Глава 1 Роль фитоэстрогенов в жизни человека

Курсовая работа

по дисциплине органическая химия

на тему: Обнаружение некоторых фитоэстрогенов

в растительных объектах

Исполнитель:

Солдатова Кристина Андреевна

2 курс, 4 группа

Руководитель:

Сафонова Ирина Александровна

кандидат фармацевтических наук, доцент

Дата сдачи (защиты) курсовой работы____________

Оценка____________

Подпись руководителя____________

Курск-2017г.

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

Глава 1 Роль фитоэстрогенов в жизни человека................…………...……..5

1.1 Основные источники фитоэстрогенов ……………….…………..…..5

1.2 Польза и вред ……………………….………………………..……..9

Глава 2 Химическая характеристика фитоэстрогенов…..……..……….12

2.1 Изофлавоны – производные флавона………………………..…….13

2.2 Куместаны – природные кумарины…………………………..…..….17

2.3 Лигнаны – природные фенольные соединения……………….....….23

Глава 3 Экспериментальная часть…………………………………………..25

3.1 Характеристика и подготовка к работе исследуемых объектов…...25

3.2 Извлечение и фракционирование кумаринов из растительного

сырья………………………………………………………………………27

3.3 Качественное обнаружение кумаринов в полученных

извлечениях……………………………………………………………….31

Заключение……………………………………………………………...………35

Список литературы……………………………………………………...……..36

Введение

Органическая химия имеет исключительно важное научное и практическое значение, поэтому стала крупнейшим и наиболее важным разделом современной химии. Органическая химия является химическим фундаментом биологической химии и молекулярной биологии - наук, изучающих процессы, происходящие в клетках организмов на молекулярном уровне. Исследования в этой области позволяют глубже понять суть явлений живой природы.

В составе многих лекарственных средств, пищевых добавок и косметической продукции встречаются ингредиенты, называемые фитоэстрогенами. История применения растений, содержащих фитоэстрогены, по своей протяженности сравнима с историей фитотерапии, а значит и медицины как таковой. Масса растений, находящих свое упоминание в древних трактатах, − шалфей, солодка, анис, душица и другие, − содержат флавоноиды, обладающие свойствами фитоэстрогенов.

История научного интереса к фитоэстрогенам начинается примерно с 30-х годов прошлого века, когда появились первые сообщения об изменениях эструса у самок некоторых животных, избирательно поедающих некоторые виды растений. Известна так называемая «клеверная болезнь», впервые описанная у овец в Австралии, преимущественно питавшихся клевером. В результате чего страдала их плодовитость.

Предположения о влиянии растений подтвердились в эксперименте на животных. Позднее путем химического анализа было установлено, что гормональная активность растений связана с наличием в их составе веществ, близких по строению к эстрадиолу. В связи с этим гормоноактивные вещества получили название фитоэстрогенов. Далее, после появления сообщений о том, что у сборщиц хмеля происходят нарушения менструального цикла вплоть до временной аменореи, было выдвинуто предположение о похожем влиянии и на человеческий организм.
Другой факт касается разведения гепардов в питомниках, куда животные помещались для восстановления исчезающей популяции. Получая питание вне естественной среды обитания из рук человека, животные демонстрировали нарушение фертильности. Анализ диетических особенностей выявил избыточное содержание соевых продуктов. После устранения «соевого перекоса» положение выправилось.

В настоящее время список растительных веществ, обладающих свойствами фитоэстрогенов продолжает пополняться. Уточняются данные о закономерности фармакологии данной группы веществ. Однако методики определения количества и качества фитоэстрогенов в отдельных средах организма, разнообразном растительном сырье и готовых препаратах не детализированы.

Цель данной курсовой работы заключается в сборе, систематизации и анализе современных литературных данных о фитоэстрогенах, апробации отдельных методик выделения и идентификации некоторых групп фитоэстрогенов на объектах с установленным присутствием данной группы и объекте с неизвестным химическим составом.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

· ознакомиться с основными источниками получения фитоэстрогенов;

· определить, какова роль фитоэстрогенов в медицине и фармации;

· изучить классификацию природных эстрогенов с химической точки зрения, а также их структуру и характерные свойства;

· провести исследование растительных объектов (листьев пузыреплодника калинолистного) на наличие некоторых видов фитоэстрогенов.

