет по опушкам и вдоль лесных дорог в лесной и лесостепной зонах европейской части России и Западной Сибири.

Женьшень, заманиха, аралия, диоскорея ниппонская встречаются в лесах Дальнего Востока (Приморский, Хабаровский края).

Солодки голая и уральская часто образуют сплошные заросли в поймах и долинах рек в степных и пустынных районах европейской части России и Сибири. В этих же регионах, как сорняк, встречаются якорцы стелющиеся.

Синюха голубая не образует крупных зарослей, пригодных для промышленных заготовок, в связи, с чем ее культивируют. Женьшень культивируют на Дальнем Востоке.

Ортосифон тычиночный импортируют из стран тропической Азии.

В последние годы перспективным является метод культуры тканей. Он заключается в выращивании на определенных питательных средах биомассы сырьевой части лекарственных растений. Полученная таким образом биомасса используется в дальнейшем для получения лекарственных препаратов.

В России метод культуры тканей был разработан и освоен на примере женьшеня. Культура тканей женьшеня под названием «Биоженьшень» используется для получения настойки.

Физические свойства сапонинов

text_fields
text_fields
arrow_upward

Физические свойства сапонинов

Сапонины — бесцветные или желтоватые аморфные вещества. В кристаллическом состоянии выделены гликозиды, имеющие в углеводной цепи до 4 моносахаридов. Оптически активны.

Гликозиды растворимы в воде. Растворимость увеличивается с возрастанием количества моносахаридов в углеводной цепи. В разведенных (60-70 %) спиртах растворяются на холоду; в более крепких (80-90 %) спиртах — только при нагревании, а при охлаждении выпадают в осадок. Нерастворимы в органических растворителях (ацетон, хлороформ, бензол).

Свободные сапогенины не растворяются в воде и хорошо растворимы в органических растворителях.

В зависимости от рН водных извлечений сапонины делят на:

  • нейтральные — стероидные и тетрациклические тритерпеновые сапонины;
  • кислые — пентациклические тритерпеновые сапонины. Их кислотность обусловлена наличием карбоксильных (-СООН) групп в структуре агликона или присутствием уроновых кислот в углеводной цепи.

Специфическим свойством сапонинов является их способность снижать поверхностное натяжение жидкостей (воды) и давать при встряхивании стойкую обильную пену. Такая поверхностная активность связана с наличием в молекулах сапонинов одновременно как гидрофильного, так и липофильного остатков.

Химические свойства сапонинов

text_fields
text_fields
arrow_upward

Химические свойства обусловлены структурой агликона, наличием отдельных функциональных групп, а также присутствием гликозидной связи.

Сапонины гидролизуются под влиянием ферментов и кислот. Производные кислот олеаноловой и глицирретиновой гидролизуются под воздействием щелочей.

При взаимодействии с кислотными реагентами (сурьмы (III) хлорид, сурьмы (V) хлорид, железа (III) хлорид, кислота серная концентрированная и др.) образуют окрашенные продукты.

Кислые сапонины образуют нерастворимые комплексы с солями тяжелых металлов (Ва, Рb, Cu).

Сапонины способны образовывать комплексы с белками, стеринами, липидами, фенольными соединениями. В составе комплексов сапонины не обладают гемолитической и поверхностной активностью.

Сапонины, имеющие в своей основе стероидное ядро, вступают в специфическую реакцию Либермана–Бурхарда.

Биологические свойства сапонинов

text_fields
text_fields
arrow_upward

Сапонины обладают гемолитической активностью. Они способны растворять липидную часть оболочки эритроцитов. В результате этого оболочка из полупроницаемой становится проницаемой. Гемоглобин свободно поступает в плазму крови и растворяется в ней. Образуется красный прозрачный раствор — «лаковая» кровь.

Гемолитической активностью обладают только гликозиды. В связи с этим сапонины не применяются для внутривенного введения, т.к. вызывают анемию. При приеме внутрь, после гидролиза в желудочно-кишечном тракте до агликонов, сапонины теряют гемолитическую активность.

Гемолиз эритроцитов вызывают не все сапонины. Этим свойством не обладают сапонины солодки.

Сапонины токсичны для холоднокровных животных (рыбы, лягушки, круглые черви). Они нарушают функцию жабр, которые являются не только органом дыхания, но и регулятором солевого осмотического давления в организме. Сапонины парализуют или вызывают гибель холоднокровных животных даже в больших разведениях (1:1 000000).

