Главная страница
Контакты

    Главная страница


Выделение и идентификация фенольных соединений из Echinacea purpurea

Скачать 126.09 Kb.



Скачать 126.09 Kb.
Дата27.04.2017
Размер126.09 Kb.

Выделение и идентификация фенольных соединений из Echinacea purpurea


Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный университет

Биологический факультет

Кафедра физиологии и биохимии растений

Выделение и идентификация фенольных соединений из Echinacea purpurea

Курсовая работа

студентки 3 курса

Карасевич А.О.

Фенолы Фено́лы - органические соединения ароматического ряда, в молекулах которых гидроксильные группы OH− связаны с атомами углерода ароматического кольца.

Научный руководитель:

доцент, к.б.н. Найдун С.Н.

Введение

Растения издавна занимают важное место в жизни человека. Люди используют их в качестве пищи, строительного материала, но еще в древности человек заметил, что многие растения обладают целебными свойствами.

Строи́тельные материа́лы - материалы для возведения и ремонта зданий и сооружений.

И в наше время применение их в лечении не уменьшилось, даже наоборот, с каждым годом открываются новые активные вещества, содержащиеся в растениях, которые в дальнейшем могут использоваться в лечебных целях. Сейчас все чаще отдается предпочтение натуральным растительным препаратам, так как они менее токсичны и часто более эффективны, чем их синтетические аналоги. Также использование таких препаратов экономически более целесообразно, поскольку многие вещества в них входящие имеют сложную, разветвленную структуру, что сильно усложняет их синтез, а из растений их нужно лишь выделить, что сопряжено с меньшими финансовыми затратами.

Наличие целебных свойств растений определяется присутствием в них различных веществ, в том числе флавоноидов. Флавоноиды являются вторичными метаболитами растений, выполняя ряд важных функций, начиная с повышения жизнеспособности вплоть до обеспечения их окраски. Но кроме этого они обладают обширным спектром положительного воздействия на человеческий организм. Данные вещества уже находят применение в современной фармацевтике и медицине, что влечет за собой в перспективе увеличение масштабов исследований флавоноидов, выявление возможных отрицательных действий на организм и, вероятно, постепенным широким внедрением их в фармацевтическую промышленность.

Вторичные метаболиты - органические вещества, синтезируемые организмом, но не участвующие в росте, развитии или репродукции.

Фармаце́втика - часть фармации, связанная непосредственно с производственно-технологическими проблемами процесса изготовления лекарственных средств и субстанций.

На данном этапе исследований большое внимание уделяется поиску новых растений, содержащих различные группы флавоноидов, их подробному изучению. Одним из таких растений является эхинацея, которая в последние годы стала широко применяться для лечения и профилактики различных заболеваний, так как обладает многими целебными свойствами. Но такое ее повсеместное использование является не в полной мере оправданным, так как продолжаются исследования ее биохимического состава.

В связи с вышеизложенным, целью настоящей курсовой работы было выделение и идентификация фенольных соединений из семян эхинацеи пурпурной.

Эхина́цея пурпу́рная (лат. Echinácea purpúrea) - многолетнее растение из семейства Астровые, или Сложноцветные (Asteraceae). Ранее это растение относили к роду Рудбекия с тем же видовым эпитетом.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- проработать литературные данные о структуре, классификации и свойствах флавоноидов;

- изучить имеющиеся в отечественной и зарубежной литературе данные о биохимическом составе эхинацеи пурпурной;

- освоить методы выделения и идентификации флавоноидов из лекарственных растений.

Лекарственные растения Лека́рственные расте́ния (лат. Plantae medicinalis) - обширная группа растений, органы или части которых являются сырьём для получения средств, используемых в народной, медицинской или ветеринарной практике с лечебными или профилактическими целями.

флавоноид лечебный эхинацея

1.Обзор литературы

1.1 Особенности классификации и функции флавоноидов

1.1.1 Особенности строения флавоноидов

Наиболее многочисленный класс природных фенольный соединений составляют флавоноиды - вещества с дифенилпропановым скелетом. Структурными элементами молекул этих соединений являются два ароматических кольца А и В, содержащие различное количество фенольных гидроксилов и других заместителей и соединенные между собой пропановым (С3) мостиком, посредством которого в молекулах большинства флавоноидов образуется гетероцикл (Барабой,1976).

Флавоноиды привлекают внимание исследователей как физиологически активные вещества с разносторонним спектром действия.

Биологически активные вещества (БАВ) - химические вещества, обладающие высокой физиологической активностью при небольших концентрациях по отношению к определённым группам живых организмов (в первую очередь - по отношению к человеку, а также по отношению к растениям, животным, грибам и пр.)

Термин «флавоноиды» по отношению к веществам с таким строением молекул был впервые введен в обиход английскими учеными Т. Гейссманом и Е. Генрейнером еще в 1952 году. Большинство флавоноидов имеет структуру молекул, получившую название флавона (Карабанов,1981).

Нумерация атомов в молекулах большинства флавоноидов начинается с гетероатома (кислорода) с переходом на кольцо А; в халконах, отличающихся отсутствием гетероцикла, - с углеродного атома, связанного с пропановым мостиком; в кольце В отдельная нумерация атомов (1', 2' и т.п.) начинается с атома углерода, связанного с основной частью молекулы (Барабой,1976).

Собственно флавоноиды - наиболее многочисленные соединения со структурой С6-С3-С6, в которых кольцо В соединено со вторым атомом углерода (рис. 1).

Рис.1. С6-С3-С6 структура флавоноидов.

В растительных клетках флавоноиды могут находиться как в свободном, так и в связанном состоянии. Связаны они чаще всего с сахарами (глюкоза, рамноза, ксилоза, арабиноза и др.) и называются гликозидами (от греческого «гликис» - сладкий). Свободные флавоноиды называются агликонами, т.е. лишенными сахара (от греческого «а» - частица отрицания и «гликис»). Если с агликоном связан сахар глюкоза, то такой гликозид называется глюкозидом.

С сахарами агликоны связываются или через атом кислорода (О-гликозиды), или же через атом углерода (С-гликозиды). Однако наличием только названных гликозидов не исчерпывается все богатство и разнообразие флавоноидов. Оно обуславливается еще и отсутствием других веществ, присоединенных к агликону, и типом химической связи, и местом присоединения. Основная группа связанных флавоноидов - это О-гликозиды. В зависимости от количества входящих в их молекулы сахаров и порядка их приспособления эта группа подразделяется в свою очередь еще на несколько подгрупп (Карабанов,1981) .

У различных агликонов одна или более гидроксильных групп могут соединяться с остатком сахара гликозидными связями, имеющими обычно в-конфигурацию.

Гликозидная связь (англ. Glycosidic bond) - это тип ковалентной связи, которая соединяет молекулу сахара с другой молекулой, часто с другим сахаром. Гликозидная связь образуется между полуацетальной группой сахара (или производной сахара) и гидроксильной группой органического соединения, например, спирта.

Химическая связь - это взаимодействие атомов, обусловливающее устойчивость молекулы или кристалла как целого. Химическая связь определяется взаимодействием между заряженными частицами (ядрами и электронами).

Гидроксильная группа (гидроксогруппа, гидроксил) - функциональная группа OH органических и неорганических соединений, в которой атомы водорода и кислорода связаны ковалентной связью. В органической химии носит также название «спиртовой группы».

