Вещества, которые поступают в организм извне, в процессе диссимиляции превращаются в вещества самого организма, т. е. в вещества вторичного синтеза. При диссимиляции в растениях происходит распад веществ первичного синтеза на более простые вещества, при этом осуществляется выделение энергии. При помощи этой энергии из полученных простых веществ и образуются вещества вторичного синтеза. Все они становятся незаменимыми участниками обмена веществ растения. Вещества вторичного синтеза нашли более широкое применение в медицине, чем вещества первичного синтеза.
Алкалоиды – это важнейшая группа биологически активных веществ. Данные вещества входят в состав многочисленных высокоэффективных лечебных препаратов. Открытие этих биологически активных веществ по значению стоит в одном ряду с открытием железа для мировой культуры. Алкалоиды представляют собой сложные химические соединения, которые разнообразны по химическому составу и строению. В настоящее время удалось выделить около 5000 разных видов, большая часть представляет собой гетероциклические соединения с азотом в кольце. Алкалоиды имеют щелочной характер. Количество алкалоидных растений составляет примерно 10 % от всей флоры. Выделенные алкалоиды представляют собой в большинстве случаев кристаллические вещества без цвета и запаха, горькие на вкус, некоторые из них бывают в жидком состоянии. Алкалоиды находятся в клеточном соке в виде солей органических кислот, в основном в цветковых видах, в самом растении они могут содержаться во всех его частях, но могут также избирательно накапливаться в определенных органах. Количество алкалоидов в растении небольшое, примерно 2–3 % от веса сухого сырья. Содержание алкалоидов с развитием растения также меняется, максимум наблюдается в период бутонизации и цветения, затем концентрация снижается, однако из этого правила есть и исключения. Различие в накоплении алкалоидов характерно для растений, произрастающих в различных климатических поясах: суровый климат севера неблагоприятен не только для накопления, но и для образования алкалоидов, поэтому в тундре таких растений нет.
Один и тот же алкалоид можно встретить в разных растениях, которые принадлежат к абсолютно разным семействам. И обратное тоже верно: растения одного вида могут содержать большое количество алкалоидов, которые обладают разными свойствами и применяются для различных целей. Основная часть алкалоидов обладает высокой биологической активностью, которая избирательно действует на те или иные органы человеческого организма, позволяя широко применять эту способность в медицинских препаратах.
Описанные соединения хорошо растворяются в хлороформе, спирте и эфире, плохо растворяются в воде. Алкалоиды, соединяясь с кислотами, образуют соли, которые хорошо растворяются в воде, плохо растворяются в спирте и не растворяются в эфире и хлороформе.
Для исцеления больных в медицинской практике широко используются соки растений, содержащих алкалоиды. Важнейшими алкалоидами считаются кофеин, содержащийся в натуральном кофе и чае, никотин – в табаке, эфедрин – в эфедре (вечнозеленом кустарниковом растении), сальсолин – в солянке (представителе семейства лебедовых), морфин – в маке, хинин – в хинном дереве.
Гликозиды – одна из важнейших биологически активных групп, широко распространенная в составе растений, в которых могут находиться несколько видов гликозидов. Полученные в чистом виде, они представляют собой органические нелетучие твердые кристаллические вещества сложного состава, горького вкуса, легко растворимые в воде. Молекула гликозидов представляет собой как бы две части – гликозильный остаток (производную Сахаров) и аглюкон (основную часть молекулы). Гликозиды содержат всевозможные сахара, в особенности глюкозу, которые соединены с другими органическими веществами – аглюконами, обладающими фармакологической активностью. Аглюконами могут быть органические кислоты, спирты, алкалоиды, фенолы, альдегиды, терпены и т. д. Основная часть гликозидов состоит из химических элементов углерода, водорода, кислорода, иногда серы (например, в растении горчица), а также остатка очень ядовитой синильной кислоты, содержащей азот (в черемухе). Эти химические элементы являются связующим звеном двух частей молекул гликозидов. По связывающему атому они подразделяются на следующие группы: тиогликозиды (S), N-гликозиды, C-гликозиды, оксигликозиды.
Тиогликозиды действуют на слизистые оболочки и кожу, раздражая их. Поэтому растения, содержащие тиогликозиды, применяются в лекарственных формах, выполняющих функции местного раздражающего действия. N-гликозиды сложного строения используются как антибиотики, C-гликозиды относятся к флавоноидам. O-гликозиды – оксигликозиды, им свойственно большое многообразие, обусловленное характером сахара и агликона, являющихся определяющими в фармакологических свойствах препаратов. Благодаря своему многообразию оксигликозиды поделены на следующие группы: цианогенные гликозиды, сердечные гликозиды, сапонины, антрагликозиды, гликозиды-горечи, флавоноидные гликозиды.
