Краткие сведения о химическом составе лекарственных растений

Белки - являются основой протоплазмы, то есть содержимого всех живых клеток. Это высокомолекулярные азотсодержащие соединения, находящиеся в растениях главным образом в виде коллоидных растворов.

Начиная обзор химического состава лекарственных растений с белков, считаю необходимым прежде всего сказать об аминокислотах, первичных элементах, лежащих в основе многих белоксодержащих веществ этой группы. И в этом плане причина отнесения их к веществам первичного синтеза в одной из классификаций становится совершенно понятной. Итак.

Аминокислоты являются составной, а точнее, основной и даже основообразующей частью не только белков, но также ферментов, витаминов и других важных для человека органических соединений.

Простые белки состоят только из аминокислот, а сложные представляют собой соединения белка с веществами небелковой природы. В липопротеидах этим веществом являются жироподобные вещества - липоиды, в глюкопротеидах - какое-либо высокомолекулярное углеводное соединение, в нуклеопротеидах - нуклеиновая кислота. Аминокислоты активно участвуют в обменных процессах как растительного, так и животного организма. Часть аминокислот, необходимых человеку, синтезируется в его собственном организме, однако 10 незаменимых аминокислот организм самостоятельно синтезировать не может. Их источником служат белки животного и растительного происхождения. Наиболее ценны в этом отношении семена бобовых и масличных культур.

Сейчас большое внимание уделяется аминокислотам как биологически активным веществам, которые могут быть использованы в лечебной практике. Некоторые аминокислоты, такие, как глютаминовая кислота, ме-тионин, являются признанными лекарственными средствами для лечения нарушений обменных процессов. Однако получают их, как правило, синтетическим путем, а из растений не выделяют в силу нерентабельности такого способа производства.

Липиды - жиры, жирные масла и жироподобные вещества растительного происхождения, представляют собой смеси сложных эфиров высших жирных кислот и глицерина.

Причем в состав жиров могут входить как насыщенные (стеариновая, лауриновая, пальмитиновая), так и ненасыщенные (олеиновая, линолевая, линоленовая, ар-хидоновая) кислоты. Липиды представляют собой один из основных источников энергетических и обменных процессов живых клеток.

Жирные масла следует рассматривать как запасные вещества, накапливающиеся в основном в семенах и плодах растений. Свойства жирных масел определяются входящими в их состав жирными кислотами и их количественным соотношением. Некоторые из них - олеиновая, линолевая, линоленовая - в организме человека не образуются.

Жидкие растительные масла богаты ненасыщенными жирными кислотами, легко всасываются в кишечнике и способствуют, именно в силу своей ненасыщенности, связыванию и выведению холестерина из организма. Установлено, что у людей, пища которых включает в качестве жиров растительные масла - подсолнечное, хлопковое, оливковое и другие, - не бывает атеросклероза.

Как правило, в растениях содержится небольшое количество жирных масел (за исключением семян масличных культур). В медицинской практике растительные масла используют либо как лекарственные средства для внутреннего и наружного применения, либо как вспомогательные вещества при изготовлении различных лекарственных форм - масляных эмульсий и суспензий, мазей и суппозиториев, глазных капель и инъекционных растворов.

Углеводы - входят в состав клеток всех растений и животных, являясь неотъемлемой частью обмена веществ живого организма. Высушенные растения содержат углеводов до 70-80 % от массы.

Углеводы представляют собой органические вещества, состоящие из углерода и воды, содержащихся в строго определенных соотношениях. Простейшими углеводами являются моносахариды, например глюкоза, фруктоза, галактоза. Соединяясь между собой, они образуют более сложные по составу и нарастающие по массе соединения, которые называют олигосахаридами (сахароза, мальтоза, стахиоза). Высокомолекулярные углеводы называют полисахаридами (крахмал, клетчатка, инулин, пектин, камеди, слизи).

Углеводы - постоянные компоненты любого вида лекарственного растительного сырья. Моносахариды и олигосахариды имеют важное значение для протекающих в растениях биохимических процессов, а полисахариды выполняют структурообразующую функцию (клетчатка - главный строительный материал клеточной оболочки) или являются запасными веществами (крахмал, инулин).

Значительное количество растительного сырья заготавливается для получения того или иного класса углеводов - сахара, крахмала, пектина и камедей.