Исключение составляют L-рамнозиды и L-арабинозиды, гликозидная связь которых имеет б-конфигурацию. Флавоноиды, содержащие в молекуле моносахаридные, дисахаридные или трисахаридные остатки, называют монозидами, биозидами или триозидами соответственно. Соединения, в которых к двум из имеющихся гидроксильных групп присоединены моносахоридные остатки, являются бимонзидами (Гудвин,1986).

1.1.2 Локализация флавоноидов в растениях

Как правило, местом накопления связанных флавоноидов являются те растительные ткани и органы, которые отличаются наиболее высоким уровнем обмена веществ. С чем это связано? Дело в том, что взаимодействие агликонов с сахарами имеет важное значение в жизни растительного организма. Ведь гликозиды очень хорошо растворимы в воде и клеточном соке, обильно заполняющих вакуоли взрослых клеток.

Метаболи́зм (от греч. μεταβολή - «превращение, изменение»), или обмен веществ - набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Ткань - группа клеток, которые имеют общее происхождение, выполняют одну или несколько функций и занимают свойственное им положение в организме растения. Органы растения образованы разными тканями.

Кле́тка - структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов (кроме вирусов и вироидов - форм жизни, не имеющих клеточного строения). Обладает собственным обменом веществ, способна к самостоятельному существованию, самовоспроизведению (животные, растения и грибы).

Благодаря этому они обладают более высокой подвижностью по сравнению с агликонами, активнее их ступают в различные биохимические процессы. В ряде случаев они «охотно» отдают свой сахар на различные нужды клетки. Словом, гликозиды нужнее всего там, где оживленнее протекают важнейшие жизненные процессы растительного организма.

Свободные флавоноиды (агликоны) чаще всего обнаруживаются в органах и тканях накопления - семенах, сердцевине деревьев, ягодах и др. В целом все семейство флавоноидов подразделяются в свою очередь на ряд групп: катехины, антоцианы, лейкоантоцианы, флавонолы, флавононолы, флавоны, изофлавоны, флавононы, халконы, дигидрохалконы, ауроны. Различия в свойствах этих групп обусловлены во многом степенью окисленности или востановленности трехуглеродной цепочки, связывающей кольца А и Б их молекул.

Обычные флавоноиды растворены в клеточном соке вакуолей, реже их можно найти в стенках клеток. Однако недавно в хлоропластах найдены многие флавоноидные агликоны и некоторые ферменты, в связи с чем хлоропласт считается сейчас первичным местом образования простейших флавоноидов. В последнее время установлено присутствие в хлоропластах разнообразных флавоноидных гликозидов и эфиров (Карабанов,1981).

1.1.3 Принципы классификации флавоноидов

Флавоноиды имеют С6-С3-С6 молекулярную группировку углеродного скелета, и их относят к веществам дифинилпропанового ряда.

Скелетная формула - компактное изображение структурной формулы химического органического соединения, предложенное Кекуле. Скелетные формулы органических соединений являются сокращённым представлением молекулярной структуры, они широко распространены в органической химии, поскольку позволяют чётко изобразить сложные структурные особенности органических соединений.

По структуре пропанового фрагмента (-С3-) флавоноиды разделяются на 14 классов (Табл. 1). Наличие оксигрупп в ароматических кольцах позволяет отнести их к фенольным соединениям.

Многообразие флавоноидов обусловлено не только структурными изменениями пропанового фрагмента, но и наличием различных радикалов в ароматической части молекулы - кольцах А и В, степенью гликозлирования, местом присоединения углеводных остатков и их природой, величиной окисных циклов сахаров, конфигурацией гликозидных связей и характером сочленения гликозидной части с агликоном (О-гликозиды, С-гликозиды).

Гликози́ды - органические соединения, молекулы которых состоят из двух частей: углеводного (пиранозидного или фуранозидного) остатка и неуглеводного фрагмента (т. н. агликона). В качестве гликозидов в более общем смысле могут рассматриваться и углеводы, состоящие из двух или более моносахаридных остатков.

Кроме собственно флавоноидов в природе встречаются димеры, названные бифлавоноидами (Георгиевский,1990).

Катехины, лейкоантоцианидины, дигидрохалконы, флавоноиды и флавонолы не имеют окраски, все же другие классы флавоноидов представляют собой окрашенные соединения. Благодаря наличию оксиониевой группировки (содержащей четырехвалентный атом кислорода) весьма интенсивной и разнообразной окраской обладают антоцианидины. Именно их гликозиды (антоцианы) в большинстве случаев ответственны за яркую окраску цветов, ягод и плодов (Петров,1988).

Таблица 1. Классификация флавоноидных соединений.

Класс

Основные представители

1.

Флавоны

Апигенин, Лютеолин

2.

Флавон-3-ол

Кемпферол, Кверцетин, Мирицетин

3.

Флаваноны (дигидрофлавоны)

Нирингенин, Бутин, Эриодиктоил

4.

Флаванон-3-ол (флаванонолы)

Фусцин, Дигидрокемпфертол, Таксифолин

5.

Флаван-3-ол (катехины)

Катехин, Галлокатехин

6.

Флаван-3, 4-диол (лейкоцианидины)

Лейкоцианидин, Лейкодельфинидин

7.

Антоцианидины

Пеларгонидин, Цианидин, Дельфинидин

8.

Халконы

Изоликвиритигенин, Бутеин

9.

Дигидрохалконы

Флоретин, Гидроксифлоретин

10.

Изофлавоны

Генистеин, Оробол

11.

Изофлаванолы

Подмаксетеин

12.

Ауроны

Сульфуретин, Ауреузидин

13.

Гомоизофлаваноны

Пунктатин

14.

3, 9-Дигидрогомоизофлаваноны

Дигидропунктатин

1.1.4 Закономерность распространения флавоноидов в растениях

Изучение распространения флавоноидов в растениях имеет важное значение для решения ряда задач, связанных с хемотаксономией, и поиска новых физиологических активных соединений.

Палагают, что флавоноиды являются неотъемлемой частью высших растений и участвуют в важных процессах обмена веществ.

Высшие растения, или наземные растения, или эмбриофиты (лат. Embryophyta, иногда используется латинское наименование Plantae sensu strictissimo - «растения в наиболее узком смысле») - тип зелёных растений, которым свойственна дифференциация тканей, в отличие от низших растений - водорослей.

В настоящее время они выделены из водорослей, лишайников, различных видов мхов, доказано их наличие в грибах. Подробно изучено распространение флавоноидов в хвощах, плаунах, папаротниках и в ряде голосеменных и покрытосеменных растений.

Цветко́вые расте́ния, или Покры́тосеменны́е, устар. Скрытносемянные (лат. Magnoliophyta, или Angiospermae от др.-греч. ἀγγεῖον - сосуд, σπέρμα - семя) - отдел высших растений, отличительной особенностью которых является наличие цветка в качестве органа полового размножения и замкнутого вместилища у семяпочки (а затем и у происшедшего из неё семени, откуда и появилось название покрытосеменные).

В голосеменных растениях найдены почти все виды флавоноидов: флавоны, флавонолы, флавононы, лейкоантоцианидины, бифлавоноиды и изофлавоноиды, причем часто наблюдается сходство в их строении с флавоноидами папоротников (например, С-метилированные соединения, бифлавоноиды, С-гликозиды).

Голосеменны́е расте́ния (лат. Gymnospérmae) - древняя группа семенных растений, появившаяся в верхнем девоне, около 370 млн лет назад.

Некоторые семейства голосеменных растений содержат гликозиды кверцетина, кемпферола и изорамнетина, реже - гликозиды мерицетина.

