ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ

Химический состав ЛР чрезвычайно сложен, и содержащиеся в растительных тканях вещества очень разнообразны. Растения состоят из воды и сухих веществ. Вода в процессах жизнедеятельности растений играет важнейшую роль: она является той средой, в которой совершаются естественные для живого организма ферментативные биохимические процессы.

Минеральные вещества

Все живые организмы содержат 16 элементов: C, O, H, N, P, S, K, Na, Ca, Mg, Cu, Fe, Zn, Co, Mn, Cl. В зависимости от количества в организме они делятся на макро-, микро- и ультрамикроэлементы.

Макроэлементы (их содержание в растительных клетках от десятков до сотых долей процента): Ca, Mg, K, Na, P, Si и др.

Микроэлементы (Fe, Al, Cu, Zn, Mn, Mo, Co) содержатся в клетках растений в концентрациях от 10-2 до 10-5 %. Они являются кофакторами многих ферментов. Установлены корреляции между дисбалансом микроэлементов и патологическими проявлениями: при эпилепсии, гепатитах, циррозе печени, анемиях, лейкозах, инфекционных заболеваниях содержание меди в крови повышается, а при сахарном диабете — снижается. Недостаток лития способствует маниакально-депрессивным психозам.

Ультрамикроэлементы обычно содержатся в клетках в концентрации менее 10-6 %: Se, As, Ag, Au, Ra, U, Th и др. Недостаток селена — один из факторов, вызывающих развитие гипертонии, атеросклероза, артрита, нарушения эндокринной системы, свободнорадикальные цепные реакции, злокачественные новообразования. Мышьяк участвует в процессах кроветворения. Серебро обладает антисептическим действием, повышает тонус организма, умственную и физическую активность. Для человека особенно опасно повышение уровня содержания ряда тяжелых металлов — As, Hg, Cd, Pb.

Об общем содержании минеральных веществ в ЛР судят по золе, количество которой варьирует от 3 до 25 % в зависимости от вида ЛРС. Различают золу общую и нерастворимую в 10 % хлористоводородной кислоте. Под общей золой понимается весь зольный остаток, образующийся в результате озоления растительного

материала. Та часть золы, которая не растворится в 10 % растворе HCl, является кремнеземом и фактически характеризует степень запыленности надземных частей растения или присутствия земли на подземных органах (корни, корневища). Кроме того, некоторые растения-кремнефилы, такие как хвощ, эфедра, накапливают кремнезем в отдельных тканях естественным образом. Из макроэлементов в золе, как правило, преобладает калий.

Органические вещества. Первичные и вторичные метаболиты

Органические вещества растительных клеток представлены несколькими классами: углеводами, белками, липидами, нуклеиновыми кислотами, органическими кислотами, а также некоторыми особыми веществами, накапливающимися иногда в значительных количествах и выполняющими, по-видимому, адапто- генную функцию повышения приспособляемости организма к условиям среды. Эта функция, как правило, плохо изучена.

Обмен веществ — совокупность химических реакций в организме, обеспечивающих его веществами и энергией, благодаря чему происходит непрерывное самообновление организма. Метаболиты — вещества, поглощаемые и выделяемые организмом из внешней среды и участвующие в реакциях обмена внутри него.

Значительная часть реакций обмена оказывается сходной для всех живых организмов и имеет общую генетическую основу (образование и расщепление нуклеиновых кислот, белков, аминокислот, углеводов, карбоновых и жирных кислот); она получила название первичного обмена, или первичного метаболизма.

Вместе с тем помимо реакций первичного обмена существует большое количество метаболических путей, приводящих к образованию соединений, свойственных немногим группам организмов; эти вещества специфичны для них. Данные реакции объединяются термином вторичный обмен (вторичный метаболизм). Продукты их называются, соответственно, первичными и вторичными метаболитами.

Причины образования вторичных метаболитов и их роль в разных растениях неодинаковы. Поскольку вторичные метаболиты образуются преимущественно у малоподвижных или прикрепленных живых организмов — растений, грибов, а также у прокариот, то этим веществам приписывают защитные свойства и адаптивное значение.

