Фитостероиды

Сравнительно недавно из растений были выделены новые классы природных биологически активных соединений стероидной природы.

1. Фитоэкдистероиды были открыты японским ученым Койи Наканиси в 1966 г. при исследовании извлечений из подокарпуса Накаи (Podocarpus nakai).

Фитоэкдистероиды (фитоэкдизоны) - природные полигидроксилированные стерины, производные циклопентанпергидрофенантрена, обладающие активностью гормонов линьки насекомых и метаморфоза членистоногих и подобные по структуре экдистероидам. Общая структура фито- и экдистероидов показана ниже.

Общая структура экдистероидов

R₁ –OH, =O; R₂ –OH

По мнению специалистов, можно ожидать существование более 1000 различных структур этого класса соединений, но пока выделено и подтверждено строение лишь небольшой их части.

Общее число углеродных атомов у фитоэкдистероидов может составлять 27, 28, 29 или 30 у соединений с полной боковой цепью или 24, 21 и 19 - у соединений, имеющих разрыв боковой цепи.

В основе строения экдизонов лежит циклопентанпергидрофенантрен, где наиболее часто в положении 17 присоединяется алифатическая цепочка из 8 углеродных атомов. Структурными особенностями, общими для всех гормонов линьки, являются дельта⁷-6-кетогруппа и 14альфа-гидроксильная группа. Число и положение других гидроксильных групп различны.

альфа-Экдизон бета-Экдизон (экдистерон)

Фитоэкдистероиды найдены у некоторых представителей царств протоктист (красные водоросли), грибов и растений. Среди растений они довольно обычны у папоротников и голосеменных. Скрининговый анализ покрытосеменных на наличие фитоэкдистероидов подтвердил их присутствие примерно в 400 видах растений, но, очевидно, количество их больше. Фитоэкдистероиды найдены как у двудольных, так и у однодольных. Они довольно обычны среди сложноцветных, гвоздичных, губоцветных и ряда других семейств.

В большинстве растений фитоэкдистероиды накапливаются в ничтожных количествах, в десятых и сотых долях процента. Лишь в некоторых видах, например серпухе сухоцветной (Serratula xeranthemoides Bieb.) количество экдистероидов достигает почти 2 %, а в цветках кукушкина цвета (Coccyganthe flos-cuculi (L.) Fourr.) - около 3 %.

Фитоэкдистероиды - твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в этаноле, метаноле, ацетоне, этилацетате, плохо - в хлороформе, нерастворимы в петролейном эфире. Оптически активны.

Для обнаружения экдистероидов ранее использовались биотесты, основанные на окукливании специальным образом препарированных личинок различных насекомых при введении им экстрактов, содержащих гормонально активные соединения. Ныне экспресс-анализ растительных образцов осуществляется благодаря биотесту, основанному на линии культуры клеток В-II Drosophila melanogaster. Для количественного обнаружения фитоэкдистероидов используются методы радиоиммунного анализа.

Помимо анализа интактных растений в последние десятилетия довольно широко изучаются культуры растительных клеток. В частности, в суспензионной культуре серпухи корончатой (Serratula coronata L.) на 30-35-е сутки культивирования суммарное содержание фитоэкдистероидов в клетках достигало 0,074 % от массы сухого вещества.

Роль фитоэкдистероидов в процессах роста и развития растений не вполне ясна, но активно обсуждается их функция экорегуляторов во взаимоотношениях между растениями и насекомыми.

Фитоэкдистероиды и содержащие их извлечения из растительного сырья оказывают адаптогенное и психостимулирующее действие. Кроме того, фитоэкдистероиды усиливают процессы белкового синтеза в организме и могут быть использованы как анаболические средства. Отмечена также антимикробная активность препаратов, содержащих фитоэкдистероиды. В этой связи предполагается и ранозаживляющее действие. В России среди официально зарегистрированных лекарственных средств значатся жидкий экстракт левзеи сафлоровидной (Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin) и препарат «Экдистен», разработанный в 80-х годах XX века в Институте химии растительных веществ АН Узбекистана (тогда УзССР), который содержит 20-гидроксиэкдизон из подземных органов этого же растения. Возможно будут предложены и иные препараты из растений семейств сложноцветных и гвоздичных.

2. Витанолиды - другая группа фитостероидов, получившая свое название от витании снотворной (Withania somnifera (L.) Dunal.) - растения из семейства пасленовых, естественно произрастающего в Индии и на Ближнем Востоке.

В 1968 г. израильскими учеными из Withania somnifera был выделен первый фитостероид - витаферин А. Ныне, главным образом из представителей семейства пасленовых, выделено несколько десятков витанолидов. Все они - полиоксистероиды (С₂₈), в основе которых лежит циклопентанпергидрофенантрен. В положении С₂₀ находится шестичленное лактонное кольцо. Для всех выделенных витанолидов характерна кетогруппа в кольце А (С₁). В некоторых соединениях обнаружены 4-бета-гидрокси-, 5-бета-, 6бета-эпоксигруппировки.