Для двудольных растений отмечают наличие 6-, 8- и 2'-замещений, окисление халконов до ауронов, тригидроксилирование антоцианидинов в кольце В, О-гликозидирование и т.д. Степень изученности семейств двудольных растений различна. Усиленно исследовались семейства Бобовых, Сложноцветных, Розоцветных, Зонтичных, Крестоцветных, Рутовых, Гречишных, Пасленовых, Ивовых и др.

Двудо́льные (устар. варианты: двусемядольные, двусемянодольные) (лат. Dicotylédones), или Магнолиопси́ды (лат. Magnoliópsida) - класс покрытосеменных растений, у которых зародыш семени имеет две боковые супротивные семядоли.

Бобо́вые, или Мотыльковые (лат. Fabáceae, или Fabaceae s.l., или Leguminósae, или Papilionaceae) - семейство двудольных растений порядка Бобовоцветные.

Флавоноиды однодольных растений менее изучены, чем двудольных.

Однодо́льные расте́ния (лат. Liliopsida, Monocotyledones, Monocotyledoneae) - второй по величине класс покрытосеменных, или цветковых, растений. Однодольные насчитывают около 59 000 видов, 2800 родов и 60 семейств, что составляет около ¼ общего разнообразия цветковых растений.

В них найдены флавоны (апигенин, лютеолин и их С- и О-гликозиды) и флавонолы (кверцетин, кемпферол и изорамнетин в виде гликозидов с рутинозой, глюкозой и глюкуроновой кислотой).

Глюкуроновая кислота (от глюкоза и др.-греч. οὖρον - моча) - одноосновная органическая кислота, относящаяся к группе уроновых кислот.

В высших растениях особенно часто встречается кверцетин. По данным J. B. Harbone, у однодольных почти также часто встречается кемпферол. Например, в литьях однодольных кемпферол обнаруживается у 26%, кверцетин - у 17%, в белых лепестках - соответственно у 81 и 17% видов. Это можно объяснить тем, что у однодольных немало видов с белой окраской лепестков (Клышев,1978).

1.1.5 Физиологические функции флавоноидов

Участие в процессах биологического окисления. Будучи одной из распространенных групп полифенолов, флавоноиды потенциально способны принимать участие в дыхании растений. На роль полифенолов как компонентов дыхательной системы растений впервые указывал В. И.

Дыха́тельная систе́ма (лат. systema respiratoriа) - система органов человека и других животных, которая служит для газообмена организма с окружающей средой (обеспечивает поступление кислорода и выведение углекислого газа).

Палладин (1908), назвавший эти соединения дыхательными хромогенами. Под действием окислительных ферментов дыхательные хромогены способны к образованию дыхательных пигментов (хинонных форм полифенолов), которые присоединяют водород дыхательного субстрата и тем самым восстанавливаются снова в дыхательные хромогены.

Наиболее эффективными участниками дыхательной системы среди полифенолов служат флавоноиды с орто-диоксигруппировкой, способные образовывать орто-хиноны. В модельных опытах установлено, что донором в водородной системе орто-дифенол: фенолоксидаза могут быть аскорбиновая кислота, никотиномидные нуклеотиды, аминокислоты, каротиноиды, восстановленный цитохром с и некоторые другие соединения.

Модельные опыты по изучению фенолоксидаз растений, широкое распространение в растительном мире фенольных соединений и окисляющих их ферментов способствовали признанию большинством исследователей возможности переноса водорода дыхательных субстратов на кислород воздуха с помощью системы полифенол: фенолоксидаза.

Аскорби́новая кислота́ (от др.-греч. ἀ - не- + лат. scorbutus - цинга) - органическое соединение с формулой C6H8O6, является одним из основных веществ в человеческом рационе, которое необходимо для нормального функционирования соединительной и костной ткани.

Расти́тельность (расти́тельный покро́в) - совокупность фитоценозов определённой территории или всей Земли в целом. В отличие от флоры, которая характеризуется только видовым составом, растительность характеризуется и видовым составом, и численностью особей (причём как в отдельных растительных таксонах, так и в целом для рассматриваемой территории), и особенностями сочетания представителей различных растительных таксонов, и экологическими связями между ними.

Однако вследствие безуспешности попыток обнаружить сопряжение окисления с помощью этой системы с фосфорилинированием остается пока неясный вопрос, связано ли нормальное дыхание с постоянным участием этой системы.

Кроме дыхательных процессов флавоноиды могу участвовать во многих окислительно-восстановительных реакциях растительной клетки.

Окисли́тельно-восстанови́тельные реа́кции, также редокс (англ. redox, от reduction-oxidation - восстановление-окисление) - это встречно-параллельные химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления и не более 2-х атомов, входящих в состав реагирующих веществ (или ионов веществ), реализующимся путём перераспределения электронов между атомом-окислителем (акцептором) и атомом-восстановителем (донором).

Способность реагировать с белковыми веществами считают очень важным свойством полифенолов. По-видимому, она лежит в основе их действия на ферменты. Связь молекул полифенола и белка может происходить через гидроксилы полифенолов и карбонильные группы белков (Запрометов, 1970). Возможны и другие варианты: например, хинонные формы полифенолов энергично вступают в реакции с аминными и тиоловыми группами белков.

Флавоноиды влияют на синтез белка, а также они воздействуют на хромосомный аппарат клетки, действуют на митохондрии.

Карбони́льная гру́ппа - функциональная группа >С=O органических соединений.

Белки́ (протеи́ны, полипепти́ды) - высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот.

Хромосо́мы (др.-греч. χρῶμα - цвет и σῶμα - тело) - нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки, в которых сосредоточена бо́льшая часть наследственной информации и которые предназначены для её хранения, реализации и передачи.

Комплексы флавоноидов с белками могут иметь сложный состав и включать различные группы флавоноидов. Обнаружение подобных комплексов в физиологически активных частях растения (в зародыше семени) указывает на их важную биологическую роль.

Механизм действия флавоноидов на рост до сих пор не ясен, хотя все больше сторонников взгляда о влияниях их на гормональную систему ИУК: оксидаза ИУК. Полагают, что вещества с о-дифенольными группировками ингибируют активность оксидазы ИУК и тем самым способствуют ростовым процессам, а вещества типа монофенолов или метадифенолов стимулируют активность этого фермента, т.е. тормозят рост. По последним данным в ингибировании ИУК-оксидазы играют ведущую роль о-дигидроксилы в кольце А молекулы. Однако большинство экспериментальных данных о связи полифенолов с системой ИУК: оксидаза ИУК получено в опытах in vitvo и поэтому оставляют сомнения в действительности этих результатов для условий in vivo.

На данный момент многочисленные косвенные и немногие прямые данные, свидетельствующие о связи флавоноидов с репродуктивными процессами у растений. К косвенным относятся прежде всего данные о наибольшем содержании флавоноидных соединений и широкой амплитуде их онтогенетических изменений в генеративных органах. Есть много указаний на присутствие флавоноидов в цветках. Наличие флавоноидов в венчиках цветков обуславливает их яркую окраску, привлекающую насекомых, что имеет особое значение для опыления. Разнообразие тональности цветков создается за счет комплекса антоцианов и копигментов: флавонов, флавонолов, халконов и ауронов. В привлечении насекомых имеет значение не только окраска, создаваемая флавоноидами, но и, по-видимому, адсорбционные свойства этих растений.

Наличие флавоноидов в пыльце, возможно, связано со способами опыления растений.

С ранними данными Ф. Мёвуса о значении флавоноидов в определении пола растений согласуются сведения о зависимости содержания этих соединений от их пола. Например, у осины в мужских соцветиях к началу цветения больше антоцианов, чем у женских.

