В каких продуктах содержаться гликозиды

Гликозиды — широко распространенные в растительном мире соединения, в форме которых в растениях находятся большинство физиологически активных веществ. Молекулы гликозидов состоят из сахарной (гликон) и несахарной (агликон) частей, связанных через атомы углерода, кислорода, серы или азота. Далее приведена структура кониферина — гликозида простейшего производного фенола, встречающегося в растениях очень часто, но не нашедшего пока серьезного применения.

Гликозиды отличаются между собой как структурой агликона, так и строением углеводного остатка. Гликозиды расщепляются на сахара и соответствующие агликоны под действием ферментов, кислот, а в некоторых случаях даже при кипячении с водой.

Индивидуальные гликозиды представляют собой аморфные или кристаллические, бесцветные или окрашенные вещества, растворимые в воде и спиртах. Классифицируют гликозиды, содержащиеся в лекарственных растениях, в зависимости от химической природы агликона:

• ? сердечные гликозиды, агликоном которых являются производные циклопентанопергидрофенантрена, содержащие в качестве важнейших заместителей пяти- и шестичленные лактонные кольца;
• ? сапонины, агликоном которых служат соединения стероидной и тритерпеновой природы;
• ? антрагликозиды, содержащие в качестве агликона производные антрацена различной степени окисленности (как правило, окрашены в желтый и красный цвета);
• ? флавоновые и кумариновые гликозиды;
• ? горькие гликозиды, или иридоиды, — соединения очень горького вкуса и сладкие гликозиды, представляющие собой производные циклических монотерпенов;
• ? цианогенные гликозиды, агликонами которых являются соединения, содержащие синильную кислоту в связанном состоянии;
• ? тиогликозиды, или глюкозинолаты, образующие при гидролизе нитрилы и изотиоцианаты.

Сердечные гликозиды лекарственного растения наперстянки (карденолид и буфадиенолид) используются более 300 лет. Эти соединения оказывают сильное и специфическое воздействие на сердечную мышцу, увеличивая силу ее сокращений. Единственным источником этих соединений являются лекарственные растения:

Растения, содержащие сердечные гликозиды, ввиду их специфического действия в пищевой промышленности, а тем более в ликероводочном производстве не применяются.

Сапонины — растительные вещества, водные растворы которых обладают рядом характерных свойств: гемолитической1 активностью, токсичностью для холоднокровных животных, способностью при взбалтывании образовывать стойкую, долго не оседающую пену.

Углеводная часть сапонинов представлена одной, реже двумя простыми или разветвленными цепями, в составе которых может содержаться до 10 моносахаридных остатков. Неуглеводная часть (агликон) называется сапогенином. По структуре сапогенинов сапонины разделяются на две подгруппы, значительно отличающиеся друг от друга по свойствам: стероидную и тритерпеновую:

Гемолиз — разрушение эритроцитов, сопровождающееся выходом из них гемоглобина.

Стероидные сапонины обладают детергентными[1] свойствами, дают комплекс с холестерином мембран, вызывая тем самым гемолиз эритроцитов. Эта группа соединений достаточно широко распространена в природе.

Тритерпеновые сапонины обычно являются производными цик- лоартана, даммарана, а- и (3-амирина и других соединений:

К производным даммарана относятся, в частности, сапонины женьшеня, а к производным (1-амирина — сапонины солодкового корня. Солодковый корень — одно из древнейших лекарственных средств. Известный уже индусам, он широко использовался и в китайской, и в тибетской медицине, а начиная с Гомера упоминался также во всех европейских медицинских сочинениях. Аммонийная соль глицирризиновой кислоты является основой противовоспалительного и антиаллергического препарата глицерам, глицирризино- вая соль слаще сахара в 300 раз:

В плодах и коре конского каштана содержатся: тритерпеновый гликозид (сапонин) со сложной химической структурой — эсцин (при гидролизе расщепляется на эсцигенин и три остатка сахаров — общая суммарная формула С55Ш8О24); кумарин эскулетин и его гликозид эскулин [42—45].

В растениях сапонины локализуются в клеточном соке. Для них характерно увеличение биологической активности с уменьшением степени гликозидирования сапонина. Так, например, главный сапонин плюща — гедерасапонин С с девятью сахарными остатками — неактивен, в то время как продукт его частичного дегликозидирова- ния — гедерин — проявляет высокую антибиотическую активность. При сушке растительного сырья, содержащего сапонины, происходит увеличение проницаемости тонопласта. Гликозиды, проникая сквозь тонопласты к сапонинам, отщепляют глюкозидные остатки от сапогенинов. Это приводит к возрастанию биологической активности этих соединений. Следовательно, в отличие от сердечных гли- козидов процесс сушки оказывает на сапонины положительное влияние.