Широко используется углеводное лекарственное растительное сырье, содержащее слизи, - это корень алтея, семена льна, лист мать-и-мачехи, подорожника большого, а также препараты из этих растений - мукалтин, гранулы плантаглюцида, сок подорожника. Содержащиеся в сырье слизи оказывают мягчительное, обволакивающее действие, поэтому растительное лекарственное сырье и препараты на его основе применяют при кашле, раздражении верхних дыхательных путей, при воспалении желудочно-кишечного тракта.

Помимо слизей в некоторых растениях также содержатся пектиновые вещества и камеди.

Пектиновые вещества - это высокомолекулярные сахариды растительного происхождения, присутствующие в растениях преимущественно в виде протопектина, составляющего большей частью межклеточное вещество и первичные стенки молодых растительных клеток. Они предохраняют растения от высыхания, повышая засухо- и морозоустойчивость, влияют на прорастание семян. Пектиновые вещества склонны к набуханию, образуют вязкие растворы. Широко используются в кондитерском производстве, хлебопечении, сыроварении.

В медицинской практике пектины применяют для приготовления адсорбентов, то есть средств, способных поглощать различные вещества из газов или жидкостей, используемых для удаления вредных веществ и избытка газов из желудочно-кишечного тракта, особенно при отравлениях тяжелыми металлами - РЬ, Со, Си (свинцом, кобальтом, медью). Пектины обладают выраженной противоязвенной, противовоспалительной и гипотензивной активностью, иными словами, способностью понижать гидростатическое давление в сосудах, полых органах и полостях организма.

Камеди - продукты, выделяющиеся в виде вязких растворов из надрезов и трещин растений и по химической природе относящиеся к гетерополисахаридам.

Наиболее богаты камедями растения семейства бобовых. В медицине они также используются как стабилизаторы суспензий и эмульсий.

Гликозиды - соединения глюкозы и других Сахаров с несахаристой частью, называемой агликоном. Несахаристой частью могут быть разнообразные органические соединения, которые в основном-то и определяют лечебные свойства гликозидов и растительного сырья.

Среди них различают следующие основные группы.

Сердечные гликозиды - оказывают избирательное Действие на сердечную мышцу и применяется при лечении заболеваний сердца. К растениям, содержащимсердечные гликозиды, нужно относиться осторожно - они ядовиты и могут вызвать отравление.

Антрагликозиды - широко распространены в растительном мире и используются преимущественно как слабительные средства. Некоторые оказывают нефролитическое - почечное действие, способствуя растворению и выведению фосфатов, уратов и других солей при почечнокаменной болезни.

Сапонины получили свое название за способность при растворении давать пену (заро - по-латыни "мыло"). Растения, содержащие сапонины, обладают разнообразным лечебным действием - мягчительным и отхаркивающим, мочегонным, успокаивающим, стимулирующим и тонизирующим.

Гликозиды-горечи являются природными стимуляторами секреторной деятельности желудка и способствуют процессам пищеварения. Они горькие и широко используются в качестве лекарственных средств, возбуждающих аппетит и улучшающих пищеварение.

Тиогликозиды характеризуются жгучим вкусом, раздражающим действием на слизистые оболочки и антимикробным действием, что в значительной мере обусловлено наличием в агликонах серы. Тиогликозиды содержатся в хрене, горчице, редьке.

Фенольные соединения. Фенол - карболка, или карболовая кислота, ядовитое вещество, с которым следует обращаться предельно осторожно. В то же время его производные, встречающиеся в растениях, не только малотоксичны, но и полезны для профилактики и лечения некоторых заболеваний.

К производным фенола относятся кумарины, обусловливающие у ряда растений запах свежего сена. В медицине они находят применение как вещества, снимающие спазмы и расширяющие кровеносные сосуды.

Среди фенольных соединений наиболее широко распространены флавоноиды, которые обусловливают мно- гообразную окраску цветков - по-латыни "флава", отсюда и название, плодов. Флавоноиды соединения проявляют высокую Р-витаминную активность - обладают антигипоксическим, гипогликемическим, желчегонным, противовоспалительным, гипотензивным (сосудорасширяющим), сосудоукрепляющим и другими видами фармакологического действия.