Интересный цикл исследований провел С. И. Пашкарь (1970), показавший связь фенольных соединений (включая флавоноиды) с мужской стерильностью у кукурузы и других растений. Автор выяснил, что при формировании цитоплазматической мужской стерильности в репродуктивных органах изменяется состав фенольных соединений, в том числе флавоноловых гликозидов, усиливаются окислительные превращения полифенолов, возрастает количество их хинонных форм.

Цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС, англ. Cytoplasmic male sterility, CMS) - явление полной или частичной стерильности андроцея высших растений, причиной которого является наличие особой мутации в митохондрионе, т.е.

Защитная роль флавоноидов заключается, по-видимому, прежде всего в их приспособительном значении к неблагоприятным для растений условиям. Одним из таких условий может быть ультрафиолетовая радиация, необходимая растению в нормальных дозах и губительная при ее избытке. Как указано выше, свет, особенно белый и синий, увеличивает интенсивность биосинтеза полифенольных соединений, т.е. веществ, поглощающих в ультрафиолетовой и близкой видимой областях спектра. О приспособлении растений к «обезвреживанию» излишней коротковолновой радиации косвенно свидетельствуют данные в том, что тепличные растения содержат меньше полифенолов, чем растения открытых мест, а солнечные листья богаче рутинном, чем теневые. Это подтверждает и локализация полифенолов в поверхностных слоях органов, чаще всего в покровных тканях.

Большое внимание привлекают флавоноиды (в числе других фенольных соединений) в связи с проблемой фитоиммунитета. На значение полифенольных соединений в приспособлении обмена веществ растений в условиях проникновения фитопатогенных грибов и бактерий указывают данные о большом содержании этих веществ у больных растений по сравнению со здоровыми, об увеличении количества флавоноидов при поражении грибом неустойчивых форм растений.

В чем же сущность защитного влияния полифенолов при инфицировании растений? Пытаясь ответить на этот вопрос, А. Вильямс изучал действие яблочного сока, содержащего полифенольные соединения, на развитие гриба Sclerotinia fructigena и обнаружил максимальную ингибирующую силу сока при его покоричневении.

Яблочный сок - сок, выжатый из яблок. Сладкий вкус обусловлен содержанием в яблоках натурального сахара. В современном мире значительная часть яблочного сока изготавливается промышленным путём, включая пастеризацию и асептическую упаковку.

Последнее привело автора к предположению, что более эффективны продукты окисления полифенолов, чем их неокисленные формы. Автор подтвердил это экспериментально, показав, что при окислении полифенолов, особенно при их окислительной конденсации, возрастала их ингибирующая активность по отношению к комплексу пектинращепляющих ферментов гриба. Этому соответствуют данные об увеличении активности полифенолоксидазы и пероксидазы при поражении растений патогенными грибами, причем важную роль играет, по-видимому, полиморфизм энзиматических систем растения-хозяина, благодаря чему обеспечивается многообразие ответных реакций на проникновение инфекции.

По мнению Л. В. Метлицкого, процесс проникновения паразита и реакция растения-хозяина основаны на взаимной индукции этих двух организмов: при вторжении паразита под воздействием растения-хозяина из клеток паразита выходит индуктор фитоалексинов, которые в свою очередь оказывают губительное действие на паразита.

Взаимоиндукция (взаимная индукция) - возникновение электродвижущей силы (ЭДС индукции) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников.

Способность высших растений к расщеплению бензольных колец и включение их осколков в состав разнообразных растительных метаболитов не оставляет сомнений о том, что флавоноиды используют растения как энергетический материал. Данные о наличии активной ФАЛ-лиазы во всех частях протоплазмы и параллельно идущих с самого начала развития процессах синтеза и распада флавоноидов подтверждают это.

Выступая в качестве источников энергии, флавоноиды, по-видимому, выполняют и некоторые регуляторные функции в энергетическом обмене растения.

Катаболи́зм (от греч. καταβολή, «сбрасывание, разрушение») или энергетический обмен, или диссимиляция - процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества (дифференциация) или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с освобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ.

Эне́ргия (др.-греч. ἐνέργεια - действие, деятельность, сила, мощь) - скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие.

Есть сведения о стимулирующем действии флавоноидных кофакторов неустановленного строения, а также хлорогенной кислоты, ( ) - катехина и кверцетина на скорость фотофосфорилирования хлоропластов.

В настоящее время доказано присутствие в выделениях растений некоторых флавоноидных соединений.

Способность растений выделять в окружающую среду фенольные соединения послужила основанием для предположения об аллелопатической роли этих веществ.

Окружа́ющая среда́ - обобщённое понятие, характеризующее природные условия некоторой местности и её экологическое состояние. Окружающая среда обычно рассматривается как часть среды, которая взаимодействует с данным живым организмом (человеком, животным и так далее), включая объекты живой и неживой природы.

Это подтверждают результаты изучения корневых выделений яблони: в их состав входит флоридзин, который угнетает рост растений, находясь в почве и вызывая «почвоутомление». При этом выделение в почву токсических для растения полифенольных соединений можно регулировать изменением минерального питания. В составе опада листьев различных деревьев нашли флавонолы и другие фенольные соединения, а водные экстракты этих листьев обладали сильными аллелопатическими свойствами.

Существует мнение, что выделение растениями фенольных соединений как бы способствует созданию более благоприятных условий для их существования. Например, при укоренении микоризы важную роль имеют флавоноиды, обнаруженные в ее экстрактах. Л. Л. Гарштя (1972) показал, что многие виды семейства зонтичных, содержащие значительные количества фенольных соединений, легко интродуцируются, что автор связывает с высокой аллелопатической активностью этих соединений (Минаева,1978).

Зо́нтичные (лат. Umbellíferae), или Сельдере́евые, или Сельдере́йные (лат. Apiáceae) - семейство растений из порядка Зонтикоцветные (Apiales) класса Двудольные.

Флавоноиды и окраска растений. Основные классы флавоноидов, оказывающие влияние на окраску растений,- это антоцианидины, флавонолы, халконы и ауроны.

Всего известно около 22 антоцианидинов, но широко распространены только три из них - пеларгонидин, дельфинидин и цианидин; они различаются лишь по числу гидроксильных групп в кольце B. В силу ионного характера молекулы как интенсивность, так и оттенок окраски антоцианидинов изменяется при изменении pH. В кислых растворах окраска изменяется от оранжево-красной (пеларгонидин) через синевато-красную (цианидин) до розовато-лиловой.

Вариации величины pH клеточного сока растений не столь велики и не играют решающей роли в регуляции окраски лепестков у тех растений, у которых она зависит в основном от антоциановых пигментов.

Антоцианы (от греч. ἄνθος - цветок и греч. κυανός - синий, лазоревый) - окрашенные растительные гликозиды, содержащие в качестве агликона антоцианидины - замещенные 2-фенилхромены, относящиеся к флавоноидам.

Гораздо большее значение имеют явление копигментации и способность пигментов образовывать хелаты с металлами.

Антоцианы - это единственные флавоноиды, влияющие на окраску листьев; они вносят свой вклад в быстро изменяющуюся окраску молодых листьев, в последующую постоянную окраску и в появление у листьев осенних тонов. Почти во всех случаях участвующим в этих процессах пигментом является цианидин-3-глюкозид. Антоцианы обеспечивают красную окраску осенних листьев, жёлтая и бурая окраска обусловливается главным образом каротиноидами и танинами соответственно.

Окраска многих съедобных плодов определяется в основном антоцианами (Гудвин,1986).