Польза и вред

Фитоэстрогены многие считают естественной альтернативой заместительной гормональной терапии, и доступные без рецепта БАДы с фитоэстрогенами принимают без оглядки.

Однако вопрос о соотношении потенциальной пользы и вреда этих природных полифенолов для здоровья человека остается в центре научных дискуссий и является темой многочисленных исследований.

Причем ответ, скорее всего, может зависеть от возраста, состояния здоровья и даже наличия или отсутствия специфических компонентов кишечной микрофлоры (так как поглощение и метаболизм лигнанов зависит от активности кишечных бактерий).

На сегодняшний день лучше всего изучены изофлавоны сои и красного клевера, которые, кроме гормоноподобного действия, оказывают мощное антиоксидантное воздействие на организм.

Существует ряд доказательств, что польза фитоэстрогенов заключается в том, что они способны:

· облегчить такие симптомы менопаузы, как климактерические приливы, вагинальная атрофия, снижение когнитивных функций;

· предотвратить или существенно замедлить развитие остеопороза, чреватого повышенной хрупкостью костей;

· снизить содержание холестерина ЛПНП в крови;

· оказывать нейропротекторное действие при развитии деменции у женщин в постменопаузе;

· уменьшить риск рака молочной железы у женщин в возрасте старше 50-55 лет на фоне дефицита эндогенных половых гормонов;

· снизить вероятность возникновения рака эндометрия у женщин;

· уменьшить угрозу развития сердечно-сосудистых заболеваний;

· остановить прогрессирование атеросклероза.

С другой стороны, отрицательные эффекты фитоэстрогенов, в частности, нарушения в области женских репродуктивных функций, тоже не остались без внимания.

Считается, что вред фитоэстрогенов может состоять:

· в негативных последствиях для фертильности молодых женщин;

· в развитии патологий яичников, в частности, их поликистоза;

· в стимулировании изофлавонами и лигнанами образования злокачественных опухолей молочной железы;

· в усугублении когнитивных расстройств у женщин в период постменопаузы, особенно на фоне проблем со щитовидной железой.

Также потенциальный вред фитоэстрогенов усматривают в том, что многие из них содержат соли фитиновой кислоты (фитаты), которые связывают поступающий с пищей цинк и снижают его абсорбцию в организме. Данный фактор способен негативно отразиться на функциях ЖКТ и почек, ухудшить состояние костных тканей, мышц и дермы, снизить общий иммунитет.

Часть фитоэстрогенов сои блокируют ферменты, необходимые для расщепления белковой пищи на незаменимые аминокислоты. А генистеин ингибирует переносящий глюкозу фермент GLUT-1, что может снизить усвоение не только глюкозы, но и аскорбиновой кислоты (витамина С), которая, как известно, не синтезируется в организме.

Как показали несколько исследований in vitro, фитоэстроген куместрол (при определенных количествах) проявляет генотоксичность и способен индуцировать образование лимфобластоидных клеток.

Изофлавоны проникают через плацентарный барьер. Эксперименты на животных продемонстрировали ряд эпигенетических модификаций органов репродуктивной системы, возникших под воздействием данных фитоэстрогенов во время внутриутробного развития.

Частичным подтверждением этому может служить сообщение Journal of Pediatrics о том, что при обследовании младенцев мужского пола, находившихся на искусственном вскармливании на основе соевого молока, обнаружили тенденцию к тестулярной атрофии (уменьшению яичек).

Поэтому необходимо дальнейшее всестороннее изучение этих веществ, и делать окончательные выводы рано.

Рис. 1 Пузыреплодник калинолистный - Physocarpus opulifolius L.

Рис. 2. Установка обратного холодильника

Извлечение фильтровали в горячем виде (рис. 3) и к фильтрату добавляли по каплям при постоянном перемешивании 10%-ный раствор свинца ацетата (рис. 4).

Рис. 3. Процесс фильтрования

При этом большая часть веществ фенольного характера, обладающая способностью к азосочетанию, осаждалась. Еще горячую массу переносили на фильтр, отделяли осадок солей свинца и промывали осадок 3 мл спирта. К охлажденному фильтрату прибавляли 5 мл воды.

Рис. 4. Осаждение солей свинца

Для дальнейшей очистки фильтрат помещали в делительную воронку вместимостью 100 мл, приливали 20 мл хлороформа и встряхивали. Отделили нижний хлороформный слой. (Рис. 5).

