Распространение алкалоидов в растительном мире.

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 18Следующая ⇒

Согласно данным, берущим свои истоки из трудов академика А.П.Орехова (1955), алкалоиды находятся не во всех растениях и число последних невелико. Но из-за малого изучения растений в этой области можно ожидать определенных перемен в сторону увеличения числа видов алкалоидсодержащих растений. Распределение алкалоидов между ботаническими видами довольно неравномерно. Некоторые семейства богаты алкалоидоносными представителями, в других царит отсутствие таковых.

Часто растения, стоящие близко одно к другому в системе ботанической классификации, заключают в себе ряд алкалоидов, весьма близких по своему строению и образующих естественную группу. Но известны случаи, когда из двух весьма близких между собой ботанических видов один богат алкалоидами, а другой или совершенно их не содержит, или же содержит алкалоиды другого строения. Раньше считалось, что определенные алкалоиды являются характерными и специфичными для определенных ботанических семейств или даже видов, и не встречаются ни в каких других растениях. Однако по мере рассмотрения этого вопроса выявился ряд случаев, когда один и тот же алкалоид был найден в растениях, стоящих очень далеко одно от другого в ботанической классификации и принадлежащих к совершенно разным свойствам. Поскольку число таких случаев довольно велико, их нельзя считать исключениями и не может идти речи о строгой ботанической специфичности алкалоидов.

В растительном организме обычно распределение алкалоидов бывает довольно неравномерно. Локализация алкалоидов происходит преимущественно в определенных частях. Например, в видах Cincona алкалоиды находятся главным образом в коре, тогда как у аконитов главная их масса находится в клубнях. У ракитника алкалоиды сосредоточены главным образом в семенах, в кокаиновом кактусе в листьях.

Известны случаи, когда одни части растений очень богаты алкалоидами, тогда как в других частях того же растения они полностью отсутствуют или содержаться в гораздо меньшем количестве.

Различные части одного и того же растения могут отличаться между собой также и качественными содержанием алкалоидов, т.е. в различных частях растений могут находиться разные алкалоиды. Например, корень мачка бахромчатого содержит исключительно хелеретрин и сангвинарин, тогда как в надземных его частях находятся только протопин, коридин и аллокриптопин. Поэтому при изучении новых растений необходимо исследовать отдельно различные их части. Кроме того, как процентное содержание, так и качественный состав алкалоидной смеси могут меняться в течение года в зависимости от стадий развития растений.

Процентное содержание алкалоидов, заключающихся в каком-либо органе растения, обычно невелико. Известно, правда, несколько примеров – хинное дерево, барбарис, коридалис и др., когда содержание алкалоидов доходит до 10-15 %. Но такие случаи являются редкими исключениями, и растения, содержащие 1-2 % алкалоидов, считаются уже богатым сырьем. В ряде же случаев содержание алкалоидов измеряется десятыми, а иногда и сотыми долями процента. Процентное содержание алкалоидов подвержено сильным колебаниям, зависящим не только от изучаемой части растения, но и от времени года (периода вегетации) и условий произрастания: климата, почвы, удобрения, влажности и т.д. При этом за время вегетации оно может или непрерывно расти, или же сначала увеличиваться, а затем падать. Поэтому для тех алкалоидоносных растений, которые имеют производственное значение, нужно знать, в какой момент количество алкалоидов достигаем максимума, что может быть достигнуто путем изучения динамики их накопления и изменения их состава, чтобы установить таким образом оптимальный момент сбора.

Для культивируемых видов алкалоидоносных растений путем селекции и агромероприятий не только увеличить общее содержание алкалоидов, но и изменить их качественный состав в желательную для исследователя сторону.

Количественное и качественное содержание алкалоидов может сильно меняться от перенесения дикорастущего растения в иную обстановку. Иногда такое дикорастущее алкалоидоносное растение в культуре теряет свои алкалоиды или же их состав сильно меняется, что, конечно, объясняется только нецелесообразными условиями культуры, не соответствующими тем, к которым дикорастущее растение приспособилось в процессе эволюции.

Один алкалоид растение содержит только в очень редких случаях, т.к. при детальном изучении не исключена возможность, что в нем будут найдены другие алкалоиды. В большинстве случаев в растении находится смесь нескольких алкалоидов, число которых может доходить до 15-20 и даже более.