1.1.6 Фармакологическая характеристика флавоноидов

Постоянно поступая в организм человека и животных с растительной пищей фенольные вещества оказывают длительное воздействие на все отделы пищеварительного тракта, а после всасывания в кровь - на сердечно-сосудистую систему, на почки и другие органы и системы.

Пищевари́тельный тракт, желу́дочно-кише́чный тракт (ЖКТ), пищева́я трубка - пищеварительная система органов настоящих многоклеточных животных, предназначенная для переработки и извлечения из пищи питательных веществ, всасывания их в кровь и выведения из организма непереваренных остатков.

Человеческое тело - физическая структура человека, человеческий организм. Тело человека образовано клетками различных типов, характерным образом организующихся в ткани, которые формируют органы, заполняют пространство между ними или покрывают снаружи.

Сердечно-сосудистая система - система органов, которая обеспечивает циркуляцию крови в организме человека и животных. Благодаря циркуляции крови, кислород, а также питательные вещества доставляются органам и тканям тела, а углекислый газ, другие продукты метаболизма и отходы жизнедеятельности выводятся.

Из числа растительных фенольных соединений фармакологически наиболее изучены флавоноиды. Большинство растительных экстрактов, настоев, декоктов, отваров и иных средств народной медицины, в значительной части взятых на вооружение современной медицины содержат флавоноиды.

Наро́дная медици́на (лат. medicina gentilitia; англ. Folk medicine; нем. Volksmedizin, также Volksheilkunde) или Традиционная медицина (англ. Traditional medicine) - часть альтернативной медицины, которая включает в себя знания о болезнях, методах и средствах лечения, которые передаются в народе из поколения в поколение.

При естественном оральном поступлении в животный организм растительные флавоноиды подвергаются в пищеварительном тракте разнообразным превращениям: гидролизу с расщеплением полимерных структур на небольшие фрагменты и мономеры, с высвобождением агликонов из гликозидных соединений; окислению с образованием семихинонов и хинонов и дальнейшим окислением до углекислоты и воды; воздействию кишечной микрофлоры и т.п. При этом, с одной стороны, образуются продукты, обладающие повышенной активностью (семихиноны и хиноны), с другой стороны, всасывается и оказывает резорбтивное действие лишь часть поступившего в организм препарата;

Резорбтивное действие - действие лекарственных средств или токсичных веществ, проявляющееся после всасывания их в кровь.

наконец, под влиянием начавшегося еще в пищеварительном тракте гидролиза и распада, поступающие энтеральным путем фенольные вещества очень быстро метаболизируются в организме и исчезают из него в течение нескольких часов или, реже, одних - двух суток. При парентеральном введении флавоноиды длительнее циркулируют в крови и оказывают на организм в целом более выраженное действие (Минаева,1978) .

Парентера́льное введение лекарственных средств (от др.-греч. παρά «мимо» + ἔντερᾰ «кишечник») - это такие пути введения лекарственных средств в организм, при которых они минуют желудочно-кишечный тракт, в отличие от перорального способа применения лекарств.

1.1.7 Действие флавоноидов на организм животного и человека

Ранее других биологических свойств флавоноидов было обнаружено их действие на стенки кровеносных капилляров. Благоприятное влияние флавоноидов на состояние капиллярной системы обычно проявляется в снижении повышенной проницаемости капилляров и в устранении их ломкости и хрупкости (Минаева,1978). Укрепление сосудистой стенки и снижение ломкости капилляров выражено наиболее сильно у генинов и гликозидов флавоноидов. Существенно сказывается на капилляро-укрепляющей активности отсутствие в флавоноидных генинах оксигрупп в положениях 3 и 3'. Усиление действия наблюдается при переходе от агликонов к монозидам, а снижение - в ряду биозидов и триозидов (Георгиевский,1990). Способность к нормализации капиллярной системы организма доказана для флавонов и флавонолов, катехинов, лейкоантоцианидинов и флавононов. Влияние флавоноидов на кровеносные сосуды проявляется и в их спазмолитическом действии.

Кровено́сные сосу́ды - эластичные трубчатые образования в теле животных и человека, по которым силой ритмически сокращающегося сердца или пульсирующего сосуда осуществляется перемещение крови по организму: к органам и тканям по артериям, артериолам, капиллярам, и от них к сердцу - по венулам и венам.

Кроме того, флавоноиды оказывают нормализирующее влияние на лимфоток, с чем, по-видимому, согласуются их противоотечные действия. Наряду с действиями на сосуды, флавоноиды известны и как слабые кардиотонические средства: они способные уменьшать ритм сердечных сокращений и увеличивать их амплитуду. По другим данным, кверцетин, рутин и другие флавонолы восстанавливают силу утомленного или гиподинамического сердца, нормализуют пульс.

Флавоноиды могут воздействовать и на состав крови; так, сумма флавоноидов копеечника темного несколько стимулирует эритропоэз, увеличивает количество лейкоцитов. Обнаружено влияние 3-метоксилированных флавонолов на состояние форменных элементов крови: эти вещества препятстсвуют агрегации и седиментации клеток крови.

Кровь Кровь - жидкая подвижная соединительная ткань внутренней среды организма, которая состоит из жидкой среды - плазмы и взвешенных в ней клеток - форменных элементов: клеток лейкоцитов, постклеточных структур (эритроцитов) и тромбоцитов (кровяные пластинки).

Флавоноидные соединения влияют на состав крови и посредством снижения уровня холестерина, что наблюдали под действием кверцетина, лютеонина и других Р-витаминных препаратов.

Одним из ценных свойств флавоноидов является их положительное влияние на функцию печени: они усиливают желчеотделение, улучшают ее детоксицирующую способность по отношению к таким вещества, как барбитураты (Минаева,1978). Желчегонное действие у флавоноидов возрастает в ряду флаванолы < флавоны < халконы < флаваноны. Флаванолы в основном оказывают влияние на обезвреживающую функцию печени. Силу желчегонного действия и обезвреживающей функции печени определяют, как и в рассмотренных ранее видах фармакологического действия, количество и местоположения гидроксилов в агликонах в кольце В, а также природе сахарного компонента (Георгиевский,1990).

Флавоноиды обладают противоязвенным действием. В ряду флавоноидов наибольшей активностью обладают гликозиды флавонола, халкона и наименьшей - флаваноны. Флавоноиды, поступающие в организм с пищей, оказывают местное воздействие на слизистую оболочку пищеварительного трактаают влияние на обевреживающую ние, улучшают ее детоксицирующую спопобность по отношению к таким вещества, как и общее, резорбтивное воздействие на его моторику, секреторную и всасывательную функци. Присутствие в растельной пище (в плодах, овощах) флавоноидов придает ей терпкий, вяжущий вкус. На слизистые оболочки разных отделов пищеварительного тракта конденсированные полифенолы оказывают вяжущее действие, сходное с дубильным эффектом, и способствуют образованию тонкого слоя осажденного белка.

Сли́зистая оболо́чка (лат. tunica mucosa, часто говорят просто «слизистая») - внутренняя оболочка полых органов, сообщающихся со внешней средой. Слизистая оболочка покрывает поверхности органов дыхания, мочевой, половой и пищеварительной систем, внутренние поверхности глазных век и слуховых проходов.

Это умеряет раздражение слизистой и благоприятствует ликвидации поверхностных эрозий, изъязвлений. Противовоспалительное действие флавоноидов также способствует заживлению ран (Барабой,1976).