Рис. 5. Процесс отделения нижнего хлороформного слоя

Хлороформ отгоняли под вакуумом, а остаток в колбе растворили в 6 мл 95 %-ногоспирта. Этот раствор использовали для дальнейшего анализа.

Рис. 6.Качественная реакция с гидроксидом калия

После прибавления 0,1 мл диазореактива раствор окрашивался в желто-оранжевый цвет (Рис. 7).

Рис. 7. Реакция образования азокрасителя

К 3-5 мл спиртового извлечения из травы клевера лугового добавляли 10 капель раствора калия едкого в метиловом спирте 10% и нагревали в течение 5 минут на водяной бане. Также как и в предыдущем случае появлялась желтая окраска. Реакция образования азокрасителя дала положительный результат – появление желто-оранжевой окраски.

Рис. 8. Схема тонкослойной хроматограммы кумаринов хлороформного извлечения листьев пузыреплодника калинолистного в системе этилацетат – бензол (1:2)

Обозначения:

1–хлороформное извлечение листьев пузыреплодника калинолистного;

К – 0,05% этанольный раствор кумарина;

С – 0,05% этанольный раствор скополомина;

Э₁ – 0,05% этанольный раствор эскулина;

Э– 0,05% этанольный раствор эскулетина;

У– 0,05% этанольный раствор умбеллиферона;

Г– 0,05% этанольный раствор герниарина.

Таблица 1 Результаты хроматографического определения кумаринов в листьях пузыреплодника калинолистного

Rf в системе1	Цвет пятна в УФ-свете	После проявления азокрасителем	Кумарины стандарты	Исследуемое извлечение
0,24	Голубой	Оранжевый	Скополетин	-
0,35	Голубой	Оранжевый	---------	+
0,41	Голубой	Желтый	Умбелиферон	-
0,49	Голубой	Оранжевый	Эскулин	+
0,56	Фиолетовый	Оранжевый	Герниарин	+
0,70	Гол.-зеленый	Оранжевый	Эскулетин	+
0,81	Фиолетовый	Кирпично-красный	---------	+
0,84	-------	Кирпично-красный	Кумарин	-

Заключение

Совокупность биологических эффектов фитоэстрогенов позволяет предположить, что эти вещества могут быть реальной альтернативой гормонально заместительной терапии в условиях эстрогенной недостаточности. Несмотря на доказанную активность, фитоэстрогенные препараты на фармацевтическом рынке представлены весьма скромно.

Доказано, что полностью заменить естественные эстрогены такие вещества, конечно же, не смогут, но они способны существенно улучшить самочувствие в различных случаях. Фитоэстрогены предотвращают развитие недугов сердечнососудистой системы, предупреждают вымывание кальция из костей. Также замедляется старение кожи, нормализуются процессы обмена в дерме, предотвращаются ее повышенная сухость и сморщивание.

Поэтому поиск новых источников природных эстрогенов, а также дальнейшие исследования в данной области являются актуальной задачей в области органической химии и фармакогнозии.

В результате исследования:

· мы ознакомились с основными источниками получения фитоэстрогенов;

· определили, какова роль фитоэстрогенов в медицине и фармации;

· изучили классификацию природных эстрогенов с химической точки зрения, а также их структуру и характерные свойства;

· доказали присутсвие кумаринов в траве клевера лугового с ранее изученным химическим составом, предварительно произведя экстракцию, а затем ряд качественных реакций;

· исследовали листья пузыреплодника калинолистного на наличие кумаринов, качественный анализ на который и ТСХ дали положительный результат.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что исследованный объект пузыреплодник калинолистный является перспективным источником кумаринов и возможно других фитоэстрогенов в плане создания лекарственных средств на его основе.

Список литературы

1. Аносова, О.Г. Фармакогнозия. Атлас : учеб.пособие : в 2 т. / И.А. Самылина, О.Г. Аносова. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. – 192 с.

2. Булгакова Н.Ф. Изучение влияния различных фитоэстрогенов/ Булгакова Н.Ф.//Ветеринария. Реферативный журнал.-2009.-№ 3. -С. 605.

3. Иванова Е.А. Изофлавоны в соевых продуктах питания/ Е.А. Иванова// Пищевая и перерабатывающая промышленность. Реферативный журнал. -2002. -№ 2. -С. 453.