Сапонинам свойственна исключительно многообразная фармакологическая активность. Например, сапонины календулы и астрагала обладают противоаритмическим и седативным действием, гвоздики — обезболивающим и противовоспалительным, синюхи — противогрибковым, каштана — кардиотоническим и капилляроукрепляющим, истода, синюхи и первоцвета — отхаркивающим действием, у стероидных сапонинов обнаружена противоопухолевая, антиоксидантная, бактерицидная и фунгицидная активности.

Антрагликозиды — природные соединения, агликоном которых являются производные антрацена разной степени окисленно- сти. В чистом виде — это кристаллические вещества желтого, оранжевого или красного цвета, хорошо растворимые в воде, слабых растворах спиртов и щелочей. В свежесобранном сырье антрагликозиды преимущественно представлены мономерами, содержащими одно ядро антрацена. Однако в процессе естественной сушки восстановленные антрапроизводные (антранолы, антроны, оксиантро- ны) окисляются, превращаясь в антрахиноны, и одновременно происходит конденсация ядер антрацена в димеры и полимеры.

Вследствие этих превращений изменяются и фармакологические свойства сырья. Так, например, свежесобранная кора крушины обладает рвотным действием (за счет восстановленных форм антра- ценпроизводных), высушенная при комнатной температуре и хранящаяся в течение года — слабительным (за счет антрахинонов).

Фармакологическая активность антрагликозидов зависит также от наличия и расположения в ядре антрацена функциональных группировок — метильных, оксиметильных, гидроксильных и карбоксильных. Наглядной иллюстрацией этого являются производные хризацина и ализарина, разница в структуре которых состоит в расположении ОН-групп:

Такие различия в положении ОН-групп приводят к тому, что растения и сырье, содержащие антрагликозиды хризацинового типа (кассия, крушина, ревень, щавель, жостер), применяются как слабительные средства при хронических запорах, а растения и сырье с производными ализарина (например, марена) используются при почечнокаменной болезни как способствующие растворению и выведению камней из мочевыводящих путей.

Флавоновые и кумариновые гликозиды являются гликозидами гетероциклических фенолов ряда кумарина и флавона. Среди этих гликозидов очень много веществ с полезными свойствами: некоторые из них уменьшают хрупкость и проницаемость капиллярных кровеносных сосудов, что может быть результатом, например, лучевого поражения. Наиболее распространенными и изученными являются кверцитрин и рутин:

Гликозид розавин, содержащийся в корнях родиолы розовой, обладает тонизирующим и ранозаживляющим действием [46].

Горькие гликозиды, или горечи, представляющие собой производные циклопентаноидных монотерпенов, получили еще одно название — иридоиды — благодаря структуре своего агликона, в основе которого находится полуацеталь иридодиаля. В чистом виде иридоидные гликозиды — бесцветные кристаллические или аморфные вещества, в большинстве своем легкорастворимые в воде и низших спиртах, но главная их особенность — очень горький вкус. Характерным признаком наличия иридоидов в растениях является их почернение при сушке. Причиной этого является ферментативное расщепление иридоидов (например, аукубина) до свободных агли- конов, которые из-за высокой реакционной способности легко по- лимеризуются, образуя темноокрашенные пигменты:

Растения, обладающие выраженным горьким вкусом, издавна применялись для повышения аппетита и улучшения пищеварительной деятельности желудка. В настоящее время иридоидные гликозиды привлекают особое внимание специалистов потому, что у них в дополнение к известным обнаружено много новых ценных свойств и определены следующие виды биологической активности: гормональная (агнузид), мочегонная (катальпозид, аукубин), седативная и транквилизирующая (валепотриаты), ранозаживляющая (гарпагид), противоопухолевая (асперулозид), гипотензивная, коронарнорасши- ряющая, спазмолитическая и антиаритмическая (олеуропеин), антибиотическая (аукубин, плюмерицин, генциопикрозид) и др.

Стевиозид принадлежит к классу дитерпеновых гликозидов и содержится в бразильском растении рода посконников Stevia reaudiana Bertoni. Листья этого растения традиционно применялись местным населением для подслащивания напитков. Сладость стевиозида превосходит сахарозу в 300 раз. Однако образующийся при ферментативном гидролизе гликозида агликон стевиол безвкусен [47, 48].