Витаферин А

Витанолиды обладают довольно высокой биологической активностью. Разные витанолиды и первый выделенный витанолид - витаферин А в опытах на мышах в ничтожно малых дозах оказывают ингибирующее действие на рост раковых клеток. Полное исчезновение раковых клеток наблюдалось у 80 % мышей. Помимо противоопухолевого эффекта, витаферин А обладает также бактериостатическим действием.

Витанолиды с уникальной химической структурой, подобной структуре кардиотонических гликозидов, выделенные из другого вида витании - витании свертывающей (Withania coagulans (Stocks) Dunal.), проявляют кардиотонический эффект.

3. Аюгаэкдистероиды - стероиды, близкие по структуре витанолидам. Они обнаружены в различных видах рода живучка (Ajuga decumbens Tenore, A. procumbens Tenore и др.), относящегося к семейству губоцветных. Наиболее известное соединение - аюгалактон. В противоположность большинству фитоэкдистероидов, по биологической активности сходных с экдизоном, аюгастероиды, по-видимому, напротив, ингибируют развитие насекомых (по крайней мере, их метаморфоз). Известны попытки создания на основе аюгастероидов препаратов, эффективных против кровососущих насекомых.

Аюгалактон

4. Брассиностероиды - фитогормоны стероидной природы, влияющие на эффект растяжения клеток растений, т.е. стимулирующие формирование растений нормальных размеров.

Брассиностероиды были обнаружены в 1979 г. Первый брассиностероид, названный брассинолидом, выделили из пыльцы рапса (Brassica napus L.). В настоящее время известно более 60 соединений с брассиностероидной активностью.

Пока неизвестны случаи активного применения брассиностероидов в медицине, но следует ожидать соответствующих исследований в этой области, тем более что в эксперименте синтетические их аналоги показали in vitro и in vivo антигерпетическую активность.

Брассинолид

Лекарственное растительное сырье, содержащее фитоэкдистероиды

КОРНЕВИЩА С КОРНЯМИ РАПОНТИКУМА САФЛОРОВИДНОГО (ЛЕВЗЕИ САФЛОРОВИДНОЙ) - RHIZOMATA CUM RADICIBUS RHAPONTICI CARTHAMOIDIS (LEUZEAE CARTHAMOIDIS)

Рапонтикум сафлоровидный (левзея сафлоровидная) - Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin ( = Leuzea carthamoides (Willd.) DC.)

Сем. сложноцветные – Asteraceae (Compositae)

Другие названия: большеголовник сафлоровидный, маралий корень, маралова трава

Ботаническая характеристика. Многолетнее травянистое растение высотой 50-80 (200) см. Корневище темно-бурое, горизонтальное, ветвистое, с многочисленными тонкими корнями. Стебли полые, ребристые, неветвистые, паутинисто-опушенные. Листья очередные, крупные, глубоко перистораздельные с 5-6 (8) парами яйцевидно-ланцетовидных, по краю пильчатых долей. Цветки трубчатые с глубоко пятинадрезанным венчиком, фиолетово-пурпуровые, собраны в одиночные почти шаровидные корзинки диаметром 3-8 см. Плод - коричневая эллипсоидальная ребристая семянка длиной 5-8 мм и шириной 2-3 мм, с короткой бахромчатой окраиной на верхушке (рис. 6.27). Цветет в июле - августе, плоды созревают в августе - сентябре. Размножается корневищами и семенами.

Рис. 6.27. Рапонтикум сафлоровидный - Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin

Распространение. Эндемик Южной Сибири, имеет ограниченный ареал. Произрастает в высокогорном поясе Саян, Алтая и Кузнецкого Алатау, на востоке доходит до оз. Байкал, на юге заходит в Восточный Казахстан. Дикорастущие заросли сокращаются, растение нуждается в охране.

Местообитание. В горах на высоте 1400-2300 м над уровнем моря, на альпийских и субальпийских лугах, в лесном поясе. Наиболее густые заросли образуются в субальпийском поясе. Растение успешно культивируется в равнинных районах европейской части страны, Сибири.

Заготовка. Собирают корневища с корнями осенью после созревания плодов. Выкапывают лопатами или кирками, тщательно обрезают стебли, очищают от остатков почвы, промывают в воде, иногда разрезают продольно. На плантациях собирают сырье от растений в возрасте 3-4 лет.

Охранные мероприятия. При заготовке сырья тщательно охраняют молодую поросль. На 10 м² зарослей оставляют не менее 2-4 развитых растений для семенного возобновления. Созревшие семянки на месте заготовок заделывают в почву на глубину 2-3 см. Необходимо в местах промысловых зарослей создавать заказники, расширять и более широко внедрять растение в культуру.

Сушка. В сушилках при температуре 50-60 °С. Сырье раскладывают слоем 10-15 см. Возможна естественная сушка.

Стандартизация. ФС 42-2707-90.

