Глава 2. Общая характеристика основных групп биологически активных веществ лекарственных растений
2.1. Полисахариды
Понятие. Полисахариды — это высокомолекулярные продукты конденсации более пяти моносахаридов и их производных, связанных друг с другом О-гликозидными связями, и образующие линейные или разветвленные цепи.
Молекулярная масса полисахаридов колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов единиц. В составе полисахаридов обнаружено свыше 20 различных видов моносахаридов и их производных, наиболее часто встречаются: из гексоз — D-глюкоза, D-галактоза, L-фруктоза, D-манноза; из пентоз — D-ксилоза, L-арабиноза; из дезоксисахаров — L-рамноза, D-фукоза; из продуктов восстановления D-маннозы — спирт маннит; из продуктов окисления моносахаридов — D-глюкуроновая, D-маннуроновая, D-галактуроновая, D-гулуроновая кислоты.
Моносахариды и их производные входят в состав полисахаридов в пиранозной, реже фуранозной форме. Образование О-гликозидной связи происходит за счет полуацетального (гликозидного) гидроксила одного моносахарида и водорода гидроксильной группы другого моносахарида.
Классификация. Полисахариды делят на два типа: гомополисахариды (гомополимеры) и гетерополисахариды (гетерополимеры). Гомополисахариды построены из моносахаридных единиц (мономеров) одного типа (например, крахмал, клетчатка, гликоген, хитин), а гетерополисахариды — из остатков различных моносахаридов и их производных (например, гемицеллюлозы, инулин, пектиновые вещества, слизи и камеди).
Полисахариды можно классифицировать по функции (запасные, структурные, защитные), по происхождению (фитополисахариды, зоополисахариды, полисахариды микроорганизмов), по кислотности (нейтральные и кислые), по характеру скелета (линейные и разветвленные).
Биологическая роль. Подвергаясь окислительным превращениям, полисахариды обеспечивают все живые клетки энергией. Они входят в состав клеточных оболочек и других структур, участвуют в защитных реакциях организма.
Физические свойства. Полисахариды — это большей частью аморфные вещества, нерастворимые в неполярных растворителях и спирте; растворимость в воде разнообразна: амилоза, гликоген, пектин, агар-агар, слизи растворимы в воде с образованием коллоидных растворов или гелей, а целлюлоза, хитин, некоторые камеди в воде нерастворимы.
Химические свойства. Полисахариды подвергаются кислотному и ферментативному гидролизу с образованием моно- или олигосахаридов.
Для извлечения полисахаридов из природного сырья используют горячую или холодную воду, растворы кислот или щелочей.
Качественный и количественный анализ. Методы качественного и количественного анализа основаны на физико-химических свойствах полисахаридов. Количественное содержание полисахаридов в растительном сырье, как правило, определяют гравиметрическим методом.
Особенности заготовки, сушки, хранения. Собирают лекарственное растительное сырье, содержащее полисахариды, в период максимального накопления действующих веществ. Надземные части растений заготавливают только в сухую погоду. Подземные органы, содержащие слизь, обычно не моют, но иногда снимают пробку (корни алтея). Сушка предпочтительна искусственная, при температуре 50–60 °С. Хранят сырье в сухом, прохладном (10–15 °С) помещении, оберегая от амбарных вредителей. При увлажнении сырье отсыревает, плесневеет, прокисает, темнеет, поражается микроорганизмами.
Фармакологические свойства. Полисахариды и их производные обладают способностью пролонгировать действие лекарств и иммунологической активностью, оказывают противовоспалительное, обволакивающее и ранозаживляющее действие.
Распространение в природе и применение в медицине. К растительным полисахаридам, или фитополисахаридам, относятся целлюлоза, инулин, крахмал, слизи, камеди, пектиновые вещества.
Целлюлоза (клетчатка) — полисахарид, составляющий основную массу клеточных стенок растений. Молекула клетчатки у разных растений содержит от 1400 до 10 000 остатков глюкозы, которые соединены между собой β-1,4-гликозидными связями в линейные цепи.
В медицине используется вата — Gossypium (волоски семян видов рода хлопчатник — Gossypium L. из семейства мальвовых — Malvaceae), более чем на 95 % состоящая из клетчатки. Вата является исходным материалом для получения коллодия и различных производных целлюлозы, находящих широкое применение в качестве вспомогательных веществ при изготовлении разных лекарственных форм.
В технике из целлюлозы производят бумагу, целлофан, сорбенты, взрывчатые вещества и др.
Инулин — высокомолекулярный углевод, растворимый в воде; из водных растворов осаждается спиртом. Количество остатков фруктозы, связанных в молекуле инулина гликозидными связями между 1-м и 2-м углеродными атомами, предположительно равно 34. Макромолекулы линейны и оканчиваются α-D-глюкопиранозным остатком. Инулин в больших количествах содержится в подземных органах растений семейства Asteraceae как запасающий полисахарид.
Для обнаружения инулина в лекарственном сырье используется реакция Молиша: при нанесении одной капли 20 % спиртового раствора α-нафтола и одной капли концентрированной серной кислоты с течением времени появляется розово-фиолетовое окрашивание.
Из растений, содержащих инулин, получают D-фруктозу. В настоящее время сырье, богатое инулином (корни цикория, клубни топинамбура), широко используется в составе различных пищевых добавок, применяемых при заболевании диабетом.
Крахмал не является химически индивидуальным веществом. Углеводная часть крахмала состоит из двух полисахаридов: амилозы и амилопектина.