Гликозиды содержатся в клеточном соке разных органов растения. Установлено их содержание в алоэ, ландыше, толокнянке, горце, наперстянке, солодке, липе и многих других растениях. Все они относятся к абсолютно неустойчивым веществам, которые в небольшие сроки разлагаются в воде, в связи с чем собранные растения, содержащие их, необходимо подвергать термической обработке при 60–70 °C, затем сушить и хранить в защищенном от влаги месте.
Под влиянием ферментов и даже при кипячении происходит разложение гликозидов на сахара и соответствующие аглюконы, которые оказывают сильное действие на организм человека. В свою очередь, сахара является элементом ускорения и усиления действия.
Самой важной группой гликозидов считается сердечная группа, которая оказывает избирательное действие на положительную и активную сердечную деятельность. К ней относятся следующие гликозиды: цимарин, адонитоксин (содержатся в адонисе), конваллатоксин и конвалламарин (содержатся в ландыше).
Цианогенные гликозиды содержат в агликоне синильную кислоту, вследствие чего являются ядовитыми. Они входят в состав обезболивающих и успокаивающих средств. Наличие этих гликозидов особенно характерно для сливовых. Они встречаются в семенах сливы, горького миндаля, черемухи. Сердечные гликозиды получили свое название по характеру лечебных действий, они очень полезны при лечении болезней сердечно-сосудистой системы, оказывают сильное, благоприятное воздействие на деятельность сердечной мышцы, поэтому незаменимы в лекарственных формах, применяющихся при лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Эти гликозиды выявлены у растений 20 родов, которые очень широко распространены в природе (например, у ландыша, наперстянки, олеандра, желтушника и др.).
Сапонины являются самыми распространенными гликозидами, количество выделенных сапонинов превысило 200, они выявлены у растений 70 семейств, особенно богаты ими растения семейства гвоздичных, бобовых, губоцветных, аралиевых и первоцветных. При выделении из растения сапонины представляют собой белый аморфный порошок, не содержащий в своем составе азота, при растворении в воде образующий пену наподобие мыльной. Характерные свойства водных растворов, состоящих из извлеченных растительных веществ, относящихся к сапонинам: гемолитическая активность; токсичность для хладнокровных ЖИВОТНЫХ; способность при взбалтывании образовывать стойкую, долго не исчезающую пену. По химическому составу сапонины относятся к гликозидам с тритерпеновыми и стероидными агликонами. Термин "сапонин" был предложен в 1819 г. для названия вещества, которое было выделено из мыльника (от лат. sapo – "мыло"). Способность этих веществ пениться получила применение в пищевой промышленности при изготовлении шипучих напитков и кондитерских изделий. Сапонины применяются при лечении многих заболеваний в качестве отхаркивающего средства (солодка, синюха, первоцвет), мочегонного, желчегонного (зверобой). Используются сапонины и в качестве препаратов, понижающих кровяное давление, вызывающих рвоту, а также потогонных средств.
Антрагликозиды – гликозиды, у которых ароматические соединения являются агликонами, представляют собой производные антрацена (хинон и др.). Им свойственно многообразие химического состава и обильное распространение среди всей мировой флоры. Прекрасно растворяются в воде, поэтому большое применение получили водные и слабые спиртовые растворы. Они оказывают слабительное действие, некоторые из антрагликозидов применяются при лечении почечных заболеваний, желчнокаменной болезни, подагры, кожных заболеваний в качестве противовоспалительного и вяжущего средства.
Гликозиды-горечи – безазотистые вещества с характерным горьким вкусом, как и у сердечных гликозидов, однако горечи не являются ядовитыми. Различаются чистые горечи (горькие вещества) и ароматические горечи, в состав которых входят эфирные масла. Они возбуждают аппетит, усиливают секрецию желудочного сока и улучшают пищеварение.
Горечи выявлены у представителей многих семейств, особенно горечавковых и сложноцветных. Применяются в медицинской практике в лекарственных средствах, возбуждающих аппетит, улучшающих пищеварение.