Внешние признаки. Цельное сырье. Корневища цельные или продольно разрезанные, деревянистые, морщинистые, толщиной 1,8 см у дикорастущих и до 3 см у культивируемых растений, со следами обрезанных стеблей. Корни многочисленные, ветвящиеся, длиной 15 см у дикорастущих растений и до 36 см у культивируемых растений, местами с опавшей корой. Снаружи сырье буровато-черное, в изломе желтоватое. Запах своеобразный. Вкус слегка сладковатый, смолистый. Измельченное сырье. Кусочки различной формы, проходящие сквозь сито с отверстиями диаметром 7 мм. Цвет желтовато-коричневый. Запах своеобразный. Вкус слегка сладковатый, смолистый.

Микроскопия. При анатомическом исследовании корня (давленый препарат) диагностическое значение имеют: пористые и сетчатые сосуды с короткими члениками, в центре корня встречаются также спиральные и лестничные сосуды; простые, веретеновидные, с толстой стенкой и узкой полостью трахеиды; короткие, пористые, веретеновидные, с заостренными концами, часто раздвоенные или искривленные древесные волокна; четырехугольные, вытянутые, с утолщенными пористыми стенками клетки сердцевинных лучей; секреторные канальцы из крупных угловатых клеток с красно-бурым содержимым (в коровой части корня); инулин в клетках паренхимы, лучше заметный в препарате из соскоба сухой коры.

Химический состав. Биологически активные вещества корневищ с корнями рапонтикума сафлоровидного изучены сравнительно недавно. Обнаружены фитоэкдистероиды (0,03-0,6 %) – полиоксистероиды, обладающие активностью гормонов линьки насекомых и метаморфоза членистоногих. Впервые они были обнаружены у насекомых. Это новый класс природных соединений. В сырье также обнаружены эфирное масло, инулин, органические кислоты, кумарины, флавоноиды, стерины, дубильные вещества (до 5 %), каротиноиды, аскорбиновая кислота, камеди, смолы.

Хранение. В сухом, хорошо проветриваемом помещении. Упаковывают рыхло в мешки, тюки, ящики. Срок годности сырья 2 года.

Лекарственные средства.

1. Рапонтикума сафлоровидного (левзеи сафлоровидной) корневища с корнями, сырье. Сырье для получения жидкого экстракта и препарата «Экдистен».

2. В составе антиалкогольного сбора «Стопал».

3. Левзеи экстракт жидкий (экстракт (1:1) на 70 % этаноле). Общетонизирующее, адаптогенное средство.

4. Экдистен, таблетки по 0,005 г (20-гидроксиэкдизон, выделенный из корневищ с корнями рапонтикума сафлоровидного). Общетонизирующее, анаболическое средство.

5. Леузея (жидкий экстракт). Общетонизирующее, адаптогенное средство.

6. Водно-спиртовое извлечение входит в состав общеукрепляющих эликсиров («Алтайский», «Эвалар» и др.).

Фармакотерапевтическая группа. Общетонизирующее средство.

Фармакологические свойства. Рапонтикум сафлоровидный (левзея сафлоровидная) - маралий корень - является древним сибирским народным лекарством «от четырнадцати болезней», впервые был открыт этнографом Г. Потаниным (1879). Препараты рапонтикума оказывают возбуждающее действие на центральную нервную систему, увеличивают число сердечных сокращений, повышают артериальное давление, расширяют периферические сосуды, увеличивают скорость кровотока, усиливают сокращения сердечной мышцы, углубляют и учащают дыхание. Препараты левзеи повышают работоспособность утомленных поперечнополосатых мышц, улучшают их кровоснабжение и энергетическое обеспечение. В экспериментах на различных животных галеновые препараты левзеи увеличивают время предельной работы мышц, что связывают со стабилизацией уровня гликогена в работающих мышцах, уменьшением расхода креатинфосфата и аденозинтрифосфата в условиях длительной нагрузки. Маралий корень обладает гипогликемическим действием, по-видимому, в связи с повышением использования глюкозы работающими тканями; оказывает адаптогенное действие - повышает невосприимчивое противодействие различным физическим и психическим факторам внешней среды, нормализует активность вегето-сосудистых реакций.

Применение. Экстракт левзеи назначают в качестве стимулирующего средства, повышающего работоспособность при умственном и физическом переутомлении, импотенции. Рекомендуют левзею при астенических синдромах различного происхождения (посттравматическая церебрастения, постинфекционная астения, астеноипохондрические состояния у больных неврозами и у психически больных). Назначают при лечении больных депрессией. На центральную нервную систему оказывает стимулирующее действие фитохимический комплекс.

Числовые показатели. Цельное сырье. Экстрактивных веществ, извлекаемых 70 % этанолом, не менее 12 %; влажность не более 13 %; золы общей не более 9 %; остатков стеблей, в том числе отделенных при анализе, не более 2 %; органической примеси не более 1 %; минеральной - не более 4 %. Измельченное сырье. Частиц, не проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 7 мм, не более 10 %; частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями размером 0,5 мм, не более 20 %.

В сырье, предназначенном для получения препарата «Экдистен», содержание экдистена должно быть не менее 0,1 %.