К фенольным соединениям относятся танины, или дубильные вещества. Свое название они получили за вяжущий вкус и способность вызывать дубление - превращать невыделанную шкуру в кожу. Растения, содержащие дубильные вещества, в медицинской практике широко применяют как вяжущие, противовоспалительные, антисептические, гемостатические, антигипоксические средства, а при отравлении алкалоидами, солями тяжелых металлов зачастую используются как антидот - противоядие.

Алкалоиды - группа очень важных азотсодержащих органических соединений щелочного характера. Последнее обстоятельство настолько удивило химиков XIX века, полагавших, что растения вырабатывают только кислые соки, животные же - щелочные соединения, что они и назвали всю группу этих соединений "алкалоидами", что значит "щелочеподобные".

Алкалоиды содержатся главные образом в цветковых растениях, накапливаясь в различных частях этих растений.

Известно около 5 000 различных алкалоидов. Это все вещества высокой физиологической активности, мно- гие ядовиты. Из растений получают высокоэффективные препараты узконаправленного и широкого спектра лечебного действия.

Органические кислоты наряду с белками, жирами и углеводами являются наиболее распространенными соединениями растительного происхождения и играют важную роль в биохимических процессах обмена веществ в растительных клетках. Они могут присутствовать в растениях в свободном состоянии или в виде солей, эфиров и других соединений.

Растворимые органические кислоты определяют особый вкус фруктов, ягод и листьев растений (яблочная, лимонная, щавелевая), а летучие - запах (муравьиная, масляная, уксусная, бензойная, салициловая, галловая, коричная, кумаровая, хлорогеновая, кофейная, хинная и др.)

Некоторые органические кислоты, например бензойная, обладают антисептическим действием и предохраняют плоды, в которых они находятся, от гниения (клюква, брусника). Другие, как, например, часто встречающаяся в растительном сырье аскорбиновая кислота, оказывают витаминизирующее действие. Ряд органических кислот обладает биологической активностью (лимонная, аскорбиновая, никотиновая и др.).

Наиболее часто встречаются в растениях кислоты муравьиная (яблоки, малина), уксусная (различные плоды, зерна пшеницы, кукурузы), масляная, молочная, щавелевая, янтарная, яблочная, винная, лимонная, аскорбиновая, никотиновая. В большинстве своем эти кислоты хорошо растворяются в холодной воде и легко переходят в вытяжки, обусловливая их слабовыраженную кислотную реакцию.

Роль органических кислот в жизнедеятельности человека велика, поскольку они являются связующим звеном обмена углеводов и аминокислот, они поддерживают кислотно-щелочное равновесие в организме, входят .в состав клеточных гормонов - простагландидов, некоторые предупреждают развитие атеросклероза.

Эфирные масла - это душистые вещества, придающие специфический запах растениям. Им свойственна летучесть и "маслянистая" консистенция.

Сходство эфирных масел с жирами условно, поскольку образуемые ими "маслянистые" пятна, в отличие от пятен жирных масел, быстро исчезают. В химическом отношении масла эфирные не имеют ничего общего с жирными. Но, несмотря на свою неточность, термин "эфирные масла", появившийся еще в середине XVIII века, до сих пор существует во всем мире. Эфирные масла - это сложные смеси различных органических соединений, основную группу которых составляют терпеноиды и ароматические соединения.

Лечебный эффект эфирномасличных растений и выделенных из них эфирных масел зависит от химического состава и комбинации отдельных компонентов. Используемые как бактерицидные, ветрогонные, мочегонные, болеутоляющие, успокаивающие и отхаркивающие средства, эфирные масла применяют как внутрь, так и наружно; широко используют для приготовления ингаляций, ароматных ванн.

Смолы, подобно эфирным маслам, являются смесью различных органических соединений, как правило, обладающих запахом. В растениях они часто присутствуют вместе с эфирными маслами. И действие их также совместно. Например, смолистые вещества березовых почек вместе с эфирными маслами оказывают антисептическое действие.

Фитонциды - это вещества разнообразной химической природы, обладающие способностью останавливать развитие и убивать грибы, те или иные вредные простейшие и многоклеточные организмы.