Воспале́ние (лат. inflammatio) - выработанная в процессе эволюции защитно-приспособительная реакция организма, направленная на устранение воздействия патогенного раздражителя и восстановление целостности и функции повреждённой ткани или органа.

Для флавоноидных соединений характерно гипоизотеническое действие, обусловленное в одних случаях стимуляцией мочеобразовательной функции, в других - диуреза и мочевыделетильной функции почек в связи с усилением процесса клубочковой фильтрации и снижением канальцевой ресорбции. Гипоизотеническая активность флавоноидов кемпферонной группы зависит от природы сахарного компонента гликозидов в положении 3 (Петров,1988).

В последние годы большое значение имеет противовоспалительное действие флавоноидов, с чем, возможно, связаны их противоязвенные, ранозаживляющие, жаропонищающие и вяжущие действия.

Комплекс описанных свойств флавоноидов, как можно полагать, имеет значение и в проявлении их защитного действия, что показано для флавоноидов цитрусовых, рутина, катехинов и лейкоантоцианов.

Привлекает внимание и антимикробное свойство флавоноидов. Так, выявлено отрицательное влияние кверцетина на грамм положительные бактерии, флавонов и халконов - на стафилококка, установлено противовирусная активность полифенолов груши в отношении гриппа, штамма PR8, подобной же активностью обладают флаванолы годеции и рододендрона. Антимикробное действие отмечалось у антоцианов, изофлавонов и катехинов чая.

Флавоноиды обладают противоопухолевым действием, что является на данный момент одним из важнейших свойств этой группы веществ (Минаева,1978).

1.1.8 Возможности использования флавоноидов как лечебных средств

Широкий диапазон терапевтических возможностей флавоноидов позволяет считать их источниками средств общего действия на организм человека. Многолетний опыт народной медицины, давшей немало ценных рекомендаций по терапии заболеваний, указывает на то, что большая часть растений, используемых в восточной медицине, представлена видами с общим действие на организм: среди них немало сильнодействующих алкалоидноносных растений и обычно виды, содержащие разнообразные гликозиды, в том числе флавоноидные. Средства, содержащие флавоноиды, помимо мягкого действия на организм, обладают ценным свойством быстрой эвакуации из организма, отсутствием кумуляции. Кроме того, флавоноидные препараты практические нетоксичны. Если расположить большинство используемых в нашей медицине витаминных препаратов убывающей токсичности, то флавоноиды в нем займут последнее место.

Основное применение в медицине флавоноиды находят в качестве Р-витаминных или капилляроукрепляющих средств. Как известно проницаемость кровеносных капилляров патологически повышается при многих заболеваниях инфекционного характера, при капилляротоксикозах, поражениях нервной системы, при эндоартериите, тромбозе, болезни Адиссона, лучевых поражениях и других болезнях. У здоровых людей наблюдаются сезонные колебания проницаемости капилляров, повышение ее в весенний период, что особенно резко проявляется в северных широтах. Поэтому флавоноидные препараты необходимы не только для лечения заболеваний, но и профилактики сосудистых нарушений у здоровых лиц. Сейчас известно около 150 флавоноидных веществ, обладающих Р-витаминным действием, они относятся к группам катехинов, флавонолов, флавонов, халконов, флаванонов. В клиническом применении Р-витаминных препаратов еще много спорного, и, прежде всего, нет единого мнения относительно рекомендуемых доз.

Патологические побочные явления, сопровождающие инфекционные заболевания усугубляются приемом антибиотиков, значительно повышающих ломкость капилляров.

Инфе́кция - опасность заражения живых организмов микроорганизмами (бактериями, грибами, простейшими). В категорию «инфекция» могут также включаться заражения вирусами, прионами, риккетсиями, микоплазмами, протеями, вибрионами, паразитами, насекомыми и членистоногими (очень редко).

Р-витаминные препараты в этих случаях способствуют нормализации сосудистой стенки, быстрейшему выздоровлению, улучшению функционального состояния нервной системы.

Широкие перспективы имеют флавоноидные препараты при лечении заболевании печени и желудочно-кишечного тракта благодаря желчегонному, противовоспалительму и антиязвенному действию.

Незаменимый препарат полифенолов как необходимые дополнительные компоненты к основным средствам лечения заболеваний: при дикумаринотерапии, лучевой терапии, при лечении токами индуктометрии. Прием флавоноидных препаратов показал хороший эффект. При кавернозном туберкулезе в послеоперационный период, при глаукоме, геморрагических ретинопатиях, при гиперфункции щитовидной железы.

Радиотерапи́я, лучевая терапия, радиационная терапия, радиационная онкология - лечение ионизирующей радиацией (рентгеновским, гамма-излучением, бета-излучением, нейтронным излучением, пучками элементарных частиц из медицинского ускорителя).

Основные средства - это средства труда, которые участвуют в производственном процессе, сохраняя при этом свою натуральную форму. Предназначаются для нужд основной деятельности организации и должны иметь срок использования более года.

Щитови́дная железа́ (лат. glandula thyr(e)oidea) - эндокринная железа у позвоночных, хранящая йод и вырабатывающая йодсодержащие гормоны (йодтиронины), участвующие в регуляции обмена веществ и росте отдельных клеток, а также организма в целом - тироксин (тетрайодтиронин, T4) и трийодтиронин (T3).

Большое значение могут иметь препараты флавоноидов в педиатрии: они оказываю положительное действие при выздоровлении детей, больных капилляротоксикозами, ревматизмом, геморрагическими заболеваниями.

Большой интерес исследователей вызывают флавоноиды как перспективные противоопухолевые средства.

Противоопухолевые препараты (антибластомные препараты) - препараты, которые нарушают развитие истинных опухолей (рак, саркома и др.) и гемобластозов. Согласно международной анатомо-терапевтическо-химической классификации (рус. АТХ, англ. ATC)

В отличие от средств, обычно применяемых в терапии новообразований, флавоноиды, обладающие антиопухолевой активностью, нетоксичны. Установлено достоверное стабилизирующее и дегенеративное влияние некоторых флавоноидов на опухоли разнообразной этиологии, а также их способность предотвращать метастазы при некоторых видах лимфосаркомы. Если расположить испытанные флавоноиды в ряд убывающей противоопухолевой активности, то соединения представятся в следующем порядке: лейкоантоцианы, халконы, флавонолы (причём агликоны действуют на солидные опухоли, а гликозиды - на асцитные), катехины.

Некоторые флавоноидные препараты обладают противоатеросклеротическим действием. Существует мнение, что в физико-химических механизмах старения большая роль принадлежит свободным радикалам.

Свободные радикалы в химии - частицы (как правило, неустойчивые), содержащие один или несколько неспаренных электронов на внешней электронной оболочке. По другому определению свободный радикал - вид молекулы или атома, способный к независимому существованию (то есть обладающий относительной стабильностью) и имеющий один или два неспаренных электрона.

Поэтому с целью продления жизни можно с успехом использовать ингибиторы свободнорадикальных процессов- различные антиоксиданты,в числе которых могут быть флавоноиды.

Продление жизни - общее название способов увеличения продолжительности жизни.

Антисклеротическое действие флавоноидов, по-видимому, связано также с их желчегонным эффектом: известно, что желчегонные средства благоприятно влияют на липидный обмен, увеличивая выведение холестерина из организма. В борьбе с преждевременным старением целесообразно вести поиск комплексных препаратов, в состав которых входят флавоноиды. Так, есть сообщение о благоприятном действии магний- флавоноидного комплекса при пневмосклерозе, эмфиземе лёгких, атеросклерозе, сердечной недостаточности и других патологических явлениях, часто сопровождающих старение организма.