Установлено, что тот или иной вид фармакологической активности может быть присущ не самому иридоидному гликозиду как таковому, а его агликону или продуктам их превращения. Например, гликозид горечавки генциопикрин является классическим горьким средством, применяемым при расстройствах пищеварения, сопровождающихся ахилией1, отсутствием аппетита, диспепсическими[2][3]явлениями и т.д. В то же время генциогенол, образующийся при отщеплении глюкозы и последующей изомеризации исходного ген- циопикрина, характеризуется высокой противогрибковой активностью, не уступая в этом даже таким известным антибиотикам, как нистатин и амфотерицин Б:

Цианогенные гликозиды представляют собой своеобразную группу природных соединений, агликонами которых являются различные производные гидроксинитрилов, содержащих в своем составе синильную кислоту, известную как сильный яд, но не проявляющую этих свойств до тех пор, пока она находится в связанном состоянии. Наибольшее распространение цианогенные гликозиды имеют среди растений семейства розоцветных, подсемейства сливовых, концентрируясь преимущественно в их семенах и косточках. При длительном хранении или в условиях производственной переработки сырья под действием ферментов двух типов — (S-гликозидазы и оксинит- рилазы происходит ступенчатый глубокий гидролиз цианогенных гликозидов до синильной кислоты и других соединений. Весь комплекс продуктов, образующихся при превращении цианогенных гликозидов, находит применение в медицине.

Так, применение цианогенных гликозидов в онкологии основано на том, что опухолевые клетки значительно быстрее, чем здоровые, расщепляют цианогенные гликозиды, накапливая синильную кислоту. В результате этого замедляется рост и происходит их гибель. Здоровые клетки практически не повреждаются. Указанный механизм противоракового действия цианогенных гликозидов является уникальным.

Образующиеся при гидролизе амигдалина CN-ионы обратимо тормозят тканевое дыхание и тем самым понижают уровень обменных процессов — это ценное свойство применяют для профилактики и лечения поражений радиацией. Это связано с тем, что в механизме повреждающего действия ионизирующих излучений на клеточные структуры ведущую роль играют продукты радиолиза воды

(Н2О2, НО2, О, ОН и др.), которые окисляют многие макромолекулы, в том числе ферменты тканевого дыхания. Цианиды, обратимо блокируя эти ферменты, защищают их от действия биологически активных веществ, образующихся под влиянием радиации. Иными словами, комплекс «цианид — фермент» становится относительно устойчивым к облучению. После лучевого воздействия он диссоциирует вследствие понижения концентрации CN-ионов в биофазе из-за обезвреживания их в крови и выделения из организма [49]. В этом отношении амигдалин получил наибольшее распространение как цианидное радиозащитное средство:

Гликозид цианидин из ягод бузины черной Sambucus nigra L. обладает характерным цветом и его применяют фальсификаторы красных вин [50]:

Гликозид цианидин-З-самбубиозид-5-глюкозид

Тиогликозиды или глюкозинолаты — одна из групп природных гликозидов, имеющая двойное название, каждое из которых отражает уровень наших знаний об их строении в разные периоды времени. Ранее считалось, что эти соединения представляют собой циклические формы тиосахаров, соединенных с агликоном (первое название), однако в настоящее время они рассматриваются в качестве производных гипотетического аниона — глюкозинолата, отсюда и второе название.

Наличие глюкозинолатов особенно характерно для семейства крестоцветных и встречается у таких его представителей, как горчица, хрен, редька, редис и др. В растениях они содержатся в виде солей щелочных металлов, чаще всего калия, накапливаясь преимущественно в вакуолях особых «мирозиназных» клеток. Под действием специфических ферментов (мирозиназ), локализованных в цитоплазме этих клеток, глюкозинолаты легко расщепляются, образуя наряду с сульфатом и глюкозой такие компоненты, как нитрилы, элементарная сера, тиоционаты и изотиоционаты. Последние представляют собой довольно летучие едкие жидкости с острым характерным запахом, обладающие сильным раздражающим действием даже в небольших количествах. Благодаря этому свойству, лекарственные растения, содержащие глюкозинолаты (например, горчица сарептская), издавна применяются в медицине в качестве раздражающих и отвлекающих средств. Но поскольку раздражающим действием обладают не нативные глюкозинолаты, а продукты их превращения, сохранность в сырье ферментов, расщепляющих эти соединения, является непременным условием для проявления специфической фармакологической активности.

Изомерные диантроновые глюкозиды — сеннозиды, выделенные из ряда видов Cassia (Caesalpiniaceae), — являются сильнодействующими слабительными средствами и одними из наиболее широко используемых в фармацевтической практике веществ растительного происхождения [51]: