XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Актуальность. Терапевтическая ценность лекарственных растений определяется входящими в них биологически активными веществами (БАВ). К Биологически активным веществам относятся различные группы веществ, такие как: витамины, белки, углеводы, липиды, алкалоиды, сапонины, флавоноиды и т.д. БАВ обладают выраженной фармакологической активностью, за счет чего они оказывают влияние на биологические процессы в организме человека и животных. Они повышают устойчивость организма к различным экстремальным факторам и инфекционным заболеваниям, способствуют обезвреживанию и выведению токсических веществ и т.д.

Цель работы: изучить биологически активные вещества, которые содержатся в большинстве лекарственных растений.

Материалы и методы: анализ доступных литературных данных по биологической и фармакологической активности растений.

Биологические вещества являются природными соединениями, вырабатываемыми растениями, и имеют специфическое воздействие на организм человека, определяющее основной лечебный эффект.

Растительный организм способен под воздействием солнечного света синтезировать из воды и углекислого газа широкий спектр химических веществ, многие из которых имеют очень сложную структуру.

Это так называемые первичные метаболиты,которые необходимы растениям в качестве строительных блоков и энергии. Они включают углеводы, белки,липиды и нуклеиновые кислоты. Используя первичные метаболиты в качестве сырья, вторичные метаболиты, которые представляют собой новые вещества с совершенно разными химическими структурами и свойствами, образуются в результате сложного процесса биосинтеза. Они обычно образуются в малоподвижных организмах, таких как растения, грибы и многие прокариоты, и относительно редко встречаются у животных. Вторичные метаболиты также могут оказывать определенное влияние (положительное или отрицательное) на многие явления жизни человека и животных. Они включают витамины, эфирные масла, горечи, сердечные гликозиды, сапонины, алкалоиды, кумарины, хромоны, лигнаны, флавоноиды и дубильные вещества. Первичные метаболиты делятся на четыре категории: углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты.

Углеводы - это алифатические полиоксикарбонильные соединения и их различные производные. Полимерные полисахариды обладают прямым терапевтическим действием. К ним относятся клетчатка, крахмал, целлюлоза и инулин (рис. 1).

Рис.1. Строение углеводов.

Липиды - растительные биологически активные вещества этой группы в основном представляют собой жидкие масла, которые являются смесями высокомолекулярных триглицеридов жирных кислот. Растительные жиры и масла обладают антикоагулянтными, антиоксидантными (кукурузное масло), слабительными (касторовое масло), заживляющими (льняное масло) свойствами. Оливковое,  миндальное, персиковое и абрикосовое масло используются для приготовления камфорных растворов и  гормональных инъекций.

Белки необходимы для обмена веществ. Некоторые из них являются катализаторами, способствующими химическим реакциям, происходящим в организме. Другие выполняют механические функции, такие как формирование цитоскелета. Белки также отвечают за регуляцию клеточного цикла и иммунных реакций, а также за передачу сигналов через мембраны. Ферментные препараты используются при желудочно-кишечных заболеваниях и для заживления ран.

Нуклеотиды образуют макромолекулы, такие как ДНК и РНК (рис.2). Их основная функция заключается в хранении и реализации генетической информации. Нарушение работы этих молекул может вызвать очень серьезные заболевания и мутации в организме; некоторые вирусы, например, ВИЧ, имеют геномы, содержащие в своей структуре РНК, чтобы они могли создавать свою собственную матрицу ДНК.

Рис.2. Строение молекулы РНК

Таким образом, первичные метаболиты выполняют множество важных функций в жизнедеятельности всех живых организмов, включая человека.

Лечебные свойства лекарственных растений обусловлены наличием в них биологически активных веществ, как правило, продуктов специализированного (вторичного)метаболизма. Продукты вторичного метаболизма в растениях в основном включают фенольные соединения, такие как алкалоиды,изопреноиды и флавоноиды. В растении также синтезируются цианогенные гликозиды, поликетиды и витамины.

Фенольные соединения - это вещества с одной или несколькими гидроксильными группами, присоединенными к атомам углерода ароматического ядра. Этот класс биологически активных веществ выделяется в соответствии с принципами биогенетики и включает следующие соединения: простые фенолы и гликозиды, фенилпропаноиды, кумарины и хромоны.