Фитонциды важны и для самих растений, они способствуют их естественной невосприимчивости к заразным болезням. А для человека эти вещества целебны, спектр их противомикробного действия очень широк. Они губительно действуют на вирусы гриппа, возбудителей дизентерии, туберкулеза и других болезней, ускоряют заживление ран, регулируют секреторную функцию желудочно-кишечного тракта, стимулируют сердечную деятельность, поддерживают биологическую стабильность, очищают воздух.

Кумарины обладают антикоагулянтным (противодействующим свертыванию крови действием), спазмолитическим (расслабляющим мускулатуру и, как следствие, обезболивающим), фотосенсибилизирующим (активизирующим восприимчивость к действию ультрафиолета) и противоопухолевым свойствами. Они часто встречаются в растениях семейства зонтичных, рутовых, бобовых, пасленовых, сложноцветных, конско-каштановых. Концентрируются главным образом в плодах, цветках, корнях и коре, реже в траве и листьях.

Ферменты - это специфические биологические катализаторы, ускорители биохимических реакций, которые широко функционируют в растительном и животном мире.

Макро- и микроэлементы являются составной частью растительных и животных клеток и тканей. Они способствуют активизации биохимических процессов, повышают защитные функции организма в целом.

Химические элементы, находящиеся в растениях, чаще всего связаны с биологически активными веществами органической природы - ферментами, витаминами, гормонами и другими. Поэтому "живые" растительные макро- и микроэлементы так полезны для человека.

Пигменты - это вещества, обеспечивающие яркую окраску растений. Во всех листьях и травах имеется зеленый хлорофилл, а также красный и желтый каротин, ксантофилл и флавоноиды, в цветках - антоцианы и другие пигменты. Пигменты часто относят к активным веществам.

Минеральные вещества в небольшом количестве присутствуют во всех клетках в растворенном состоянии и часто выкристаллизовываются, например, в виде оксалата кальция. Минеральные вещества в растительном сырье определяются процентным содержанием золы общей и золы, не растворимой в 10-процентной соляной кислоте.

По количественному содержанию в растениях их делят на макро- и микроэлементы; макроэлементы: К, Са, Mg, Nа, S, Р, Si, Fе; микроэлементы - содержание которых не превышает пх10~3 % (то есть тысячные и меньше доли процента): Сu, Zп, Со, Мg, Мо, Ni, Аg, Аl, Аs и другие.

Накопление микроэлементов в растениях нередко избирательно: в одних и тех же почвенных условиях произрастают разные виды растений, а концентрировать, то есть накапливать в себе, те или иные микроэлементы способны только некоторые из них. В отношении медицинского значения выяснено, что ряд заболеваний связан с недостатком в организме того или иного микроэлемента. Наибольшее значение придается таким микроэлементам, как Сu, Мn, Со, Zп, Ni, Мо, то есть элементам, участвующим в окислительно-восстановительных ферментных процессах, происходящих в человеческом организме. Некоторые элементы имеют лечебное значение. Так, йод издавна применяется при лечении тиреотоксикоза - заболевании щитовидной железы, железо - при анемиях - заболеваниях крови, а кобальт с недавнего времени используется при лечении лейкоцитоза. При этом в отношении Мn и Fе известно, что они имеют противовоспалительные свойства. Препараты из лекарственных растений, применяемые как кровоостанавливающие, наряду с витамином К имеют повышенное содержание Са и Fе. Это вполне естественно, поскольку, входя в состав витаминов, ферментов и других активных металло-органических соединений, эти вещества оказывают каталитическое, то есть ускоряющее действие на регенеративную (восстановительную) функцию организма.

БЕЗ НИХ НЕТ ЖИЗНИ

Витамины являются важнейшими широко известными специфически действующими лекарственными средствами, необходимыми для питания человека и животных, проявляющее свое действие в малых дозах. По химическому составу это весьма разнообразные соединения, объединяемые только по биологической роли и физиологическому воздействию на организм.