Желчегонные средства - лекарственные средства, которые активизируют функцию печени, увеличивая выделение жёлчи.

Липидный обмен - или метаболизм липидов, представляет собой сложный биохимический и физиологический процесс происходящий в клетках живых организмов.

Серде́чная недоста́точность - клинический синдром, связанный с острым или хроническим нарушением работы сердца и, вследствие этого, недостаточным кровоснабжением органов и тканей. Первопричиной является ухудшение способности сердца к наполнению или опорожнению, обусловленное повреждением миокарда.

Таким образом, этот краткий обзор свидетельствует о том, что флавоноидосодержащие растения и препараты из них благодаря многостороннему действию на организм должны найти применение в медицине не только как средства профилактики и лечения многих заболеваний, но и как возможные помощники в борьбе за долголетие (Минаева,1978).

1.2 Эхинацея и ее биохимическая характеристика

1.2.1 Эхинацея как целебное растение

Эхинацея относится к семейству сложноцветных. Это многолетнее травянистое растение высотой 60-100 см.

Травяни́стые расте́ния, также тра́вы, - жизненная форма высших растений. Травы имеют листья и стебли, отмирающие в конце вегетационного периода на поверхность почвы. Они не имеют постоянного древесного ствола над землёй.

Корневище короткое, многоглавое, усаженное многочисленными, тонкими корнями. Стеблей несколько, реже - одиночные, красноватые, голые или рассеянно жесткоопушенные, иногда ветвистые вверху. Листья шероховатые от короткощетинистого опушения, жесткие, неравнокрупнозубчатые. Розеточные листья продолговато-яйцевидные с оттянутой верхушкой длиной 7-24 см, длинночерешковые с 5 сильно выступающими жилками на нижней стороне. Стеблевые листья постепенно уменьшаются к верхушке стебля, очередные, черешковые, яйцевидно-ланцетные, остроконечные с 3 хорошо выраженными жилками.

Соцветия - одиночные корзинки, расположенные на длинных неветвистых цветоносах. Обертка - сплюснуто-полушаровидная трехрядная. Листочки обертки ланцетные, остроконечные, черепитчато расположенные, отогнутые наружу. Общее ложе корзинки выпуклое, удлиняющееся при плодах, полое, густо усажено прицветниками. Прицветники узколанцетные, с шиловидными красновато-коричневыми остроконечиями, превышающими по длине трубчатые цветы. Краевые цветы, числом 12-20, в корзинке - язычковые; срединные - трубчатые многочисленные, с чашечкой в виде многозубчатой воронки. Язычковые цветы пестичные, бесплодные, с недоразвитым пестиком, пурпурные, грязно-малиновые, редко белые, длиной 3-8 см с 2-3-зубчатым венчиком, опушенным снаружи отгибом. Трубчатые цветы обоеполые, темно-красные, с 5-зубчатым венчиком. Тычинки, числом 5, прикреплены к трубке венчика. Пестик с нижней одногнездной завязью и 2 рыльцами. Плод - четырехгранная серовато-бурая семянка, длиной 5-6 мм, суженная к основанию с многозубчатой окраиной наверху.

Цветет с июня до осени, плодоносит в августе-сентябре.

Растет в прериях и по песчаным берегам рек на востоке США. Культура возможна на Украине, Северном Кавказе и в более северных районах.

Кавка́з - географический регион, преимущественно горная страна в Евразии, расположенный к югу от Восточно-Европейской равнины, на границе Европы и Азии, которая охватывает территории: России, Грузии, Южной Осетии, Абхазии, Азербайджана и Армении.

Используются соцветия (корзинки) и корни. В качестве лекарственного растения в основном выращивают эхинацею пурпурную (E. purpurea), эхинацею узколистную (E. angustifolia) и эхинацею бледную (E. pallida). В качестве декоративного растения наиболее популярна эхинацея пурпурная.

Декорати́вные расте́ния - растения, обыкновенно и большей частью выращиваемые для оформления садов, парков, скверов и других участков городских и сельских территорий, предназначенных для отдыха, либо служебных, производственных и жилых помещений (в последнем случае они часто называются ещё и комнатными растениями).

Все органы эхинацеи узколистной содержат эфирное масло: цветы - 0,13 -0,48%, трава - 0,8 - 0,32, корни - 0,04 - 0, 22% (свежее сырье); корни - эфирное масло (0,04 - 1, 3%).

Главной составной частью эфирного масла является нециклический сесквитерпен. Кроме того, корни содержат гликозид эхинакозид, ботаин (0,1%), смолу (1,9%), в составе которой найдены пальмитиновая, линолевая, церотиновая кислоты и фитостерины.

Эхинацея наиболее известна как иммуностимулирующее и детоксицирующее средство. В медицине некоторых стран эхинацея пурпурная применяется как антисептическое средство для наружного и внутреннего употребления.

Антисе́птики (от греч. άντί - против + σηπτικός - гноистый) - противогнилостные средства, предназначенные для предупреждения процессов разложения на поверхности открытых ран, например в ранах, образующихся после больших операций или ушибов, или для задержания уже начавшихся изменений в крови.

Внутрь принимают при инфекционных и септических заболеваниях, наружно - при карбункулах, абсцессах и инфицированных ранах. Препараты эхинацеи, благодаря ее способности стимулировать грануляцию тканей и активность гистиогенных и гематогенных фагоцитов, эффективны при ожогах I-III степени и тяжелых пролежнях. При ожогах также проявляется болеутоляющее действие эхинацеи. В эксперименте установлено, что препараты эхинацеи нетоксичны; в больших дозах иногда повышают слюноотделение. Сок из свежих соцветий ускоряет свертываемость крови, при местном применении - заживление экспериментальных ран (www.

Свёртывание крови - это важнейший этап работы системы гемостаза, отвечающий за остановку кровотечения при повреждении сосудистой системы организма. Совокупность взаимодействующих между собой весьма сложным образом различных факторов свёртывания крови образует систему свёртывания крови.

golkom.ru).

1.2.2 Биохимический состав эхинацеи

Эфирное масло эхинацеи. В составе масла, выделенного из корней эхинацеи пурпурной, обнаружено 31 вещество. Основными компонентами этого масла являются сесквитерпены, кариофен и фарнезен. Кроме них встречаютя a-пинен, b-пинен, b-фарнезен, мирцен, лимонен, цимол, туйен, гумулен, кариофилен эпоксид.

В эфирном масле наземной части эхинацеи пурпурной обнаружены: борнеол, борнилацетат, пентадека-8-ен-2-он, гермакрен-Д, кариофилен;

Эфи́рные масла - летучие, с характерным сильным запахом и вкусом, маслоподобные (маслянистые), нерастворимые в воде, в основном бесцветные или слабо окрашенные жидкости. В отличие от настоящих жиров они не оставляют жировых пятен на бумаге, потому что испаряются (улетучиваются) уже при комнатной температуре.

выделены: ванилин, n-гидроксикоричная кислота, а в масле свежих растений гермакреновый спирт. Эфирное масло эхинацеи содержит в значительных количествах ненасыщенные углеводороды.

Непредельные углеводороды - углеводороды с открытой цепью, в молекулах которых между атомами углерода имеются двойные или тройные связи.

Липофильная фракция эхинацеи, содержащая эфирные масла, проявляет более выраженную иммунную активность, чем гидрофильная фракция. 

Алкимиды ненасыщенных кислот.