Обычно алкалоиды находятся в растении в виде солей различных органических или минеральных кислот. Особенно часто встречаются они в виде солей яблочной, лимонной, щавелевой, янтарной и дубильной кислот (таннин). Далее встречаются соли уксусной, пропионовой и молочной кислот. Из минеральных кислот встречаются серная, фосфорная, роданистоводородная. В некоторых растениях алкалоиды связаны с кислотой, являющейся характерной для данного растения, например аконитовой (в аконите), хинной (в хинной корке), меконовой (опий).

Общие сведения о растениях.

Одним из наиболее важных полезных свойств растений является способность входящих в состав их органов и тканей химических соединений оказывать на животный организм, в частности на организм человека, лечебное действие. Оно обусловлено так называемыми «действующими веществами», то есть веществами, обладающими физиологической активностью, и в этой связи называемыми часто «физиологически активными» или «фармакологически активными». Действующие вещества — это весьма сложные органические соединения, вырабатываемые растениями в процессе биосинтеза и являющиеся, таким образом, продуктами жизнедеятельности растений или продуктами вторичного метаболизма. Они вырабатываются растениями в небольших количествах, исчисляемых чаще сотыми или десятыми долями процента, реже целыми числами и крайне редко десятками процентов (например, рутин в цветках софоры японской — до 20%). Неравномерно и распределение этих веществ по органам и тканям растений. Действующие вещества локализуются в определенных органах (листьях, корнях и корневищах, цветках, плодах и т. д.), реже во всем растении. Иногда разные органы накапливают и различные по своему составу действующие вещества и поэтому часто представляют разные группы сырья и используются для лечения неоднотипных заболеваний. Действующим веществом в растении является какое-то определенное химическое соединение, оказывающее при лечении основной терапевтический эффект. Но часто физиологический эффект достигается не за счет одного действующего вещества, а благодаря комплексу веществ, входящих в состав растения. Их количество подвержено значительным колебаниям. Одно и то же растение может содержать в различных органах и в разных климатических зонах неодинаковые количества действующих веществ, и очень часто химический состав его может быть подвержен значительным колебаниям в зависимости от условий обитания, почвенного состава, увлажненности почвы, высотного положения и ряда других факторов. Большое значение в накоплении действующих веществ в растении имеет фаза вегетации, или фаза развития растения. Этот фактор всегда необходимо учитывать при заготовке лекарственного растительного сырья. Иначе, собранное в другие, чем это необходимо, сроки, оно будет воздействовать слабо или явится вообще неэффективным, а в некоторых случаях окажет нежелательное и даже ядовитое действие на организм. Большое влияние на накопление действующих веществ в растении оказывает и уровень инсоляции, а также солнечной активности. В годы с высокой солнечной активностью действующие вещества в растении могут накапливаться в больших количествах, чем в годы спокойного солнца или в период спада солнечной активности. Например, хохлатка сибирская, собранная нами в Петровск-Забайкальском районе Читинской области в 1957 году, содержала, по нашим данным, 1, 37% суммы алкалоидов, тогда как то же растение, собранное в том же месте, но уже в 1964—1965 годах, содержало только 1, 17% суммы алкалоидов. Если учесть, что большое число алкалоидных растений содержит в своем составе в сумме десятые или сотые доли процента алкалоидов, то разница в 0, 2% является уже значительной. Наконец, накопление действующих веществ в растениях в течение суток также может быть подвержено значительным колебаниям. Так, по данным В. С. Соколова (1952), наибольшее содержание суммы алкалоидов в солянке Рихтера, собранной в Ферганской долине, отмечается в ночные и ранние утренние часы, тогда как в полдень и вечером оно минимально Подобная закономерность содержания алкалоидов в растениях в течение суток отмечается и другими авторами. И это обстоятельство вполне оправдывает то, что в народе некоторые виды лекарственных растений рекомендуют заготовлять ночью.
Действующие вещества растений могут быть представлены самыми разнообразными классами органических соединений — алкалоидами, гликозидами, дубильными веществами, сапонинами, флавоноидами, производными кумарина и фурокумарина, различными органическими кислотами, витаминами, жирными маслами, эфирными маслами с входящими в их состав различными кислородными производными терпенов и самими терпенами, а также пектинами, лигнанами, фитоэкдионами, тропалонами и др. Наряду с действующими веществами органической природы в растениях также содержатся и минеральные вещества. Некоторые из них входят в состав органических соединений растений. Ряд минеральных веществ содержится в растениях в больших количествах и довольно широко встречается в растительном мире. Элементы, входящие в состав таких минеральных веществ, принято называть макроэлементами. К ним относятся калий, кальций, магний, кремний, фосфор, железо и др. Эти элементы в ряде случаев также обладают физиологической активностью, и растения, содержащие их, часто назначаются в качестве лечебных средств. Например, растения, богатые железом, применяются в медицинской практике при железодефицитных анемиях. Наряду с макроэлементами в растениях в незначительных количествах содержатся и так называемые «микроэлементы». К ним относятся медь, марганец, мышьяк, молибден, кобальт, никель, цинк, йод и др. Микроэлементы часто называют также «биотиками», подчеркивая тем самым их роль в жизнедеятельности как растительных, так и животных организмов, т. е. биологических объектов. Микроэлементы входят в состав ферментов — биологических катализаторов, способствующих протеканию в организме различных биохимических процессов. Недостаток того или иного микроэлемента приводит к различным расстройствам функций организма, а следовательно, и к целому ряду заболеваний. В этих случаях лекарственные растения, содержащие микроэлементы, оказываются весьма эффективными средствами.
Кроме действующих веществ в растениях содержатся также вещества сопутствующие и балластные. Сопутствующие вещества в той или иной степени меняют действие основного физиологически активного соединения. Они могут либо усиливать его, либо ослаблять, либо уменьшать вредное влияние на организм, либо напротив его увеличивать. В последнем случае сопутствующие вещества следует удалять из растения или из его препарата. Но в большинстве случаев наличие сопутствующих веществ в растительном препарате весьма желательно и даже необходимо. Балластные вещества практически не оказывают никакого действия на организм, иными словами, это индифферентные продукты жизнедеятельности растений. К ним относится, например, клетчатка, не растворимая ни в воде, ни в спирте и поэтому не переходящая в состав получаемого из растения лекарства.
Однако следует отметить, что деление химических соединений, образующихся в растении, на действующие, сопутствующие и балластные вещества весьма условно. Ведь те же сопутствующие вещества в ряде случаев могут выступать и в качестве самостоятельных физиологически активных или действующих. То же можно сказать и о балластных веществах. Например, крахмал, слизи, пектиновые вещества часто относят к балластным, так как при получении препаратов из растений они либо просто не извлекаются используемым в этих случаях растворителем, либо препятствуют извлечению основных действующих веществ, и поэтому от них следует избавляться. В то же время и крахмал, и слизи, и пектиновые вещества могут выступать в качестве самостоятельных лекарственных препаратов.