Флавоноиды - это соединения, производные от  флаванов или флавонов (рис.3.), группа очень распространенных природных соединений, многие из которых являются гликозидами, ответственными за желтый, красный и оранжевый цвет фруктов, цветов и корней, наряду с растительными пигментами.Флавоноиды защищают растения от радиации, ультрафиолетового излучения,кислорода, болезней, инфекций и бактерий. Флавоноиды накапливаются в различных органах растений, но в основном содержатся в солодке, красной траве, пустырнике, водяном перце, корневище ромашки, цветках бессмертника, карликовом розмарине, японском щавеле и плодах облепихи.

Спектр фармакологического действия флавоноидов очень широк. Отмечены бактерицидный, спазмолитический и инотропный эффекты. Важным свойством некоторых флавоноидов является их способность снижать проницаемость и уязвимость капилляров, особенно в сочетании с аскорбиновой кислотой.

Рис.3. Общая формула флавоноидов.

Алкалоиды - это гетероциклические соединения, содержащие один или несколько атомов азота в молекуле и могут содержать атомы S, реже Сl или Вг, в дополнение к С, Н и N. Содержание алкалоидов в растениях невелико, колеблется в пределах 0,001-2%,нонекоторыерастениясодержатдо10-18% (например, артишок, листья табака).

Большинство алкалоидов являются гетероциклическими соединениями. В растениях они обычно присутствуют в виде солей органических кислот. Алкалоиды регулируют рост растений (HAI, хинаминовая кислота, хинаминовая кислота), защищают растения от потребления животными и играют важную роль в метаболизме растений. Некоторые алкалоиды очень токсичны(стрихнин, тубокурарин). Многие алкалоиды обладают специфическими и часто уникальными физиологическими эффектами и используются в качестве лекарств (атропин, кодеин, кофеин, папаверин, эфедрин). Алкалоид белладонна (атропин), также известный как "сонная болезнь", входит в состав многих лекарств, в том числе белартина, белатаминала и султана. Винбластин и винкристин, алкалоиды из растения барвинок, широко применяются в современной онкологии, а резерпин и аймалин из корней  раувольфии (Rauvolfia serpentina) используются как психотропные и гипотензивные средства.

Изопреноиды. Изопреноиды более многочисленны (более 23000), чем любой другой класс вторичных метаболитов, но уступают алкалоидам по фармакологической активности. В эту группу входят соединения с различной структурой. Некоторые из них, такие как таксол, выделенный из коры остролиста, не могут быть заменены синтетическими препаратами. Эти препараты действуют на раковые клетки в очень малых дозах и являются высоко активными цитостимуляторами. Сегодня они подают большие надежды в области онкологии.

Наиболее важными изопреноидами являются сердечные гликозиды, называемые кардденолидами. Например, около 50 карденолидов было выделено из двух видов-Digitalis purpurea и наперстянки (D. lanata). Природный гликозид, k-строфантозид, широко используется в медицинской практике как незаменимый препарат экстренной помощи, который действует на сердце  в течение одной-трех минут после внутривенного введения. Препарат добывают из семян Strophanthus kombe, дерева семейства Rutaceae, которое дико растет в тропических лесах Африки, а местные жители используют его сок в качестве яда для стрел. Гликозид беспокойства из Cjnvallaria majalis более сильно действующий, чем другие гликозиды беспокойства,такие как дигитоксин, который имеет высокую концентрацию.

Таким образом, лекарственные растения содержат сложный набор первичных и вторичных метаболитов, которые определяют многогранный характер действия лекарственных растений. Вторичные метаболиты наиболее часто и широко используются в современной медицине.

Список литературы

Лебеда А. Ф. Лекарственные растения. Самая полная энциклопедия / научн. ред. Н. Замятина. – М.: АСТ-пресс книга, 2009. – С. 138.

Мирович В. М., Привалова Е. Г. Биологически активные вещества растений (полисахариды, эфирные масла, фенологликозиды, кумарины, флавоноиды): учебное пособие - Иркутск: ИГМУ, 2018

Фармакогнозия: учеб. Пособие / В. В. Карпук. – Минск: БГУ, 2011. – 340 с.

Код для цитирования: Скопировать