Фенольные соединения и их гликозиды – многочисленный ряд веществ, объединенных присутствием ароматических колец с гидроксильными группами. Подразделяются фенольные соединения на соединения с одним-двумя ароматическими кольцами и полимерные соединения. Фенольные соединения с наличием одного ароматического кольца представлены простыми фенолами, фенолокислотами, фенолоспиртами, оксикоричными кислотами (кумаровой, кофейной, хлорогеновой), лигнанами, кумаринами. Эти вещества могут содержаться в растении как в свободном состоянии, так и в виде гликозидов. Лечебным значением в категории "простые фенолы" обладают фенол, пирокатехин, гидрохинон и его гликозид арбутин (выявленный в листьях толокнянки и брусники), флороглюцин и его производные, которые являются эффективным противоглистным средством. В растениях очень широко распространены фенолокислоты (протокатеховая, оксибензойная, галловая), усиливающие действие друг друга своими веществами и дающие суммарный лечебный эффект. Концентрация галловой кислоты в листьях толокнянки доходит до 6 %. Также в растениях встречается салициловая кислота, однако это наблюдается сравнительно редко. Лигнаны содержатся во многих растениях, их накопление происходит в основном в древесине, корнях, семенах. Они используются в качестве стимулирующих веществ, поэтому включены в препараты для лечения всевозможных опухолей и новообразований. Накопление кумарина происходит в плодах, корнях, коре и может достигать 10 %. Количество выявленных кумаринов примерно 150, их действие разнообразно, некоторые из них стимулируют работу центральной нервной системы, также отмечены их бактериостатическое, антигрибковое действие и небольшая противоопухолевая активность. Производные кумарина обладают сосудорасширяющим свойством, применяются при лечении кожных болезней, от глистных инвазий.
Флавоноидные гликозиды – органические вещества, фенольные соединения с двумя ароматическими кольцами, встречаются в цветках и листьях многих растений. Флавоноиды можно обнаружить в свободном состоянии, но более частое состояние флавоноидов – в виде гликозидов, среди них установлены O-гликозиды и C-гликозиды. Их химический состав разнообразен, поэтому они подразделяются на группы: катехины, антоцианы, флавоны, халконы и др. Выявлено свыше 150 различных видов флавоноидов, их накопление происходит во всех органах растений. Они представляют собой группу растительных пигментов, их сочетание в цветах, плодах обусловливает ту или иную окраску. Антоцианы, находящиеся в лепестках цветов, дают алую, красную, лиловую окраски. Флавонолы, халконы и каротиноиды придают желтую окраску. Флавоноиды также содержатся в листьях, где маскируются хлорофиллом. Их применение в фармакологически многообразно, они входят в состав сердечных, желчегонных и отхаркивающих средств, были установлены их активность в противоопухолевой терапии и возможность применения для удаления радиоактивных веществ из организма. Большое количество растений является источником флавоноидов, они выявлены в мандаринах (геспередин), черноплодной рябине (рутин, геспередин, кверцетин и др.), боярышнике (гиперозид, кверцетин), в пустырнике (рутин), горцах, бессмертнике, солодке и др. Цитрин по лечебным действиям приближается к витамину Р.
Дубильные вещества – безазотистые неядовитые органические соединения, обладающие вяжущим вкусом, растворяются в воде и спирте, с белками, алкалоидами, солями тяжелых металлов образуют осадки, с солями железа дают черное окрашивание. Благодаря этой химической реакции они легко определяются в растениях. Во взаимодействии с воздухом и под влиянием ферментов происходит реакция окисления, поэтому дубильные вещества переходят в темно-бурые или красно-бурые соединения – флобафены, придающие бурый цвет отварам и настоям некоторых растений. Они применяются для выделки кожи, смягчая ее. В давние времена для этих целей использовалась кора дуба, которая и дала название этому процессу, в результате которого происходит образование эластичной водонепроницаемой кожи. Извлеченные из растения дубильные вещества – танниды – представляют собой желтоватый аморфный порошок, который темнеет при соприкосновении с воздухом. Этим объясняется почернение разрезанных фруктов. Дубильные вещества широко распространены среди представителей флоры, встречаются в высших растениях, чаще всего в двудольных, в коре, древесине деревьев и кустарников, в подземных частях зеленых многолетников. Максимальное количество дубильных веществ накапливается в патологических образованиях – галлах, достигая 50–70 %. Образование галлов происходит на коре и древесине дуба, березы, черемухи, а также на листьях и стеблях травянистых растений при поражении насекомыми, червями, грибками и др. Применяются препараты дубильных веществ в качестве вяжущих, противодиарейных, бактерицидных средств, для лечения стоматита, желудочно-кишечных заболеваний, болезней верхних дыхательных путей, кожи, при ожогах. Также отмечено их кровоостанавливающее действие, используются они и в качестве противоядных средств, так как имеют способность осаждать алкалоиды, гликозиды, тяжелые металлы.