4. Изучение фенольных соединений листьев пузыреплодника калинолистного методом ВЭЖХ/ Сафонова И.А., Яцюк В.Я., Кузьминова А.В.// Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье". -2009. -№ 4.- С. 127-132.

5. К исследованию биологически активных лигнанов найстойки и семн лимонника китайского/ Е. Н. Жукович, С.Ю. Бокарева, Л.А. Шарикова и др.//Химико-фармацевтический журнал.-2007.-№2.-С.35-37

6. Как правильно применять фтоэстрогены Электронный ресурс/ Режим доступа: http://tutknow.ru/medicina/7832-kak-pravilno-prinimat-fitoestrogeny.html, свободный.

7. Клевер луговой Электронный ресурс/ Режим доступа: http://oblepiha.com/lekarstvennye_rasteniya/2064-klever-lugovoy.html, свободный.

8. Лигнаны семени льна Электронный ресурс/ Режим доступа: http://works.doklad.ru/view/Y96DiMuT7LE/3.html, свободный.

9. Машковский М.Д. Лекарственные средства- 16изд., испр. и доп. - М.: Новая Волна,2012.- 1216 с.

10. Методика определения изофлаваноидов в траве клевера лугового: научное издание/В.Ю. Андреева и др. // Фармация.-2012.-№8.-С.5-7

11. Минина С. А. Химия и технология фитопрепаратов: учеб. пособие для системы послевуз. проф. Образования провизоров // С. А. Минина, И. Е. Каухова.-2-е изд., перераб. и доп. – М.:ГЭОТАР-Мед, 2009.-559 с.

12. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. – М.: Просвещение, 1987. – 816 с.

13. Органическая химия: учеб. для вузов: В 2 кн. Кн.2: Специальный курс/ Н.А. Тюкавкина, С.Э. Зурабян, В.Л. Белобородов и др. – М.:Дрофа, 2008, - 592 с.

14. Официальный сайт Химик Электронный ресурс/ Режим доступа : http://www.xumuk.ru/ encyklopedia/ 2/4475.html, свободный

15. Пузыреплодник калинолистный Электронный ресурс/ Режим доступа: http://www.gardenia.ru/pages/puzire001.htm, своодный.

16. Рафаэлян И.В. Фитоэстрогены: Что известно на сегодняшний день/ И. В. Рафаэлян, В.Е. Балан, Л.А. Ковалева// Акушерство и гинекология.-2012.-№5.-С.4-9

17. Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая химия: учебник для вузов-М.: Дрофа,2003.- 461 с.

18. Семѐнов А. А. Основы химии природных соединений: в 2 т. / А. А. Семѐнов, В. Г.Карцев. – М.: ICSPF, 2009.-569 с.

19. Травянистые растения СССР / Ю.Е. Алексеев, В.Н. Вехов, Г.П. Гапочка и др.; Отв. ред. Т.А. Работнов. – М.: «Мысль», 1971. – Т. 2. – 309 с.

20. Турова Е.А. Изофлавоны в коррекции возрастных изменений кожи/ Турова Е.А., Королевская Л.И. //Гинекология.- 2008. -Т. 10.- № 5. С. 80-83.

21. Тускаев В.А. Методы синтеза и биологическая активность производных куместана: научное издание/ В.А. Тускаев// Химико-фармацевтический журнал.-2013.-№1.-С.3-12

22. Фитоэстрогены как альтернатива заместительной гормональной терапии при гипоэстрогенемии (экспериментальное исследование) Электронный ресурс/ Режим доступа: http://medical-diss.com/medicina/fitoestrogeny-kak-alternativa-zamestitelnoy-gormonalnoy-terapii-pri-gipoestrogenemii, свободный.

23. Харкевич Д.А. Фармакология. – М.: ГЭОТАР – МЕД, 2006. – 561с.

24. Яковлев Г. П. Ботаника: Учеб. Для фармац. Институтов и фармац. Фак. Мед.вузов / Под ред. И. В. Грушвицкого. – М. : Высш. шк., 1990. – 367 с.

25. Яковлева Г. П. Фармакогнозия. Лекарственное сырье растительного и животного происхождения: учеб. пособие для студентов фармацевт. Вузов, обучающихся по специальности «Фармация». – Спб.: СпецЛит, 2010.-863 с.