Существование витаминов было предсказано еще в 1880 году, когда русский ученый Николай Лунин опытным путем доказал, что в молоке помимо питательных компонентов находятся еще какие-то, неизвестные науке, жизненно необходимые вещества. Однако идеи о неведомых в то время соединениях и раньше высказывались врачами, наблюдавшими течение различных авитаминозов. Классический пример - цинга, свирепствовавшая в те времена в северных регионах. Казалось бы, люди там в достатке потребляли жиры, белки и углеводы, но тем не менее уже к середине зимы у них развивались многочисленные болезненные явления. Сначала головокружение, вялость, быстрая утомляемость, затем набухание и кровоточивость десен, дурной запах изо рта, расшатывание и выпадение зубов. И уже в завершение, как наиболее характерные признаки цинги, появлялись точечные кровоизлияния на коже, на голенях, бедрах и ягодицах ярко-красного цвета, переходящего со временем в сине-черный. Наряду с этим отмечались кровоизлияния в органы, суставы и полости тела - чаще всего в плевральную полость. Расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта, вызванное понижением содержания соляной кислоты в желудочном соке, выражалось крайне плохим пищеварением, запорами, переходящими в поносы кровянистого характера. Неизбежным следствием этого становилось резкое снижение сопротивляемости человека к инфекционным заболеваниям, замедленное заживление ран и переломов.

Однако стоило северянам при том же питании запастись по осени квашеной капустой или сушеной крапивой, в которых почти нет ни питательных веществ, ни калорий, как цинга, которая по-латыни произносится "скорбут", отступала. А все потому, что в капусте, даже совершенно прокисшей, много противоцинготного, то есть противоскорбутного, антискорбутного, или же, еще проще, аскорбинового, витамина - соединения, по химическому составу относящегося к классу органических кислот. Так и появилось хорошо знакомое нам название - аскорбиновая кислота.

В 1912 году польский исследователь Казимеж Функ выделил витамины в чистом виде. Он же и ввел термин "витамин". С тех пор ученые продолжают находить все новые и новые соединения, относимые к этому классу. Сейчас известно несколько десятков таких веществ, 21 из них синтезируется и применяется в лечебных Целях.

Что же представляют собой витамины? Витамины (от латинского vita - "жизнь") - сложные биоорганические соединения и, как мы знаем, по определению

Н.И. Лунина, совершенно необходимые в малых количествах для нормальной жизнедеятельности живых организмов. От других незаменимых органических веществ витамины отличаются тем, что:

а) не являются источником энергии;

б) не используются организмом в качестве "строительного материала".

Интересно, что бактерии способны сами синтезировать практически все витамины и не зависят от их поступления извне, тогда как венец природы, человек, в этом плане одно из наиболее уязвимых существ. Хотя, надо заметить, ряд витаминов все-таки синтезируется в человеческом организме, но не им самим, а микрофлорой его кишечника, то есть опять-таки бактериями.

Классифицируют витамины обычно по буквенной символике - присваивают витаминам букву латинского алфавита с присоединением (или без) цифры. Одновременно витамину дают название согласно его биологическому действию. Например, витамин В1 (антиневритный витамин, тиамин) излечивает заболевания нервной системы - полиневрит; витамин С (аскорбиновая кислота) предохраняет от цинги.

По химическому составу витамины весьма разнообразны, а следовательно, разнообразны их биологическая роль и физиологическое воздействие на организм человека.

По физико-химическим свойствам витамины делятся на три группы.

1. Жирорастворимые витамины - витамин А (ретинол), витамин В (кальциферолы), витамин Е (токоферолы), витамин К (нафтохиноны).

2. Водорастворимые витамины - витамин В( (тиамин), витамин В2 (рибофлавин), витамин В3 (пантотеновая кислота), витамин В6 (пиридоксин), витамин В12 (кобаламин), витамин Вс (фолиевая кислота), витамин РР (никотинамид), витамин Н (биотин), витамин С (аскорбиновая кислота), витамин Р (биофлавоноиды).

3. Витаминоподобные вещества - парааминобензойная кислота, витамин В15 (пангамовая кислота), инозит, коэнзим 0, (убихинон), витамин II, липоевая кислота, холин.

Обычно существует несколько форм одного и того же витамина, например витамины В2, В3 и В4. Установлено, что действие водорастворимых витаминов и некоторых витаминоподобных веществ связано с тем, что они являются коферментами, или, иными словами, предшественниками ферментов.

Фермент (от латинского fermentum- "закваска") - это вещество белковой природы, по своим физико-химическим свойствам являющееся катализатором - ускорителем большинства биохимических реакций. Многие окислительно-восстановительные реакции по энергетическим причинам без участия ферментов-катализаторов либо протекают очень медленно, либо не протекают совсем. Ферменты увеличивают скорость реакций в организме человека в тысячи и даже миллионы раз.