Агликоны сапонинов для холоднокровных животных не токсичны.

Оценка качества сырья, содержащего сапонины. Методы анализа

text_fields
text_fields
arrow_upward

Наличие сапонинов в лекарственном растительном сырье можно установить при помощи качественных реакций, которые проводят непосредственно с сырьем или с водным извлечением из него.

Качественные реакции

Качественные реакции на сапонины основаны на их физических, химических и биологических свойствах.

Государственная фармакопея XI издания (вып. 2) рекомендует использовать качественные реакции для подтверждения подлинности для трех видов сырья.

  1. Корневища с корнями синюхи голубой. С водным извлечением проводят реакцию пенообразования, основанную на способности сапонинов снижать поверхностное натяжение жидкости (воды) и давать в отваре стойкую обильную пену после встряхивания.
  2. Корни аралии маньчжурской (а. высокой). Метанольное извлечение хроматографируют в тонком закрепленном слое силикагеля (на пластинках «Силуфол») в системе растворителей хлороформ-метанол-вода (61:32:7). В качестве свидетеля используют раствор сапарала. Хроматограмму проявляют 20 % раствором кислоты серной и нагревают в сушильном шкафу (t = 105 °C) в течение 10 мин. Появляются пятна вишневого цвета.
  3. Корни женьшеня.

а) Реакция с порошком корней женьшеня (на гликозиды). При нанесении кислоты серной концентрированной на порошок корней женьшеня через 1-2 минуты появляется кирпично-красное окрашивание, переходящее в красно-фиолетовое, а затем — в фиолетовое.

б) Наличие панаксозидов доказывают при помощи разделения извлечения из корней женьшеня в тонком слое силикагеля и последующего проявления полученной хроматограммы раствором кислоты фосфорно-вольфрамовой при нагревании. Панаксозиды проявляются в виде розовых пятен.

Kоличественноe определениe

Общих методов количественного определения сапонинов в лекарственном растительном сырье нет. Чаще всего используют методы:

  1. Потенциометрический метод. Метод основан на определении изменения электродвижущей силы (ЭДС) в результате титрования. Метод используется для определения суммы аралозидов в корнях аралии маньчжурской (а. высокой).

Этапы определения:

  • подготовительный;
  • экстракция аралозидов метиловым спиртом и их кислотный гидролиз;

  • очистка от сопутствующих веществ — осаждение кислоты олеаноловой в результате смены растворителя (разбавление спиртового извлечения водой и охлаждение);
  • растворение кислоты олеаноловой в горячей смеси метилового и изобутилового спиртов (1:1,5);
  • количественное определениетитрование раствором натрия гидроксида (0,1 моль/л) в смеси метилового спирта и бензола:

Точку эквивалентности определяют потенциометрически.

  1. Спектрофотометрический метод. Метод основан на способности сапонинов и их окрашенных комплексов поглощать монохроматический свет при определенной длине волны. Метод предложен для определения содержания сапонинов в следующих видах сырья:

а) корневища с корнями диоскореи ниппонской. Проводят кислотный гидролиз сапонинов с последующим проведением реакции свободного агликона (диосгенин) с реактивом (пара-диметиламинобензальдегид). Образуется окрашенный комплекс;

б) корни солодки. Проводят осаждение кислоты глицирризиновой концентрированным раствором аммиака. Осадок растворяют и определяют оптическую плотность полученного раствора.

  1. Гравиметрический метод — определение экстрактивных веществ. Метод основан на определении сухого остатка после высушивания суммы веществ, извлеченных из сырья соответствующим экстрагентом. Метод предложен для оценки качества сырья женьшеня, почечного чая, синюхи голубой, солодки.

В сырье астрагала шерстистоцветкового и заманихи высокой количественное содержание биологически активных веществ не определяют.

Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего сапонины

text_fields
text_fields
arrow_upward

Заготовку сырья, содержащего сапонины, проводят в период их максимального накопления по правилам заготовки гликозидсодержащего сырья. Особенностями заготовки и сушки являются:

  • корни солодки заготавливают с марта по ноябрь;
  • корни солодки, корневища с корнями диоскореи ниппонской, траву якорцев стелющихся допускается сушить на солнце.

Хранится сырье по общему списку, сроки хранения индивидуальны для каждого вида сырья. При переработке сапонинсодержащего сырья следует принимать меры предосторожности, поскольку при вдыхании возможно возникновение аллергических реакций.