Эфирные масла – это летучие душистые органические вещества, обусловливающие специфический запах растения. Плохо растворяются в воде и хорошо в эфире, хлороформе, спирте, жирных маслах. Представляют собой сложную смесь различных органических соединений, содержат терпеноиды – соединения, по составу своему кратные изопрену, монотерпены, сесквитерпен. Физические свойства этой смеси: жидкость, на ощупь жирная. Сходство с жирными маслами исключительно внешнее: на бумаге оставляет жирные пятна, которые со временем исчезают. Среди представителей флоры насчитывается более 2000 эфиромасличных растений, из которых вырабатываются масла. Эфирные масла находятся в основном в цветках, листьях, плодах. Использование эфирных масел разнообразно: их применяют в медицинских препаратах, в препаратах косметической продукции и парфюмерии, в пищевой промышленности в качестве ароматических приправ к продуктам и напиткам. Выявлено действие эфирных масел на сердечно-сосудистую систему, центральную нервную систему, а также их стимулирующее и болеутоляющее действие. Широкое применение они получили как отхаркивающие и успокаивающие кашель средства, используются для ингаляций.
Смолы – твердые и полужидкие, липкие органические вещества разнообразного химического состава с характерным запахом, иногда сильно ароматическим, плохо растворяются в воде, прекрасно растворяются в ацетоне, эфире, являются близкими по составу к эфирным маслам и содержат в своем составе дитерпеноиды.
Бальзамы – долго не засыхающие смолы. Душистые смолы получили применение в медицине и косметике. Выявлено бактерицидное и антигнилостное действие некоторых смол, слабительное (подофиллин), мочегонное, седативное. Смолы усиливают действие алкалоидов, гликозидов и других активных веществ. Применяются для приготовления липких и ранозаживляющих пластырей, настоек.
Органические кислоты – постоянные составные части всех растений, содержащиеся в них вместе с белками и углеводами, определяющие вкусовые качества растения, а в некоторых случаях – даже запах. Известны случаи превышения содержания органических кислот, которые выявляются в растениях в свободном состоянии и в виде солей, над элементами первичного синтеза. Кислоты подразделяются на органические жирного ряда и ароматические кислоты, имеющие циклическое строение.
Органические кислоты жирного ряда отличаются большим разнообразием: в основном это лимонная, яблочная, уксусная, щавелевая. Запах растению придают летучие кислоты (например, муравьиная, масляная, уксусная). В виде лимоннокислого натрия лимонная кислота применяется при консервировании крови. Ароматические органические кислоты: кумаровая, коричная, кофейная, галловая, бензойная, хлорогеновая, салициловая, хинная.
Некоторые органические кислоты обладают биологической активностью (лимонная, аскорбиновая, никотиновая). Валериановая и изовалериановая кислоты извлекаются из корней валерианы и используются в медицинских лечебных препаратах. Также при взаимодействии органических кислот (янтарной, фумароловой) с алколоидами выявлено образование соли, возбуждающей выделительную деятельность поджелудочной железы. Органические кислоты придают кислый вкус различным ягодам, фруктам. Кислоты стимулируют деятельность кишечника, усиливая его перистальтику. Употребление в пищу ягод, овощей, фруктов, богатых органическими кислотами, помогает нормальному процессу пищеварения.
Листья алоэ (это касается алоэ настоящего, колючего и сокотринского, произрастающих в диком виде в Африке), содержат алоэ-эмодин, а также антраглюкозид, расщепляющийся при гидролизе на агликон и сахар, не идентичный арабинозе. Листья других видов алоэ содержат ряд антрапроизводных: алоин (барбалоин), расщепляющийся на алоэ-эмодин и арабинозу; изобарбалоин, рабарберон (изоэмодин), наталоин, гомонаталоин и др.
Кроме перечисленных групп действующих веществ лекарственных растений (в данном случае столетника), лечебные свойства растения могут быть обусловлены наличием других видов химических соединений (например, пигментов, слизи и камеди, жирных масел, минеральных солей, микроэлементов и пр.). Во многих случаях лечебное действие растений связано не с одним веществом, а с группой каких-либо веществ, которые включены в нее. В этом случае от использования чистого действующего вещества не получится такого лечебного эффекта, какой получают при применении самого растения или суммарной вытяжки из него.
Поговорим о таких важных веществах, входящих в состав столетника, как макроэлементы, необходимые для жизнедеятельности организма.
В столетнике содержится:
1) макроэлементы: (28,5 мг/г калия, 79,1 мг/г кальция, 17,4 мг/г магния и 0,32 мг/г железа);