Ферменты значительно понижают энергетический барьер реакций, уменьшая таким образом уровень необходимой для активации энергии.

Как и прочие катализаторы, ферменты, воздействуя на скорость протекания химических реакций, сами не расходуются. Это можно представить в виде формул:

А+Ф>(АФ), (АФ) + Б > АБ + Ф, где Аи Б - исходные вещества, Ф - фермент, (АФ) - временный фермент - субстратный комплекс, АБ - продукт реакции (синтезированное вещество).

Таким образом, ферменты - это органические соединения высокой биологической активности, основное свойство которых - ускорение химических реакций, протекающих в органах, тканях и клетках организма, а витамины - строительный материал для ферментов. Значит, витамины необходимы для обеспечения нормального протекания обмена веществ. Они увеличивают функциональные возможности основных систем организма, стимулируют наши защитные функции, повышая устойчивость к болезням и неблагоприятным факторам внешней среды (ионизирующей радиации, воздействию вредных химических веществ и т. п.).

Сейчас уже хорошо известно, что в большинстве растительных пищевых продуктов содержатся не витамины, а провитамины, то есть вещества, которые при благоприятных условиях превращаются в соответствующие витамины. Это, например, каротин, содержащийся в моркови, тыкве, петрушке и других продуктах и "перевоплощающийся" в витамин А.

Суточная потребность человека в витаминах незначительна, она выражается в миллиграммах. Меньше всего требуется витамина В12 - 0,003 мг/сут, а больше всего - витамина С - 75 мг/сут. Недостаток или полное отсутствие витаминов в пище приводит к развитию гиповитаминозов и авитаминозов. И поскольку роль витаминов чрезвычайно велика, было бы неплохо иметь ясное представление об этих биологических стимуляторах.

Различают полную (авитаминоз) и частичную (гиповитаминоз) витаминную недостаточность. При частичной витаминной недостаточности отмечаются почти все симптомы авитаминоза, только в сглаженной форме. Это и повышенная утомляемость, и мышечная слабость, и расстройства нервной системы, желудочно-кишечного тракта, зрения и других органов и систем. Обычно гиповитаминозы слабо выражены и носят скрытый характер, коварно способствуя развитию стрессовых состояний и неврозов.

И в этих условиях витаминные препараты из лекарственных растений как нельзя лучше подходят для пополнения витаминного запаса организма. Натуральные витаминные препараты также часто применяются с целью повышения работоспособности, а также для предохранения клеточных мембран и внутриклеточного жира от окисления (отдельные витамины обладают антиокислительными, или, как их еще называют, антиоксидантными, свойствами), что помогает ослабить вредное воздействие, например, токсичных лекарственных препаратов, неблагоприятной окружающей среды.

В наибольшей степени обладают такими свойствами витамины С, Е, А и Р, способные противостоять радиации и действию канцерогенов, что дает нам возможность хотя бы частично проводить профилактику злокачественных опухолей.

Как известно, витамины необходимы для нормального развития растущего организма. Недостаток их ведет к замедлению роста, болезням. Но не менее важна и другая перспектива использования витаминных фитосборов, связанная с их способностью замедлять процессы старения.

Хорошо известно, что продолжительность жизни каждого человека генетически запрограммирована и дольше, чем отпущено "программой", он прожить не может. Однако суммарное накопление повреждений в организме, причем наибольшее значение в этом плане имеет повреждение молекул ДНК, определяющих генетические - наследственные - свойства клеток, отрицательные факторы окружающей среды, вызывающие преждевременное старение, могут существенно укоротить и без того не слишком долгий срок человеческой Жизни.

Учеными было высказано предположение, что нетоксичные химические соединения, которые смогут нейтрализовать эти негативные воздействия, позволят человеку не стариться раньше времени, а значит, продлят жизнь человека, по крайней мере до изначально заложенного количества лет. Способными это сделать оказались антиоксиданты. Для нас такое решение проблемы более чем приемлемо, поскольку неиссякаемый источник антиоксидантов, да и многих других биологически активных веществ, - это дикорастущие лекарственные и пищевые растения, о которых и пойдет речь в следующей части этой книги. А пока давайте разберемся с каждым из витаминов индивидуально.

Жирорастворимые витамины