Тема 2 – Классификация алкалоидов (2 часа)

Цель: обозначить основную классификацию алкалоидов.

Задачи обучения:

- формировать общие сведения по существующей классификации алкалоидов;

- формировать у студентов возможность самоподготовки к ряду классов алкалоидов;

- закрепить знания по всем вопросам темы.

Форма проведения: подготовка самостоятельного материала в малых группах (по 2-3 человека) и последующее обсуждение материала в форме корреспондентского опроса

Задания по теме:

1. Распространение алкалоидов в природе.

2. Факторы, флияюзие на процесс накопления алкалоидов.

3. Классификация алкалоидов.

4. Работы в области изучения алкалоидов.

Раздаточный материал: таблицы отражающие классификацию алкалоидов, подготовленных малыми группами студентов по заданиям темы

Литература

1 Зелинский Ю.Г. и др. Выделение и очистка веществ в химфармпромышленности / Ю.Г. Зелинский, Б.В. Шемерянкин, Н.М. Шмаков. – М.: Медицина, 1982. – 240 с.

2 Пасет Б.В., Антипов М.А. Практикум по техническому анализу и контролю в производстве химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков: [Для хим. – фармац. техникумов]. – М.: Медицина, 1981, 272 с.

3 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.

4 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.

5 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.

Контроль (вопросы и ситуационная задача):

1. Дать общую характеристику алкалоидам, их распространению в природе?

2. Указать факторы, влияющие на накопление алкалоидов?

3. Какая классификация лежит в основе алкалоидов?

ПРИЛОЖЕНИЕ

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 111213 14 15 16 Следующая ⇒