Пути использования сырья, содержащего сапонины

text_fields
text_fields
arrow_upward

Лекарственное растительное сырье, содержащее сапонины, используется для получения разнообразных лекарственных форм и препаратов.

I. Экстемпоральные лекарственные формы (отпускают без рецепта врача, приказ МЗСР РФ № 587 от 13.09.05).

  1. Настои:
  • листья почечного чая;
  • трава астрагала шерстистоцветкового.
  1. Отвары:
  • корневища с корнями синюхи голубой;
  • корни солодки.
  1. Порошок корней солодки сложный.
  2. Сборы:
  • сбор отхаркивающий № 2;
  • сбор «Арфазетин» (входят корни аралии или корневища с корнями заманихи);
  • сборы мочегонные, противоязвенные и т.д.

II. Экстракционные (галеновые) препараты.

  1. Настойки:
  • женьшеня, биомассы женьшеня;
  • заманихи;
  • аралии.
  1. Экстракты:
  • сухой экстракт корней солодки;
  • густой экстракт корней солодки (входит в состав грудного эликсира).

III. Препараты, содержащие сумму сапонинов.

  1. «Сапарал» — сумма аммонийных солей аралозидов.
  2. «Полиспонин» — сумма сапонинов диоскореи ниппонской.
  3. «Трибуспонин» — сумма сапонинов якорцев стелющихся.
  4. IV. Препараты индивидуальных сапонинов.
  5. «Глицирам» — аммонийная соль глицирризиновой кислоты.
  6. «Глидеринина мазь» (глидеринин выделен из экстракта корней солодки).
  7. V. Полусинтетические препараты.
  8. «Кортизон» (гормон коры надпочечников) — получают на основе стероидного сапогенина диосгенина.
  9. VI. Комплексные препараты.
  10. «Амтерсол» (сироп, в состав входит экстракт корней солодки).
  11. Грудной эликсир.
  12. Настойка биоженьшеня с витаминами и минеральными солями.
  13. «Сафинор» (в состав входит сапарал).

VII. Препараты на основе других групп биологически активных веществ.

  1. «Ликвиритон» — спазмолитическое, противовоспалительное, антацидное средство.
  2. «Флакарбин» — спазмолитическое, противовоспалительное, капилляроукрепляющее средство.

Оба препарата получены на основе флавоноидов корней солодки. Применяются при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, а также при гиперацидных гастритах.

Сапонины используют также в пищевой промышленности, в технике (для изготовления огнетушителей), в парфюмерии (как мягкие моющие средства).

Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих сапонины

text_fields
text_fields
arrow_upward

Сапонины обладают широким спектром фармакологического действия.

  1. Гипохолестеринемическое и противосклеротическое действие. Сапонины обладают способностью снижать уровень холестерина в крови, что приводит к снижению склеротических изменений в кровеносных сосудах, уменьшению их ломкости и т.д. Действие характерно для стероидных сапонинов диоскореи ниппонской и якорцев стелющихся.
  2. Тонизирующее, стимулирующее, адаптогенное действие. Характерно для сапонинов женьшеня, заманихи высокой, аралии высокой. Их препараты применяют при переутомлении, усталости, гипотонии, как иммуномодуляторы.
  3. Отхаркивающее действие. Сапонины повышают секрецию желез верхних дыхательных путей. Это ведет к разжижению мокроты, что облегчает ее эвакуацию. Такое действие характерно для сапонинов солодки и синюхи голубой.
  4. Диуретическое действие характерно для сырья почечного чая и астрагала шерстистоцветкового, которые применяются при отеках сердечного происхождения.
  5. Легкое слабительное действие характерно для корней солодки.
  6. Кортикотропное действие (подобное действию кортизона и других гормонов коркового слоя надпочечников). Регулируется водно-солевой обмен, проявляется противовоспалительное и антиаллергическое действие. Характерно для сырья солодки, применяют при астме, экземе, дерматитах.
  7. Седативное действие характерно для сырья синюхи голубой.
  8. Гипотензивное действие при начальных стадиях сердечно-сосудистой недостаточности проявляют биологически активные вещества астрагала шерстистоцветкового.
  9. Противоязвенное действие проявляется у сбора, в состав которого входит сырье синюхи голубой и сушеницы топяной.

Иисус Христос объявил: Я есмь Путь, и Истина, и Жизнь. Кто же Он на самом деле ?

Жив ли Христос? Воскрес ли Христос из мертвых? Исследователи изучают факты