Только у немногих ЛР фармакологическое влияние и терапевтическое применение определяются наличием первичных метаболитов: углеводов, липидов, аминокислот, белков. Однако в будущем не исключено повышение значения этих ЛР в медицине и использование их в качестве источников получения новых иммуномодулирующих средств.

В то же время продукты вторичного обмена ЛР применяются в медицине чаще и шире, что обусловлено их выраженным фармакологическим эффектом. Вторичные метаболиты образуются на основе первичных соединений и могут либо накапливаться в чистом виде, либо передвигаться гликозированно, т. е. соединяясь с молекулой какого-либо сахара. В результате гликозирования возникают гетеро- зиды — гликозиды данных вторичных метаболитов, которые от чистых веществ отличаются лучшей растворимостью, что облегчает их участие в реакциях обмена и потому имеет важнейшее биологическое и фармакологическое значение.

К веществам вторичного обмена в ЛР относятся многочисленные органические соединения, среди которых выделяют четыре больших класса:

• фенольные соединения (к ним относятся одно-, двух-, трехатомные фенолы, моно-, ди- и олигомеры, кумарины, антраценпроизводные, флавоноиды, лигнаны, лигнин, таннины и др.);

• терпеноиды;

• стероиды, имеющие в основе циклопентанпергидрофенантреновый скелет;

• алкалоиды.

Некоторые вторичные метаболиты (например, оксикоричные кислоты) не накапливаются в растениях, а сразу после образования в клетках быстро расходуются в путях биосинтеза. Другие вторичные метаболиты, наоборот, имеют очевидную тенденцию к накоплению (например, в клеточной стенке — лигнин, в вакуоли — многие другие фенолы; флавоноиды, таннины; в межклеточных вместилищах и ходах — эфирные масла, лигнаны, смолы), что дает основания рассматривать вырабатывающие их ЛР как источники получения этих веществ.

Действующие и сопутствующие вещества

Природное или синтетическое вещество называется лекарственным, если оно обладает определенным фармакотерапевтическим действием. Растение считается лекарственным, если содержит одно или несколько БАВ, оказывающих тот или иной вид лечебного воздействия на живой организм.

Как правило, БАВ — вещества вторичного обмена (кардиогликозиды, сапонины, флавоноиды, алкалоиды), но иногда — компоненты первичного (основного) обмена: витамины, углеводы, липиды, аминокислоты.

В ЛР содержится всегда комплекс БАВ, и потому среди них различают основное БАВ, ради которого данное растение применяется в медицине и которое называют действующим веществом. Так, в листьях белладонны это алкалоид атропин, в листьях чая — кофеин и т. д. Термин «действующее вещество» очень удобен для химической классификации ЛРС, которое группируют по компонентам, проявляющим наиболее выраженную физиологическую активность.

Все вещества, содержащиеся в ЛР вместе с действующим веществом, называют сопутствующими. Роль и значение их могут быть различны: одни полезны и проявляют свое благоприятное действие на организм (например, витамины, сахара, органические кислоты), другие способствуют всасыванию действующих веществ, их пролонгированному лечебному действию (например, сапонины, сахара), третьи могут оказывать на организм неблагоприятное действие (например, в свежесобранной коре крушины присутствуют антранолы, имеющие рвотное действие, а не антрахиноны, оказывающие послабляющее действие), четвертые — это так называемые балластные вещества, которые не влияют на действие основных веществ ЛР, т. е. сами по себе они индифферентны (такими у большинства ЛР являются клетчатка, пектины, древесина и пробка — клетчатка, импрегнированная лигнином или суберином соответственно). При экстрагировании ЛРС эти компоненты составят основную часть отходов (шрота). Роль балластных веществ в настоящее время пересматривается: например, клетчатка может быть основным веществом, определяющим медицинскую ценность таких материалов, получаемых из ЛР, как сфагнум, вата.