Жирные кислоты - алифатические одноосновные карбоновые кислоты с открытой цепью, содержащиеся в этерифицированной форме в жирах, маслах и восках растительного и животного происхождения. Жирные кислоты, как правило, содержат неразветвленную цепь из чётного числа атомов углерода (от 4 до 24, включая карбоксильный) и могут быть как насыщенными, так и ненасыщенными.

Для представителей рода сложноцветных довольно показательно наличие ненасыщенных алкиламидов. У эхинацеи пурпурной преобладают амиды 2,4-диеновой структуры и составляет 0,0004-0,039%. Эти соединения обуславливают жгучий вкус сырья и препаратов эхинацеи., а также обладают местноанестезирующими свойствами. Алкимиды корней эхинацеи пурпурной обладают противовоспалительным действием. Запатентованы иммуностимуляторы из эхинацеи, полученные путем экстракции с помощью воды и повторной экстракции липофильными растворителями. При этом активными ингридиентами являлись: полиненасыщенные С 10-14 изобутиламиды карбоновой кислоты,, а также С-2 карбонил с10-18 алкены и алкины. Липофильные экстракты в лабораторных условиях усиливали фагоцитоз гранулоцидов человека.

Лаборатория (средн. лат. laboratorium, от laboro «работаю») - оборудованное помещение, приспособленное для специальных опытов и исследований (химических, физических, технических, механических, физиологических, психологических и т. д.)

Запатентован способ получения экстрактов из корней эхинацеи узколистной и пурпурной, обладающих иммуностимулирующей активностью и используемых для лечения гипертрофии простаты и воспалительных заболеваний, содержащих комплекс изобутиламида с циклодекстрином. Из растений эхинацеи пурпурной была получена паста, содержащая около 50% производного изобутиламида, используемая для лечения воспаления, отёков и нарушений иммунитета.

Другие липофильные вещества. Кроме ранее охарактеризованных соединений в липофильной фракции эхинацеи обнаружены фитостеролы. Прежде всего это b-систотерин, а также систотерин-3-b-D-глюкозид и стигмастерин.

В корнях эхинацеи пурпурной и узколистной содержится олеиновая, линолевая, церотиновая, пальмитиновая, миристиновая и льняная кислоты. В наземной части эхинацеи пурпурной найдены 13-гидрокси-октдека-9Z,11Е,15Z-триеновая кислота, производные лабдана. В растениях эхинацеи пурпурной и бледной обнаружены цианиды:цианидин-3-О-b-D-гликопиранозид и цианидин-3-О-6-малонин-b-D-гликопиранозид.

Смолы. В корнях эхинацеи пурпурной обнаружены смолистые вещества темнокоричного цвета со слабым специфическим запахом и неприятным, горько-соленым вкусом.

Смола́ - собирательное название аморфных веществ, относительно твёрдых при нормальных условиях и размягчающихся или теряющих форму при нагревании. Среди них как сложные по химическому составу органические вещества, например, природные смолы - вещества, выделяемые растениями при нормальном физиологическом обмене, так и химически относительно простые соединения (смола ПВХ).

Смола размягчается при температуре 35-40°С, а разжижается - при 95°С. Ацетон извлекает 1,48% смолы, бензол -1,05%, спирт -7,5-9,5%, хлороформ -1,68 - 1,89%, эфир -0,48--0,64%. Лучшим растворителем является спирт. Кислотное число смолы равно 37-69, число омыления -210, эфирное число-173-141.

Кислотное число - количество миллиграмм гидроксида калия (KOH), необходимое для нейтрализации всех кислых компонентов, содержащихся в 1 г исследуемого вещества. Кислотное число является мерой суммы карбоновых кислот в органическом соединении, таком как жирные кислоты, или в смеси соединений.

Число омыления (или Число Кэттстерфера) - количество миллиграммов гидроксида калия (KOH), необходимое для нейтрализации свободных кислот и омыления сложных эфиров, содержащихся в 1 грамме исследуемого вещества.

В смоле не установлено наличие эфирного масла и камедей.

Макро- и микроэлементы. В свежих корнях эхинацеи пурпурной идентифицированы следующие макро- и микроэлементы: кальций (776мг100г сырья), калий (314мг), алюминий (129мг), магний (117мг), хлор (76 мг) и железо (48).

В корнях эхинацеи пурпурной обнаружены карбонаты, сульфаты, хлориды, фосфаты и силикаты, а также катионы кальция, калия, магния и железа.

В корнях эхинацеи пурпурной и узколистной обнаружены калий и кальций, а из микроэлементов: молибден, селен, серебро, кобальт, никель, цинк, барий, бериллий, ванадий и марганец.

Уровень содержания микроэлементов у эхинацеи пурпурной выше, чем у других видов (www.refworld.ru).

2.Объект и методы исследования

2.

Иссле́дование ( «следование изнутри») в предельно широком смысле - поиск новых знаний или систематическое расследование с целью установления фактов. В более узком смысле исследование - научный метод (процесс) изучения чего-либо.

1 Объект исследования

Объектом исследования была выбрана Echinacea purpurea.

Объе́кт иссле́дования - в науке под ним подразумевают главное поле приложения сил учёных. В одной науке (научном направлении) однако может быть несколько объектов исследований, которые составляют логически связанное существо и цель исследований в этой науке (научном направлении).

Эхинацея пурпурная (Echinacea purpurea) - многолетнее травянистое растение семейства астровых (сложноцветных). Стебель прямой, 50-150 см. Листья простые, овально- или линейно-ланцетные. Цветы мелкие, в больших отдельно размешенных корзиночках. Плод - семянка. Цветет в августе-октябре. Используют корни, заготовленные осенью или рано весной, и соцветия, которые собирают во время цветения.

Корни эхинацеи содержат гликозид, эхинокозид, бетаин, фитостерины и смолы, в состав которых входит пальмитиновая, линолеевая, циротиновая и другие кислоты. Растение содержит также эфирное масло, соединения калия, магния, железа и алюминия.

Препараты эхинацеи стимулирующе воздействуют на центральную нервную систему.

Центра́льная не́рвная систе́ма (ЦНС) - основная часть нервной системы животных и человека, состоящая из нейронов, их отростков и вспомогательного глия; у беспозвоночных представлена системой тесно связанных между собой нервных узлов (ганглиев), у позвоночных животных и людей - спинным и головным мозгом.

Эхинацея эффективна при общем сепсисе, параметритах, разных формах воспалительных процессов, при физическом и нервном истощении, при острых и хронических инфекционных заболеваниях, способствует также заживлению ран, ожогов и язв.

Инфекцио́нные заболева́ния - группа заболеваний, вызываемых проникновением в организм патогенных (болезнетворных) микроорганизмов, вирусов и прионов. Для того чтобы патогенный микроб вызвал инфекционное заболевание, он должен обладать вирулентностью (ядовитостью; лат. virus - яд)

2.2 Реактивы, использованные в работе

Для проведения экспериментальной работы были использованы следующие реактивы:

этиловый спирт-96%,-70%,-30%

ледяная уксусная кислота

н-бутанол

изопропанол

бензол

муравьиная кислота

йод металлический

цинковая пыль

концентрированная соляная кислота

реактив Фолина-Дениса (смесь фосфомолибденовой и фосфовольфрамовой кислот )

2.

У́ксусная кислота (эта́новая кислота) CH3COOH - cлабая, предельная одноосно́вная карбоновая кислота. Соли и сложные эфиры уксусной кислоты называются ацетатами.

Соля́ная кислота́ (также хлороводоро́дная, хлористоводоро́дная кислота, хлористый водород) - раствор хлороводорода (HCl) в воде, сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящаяся» на воздухе (техническая соляная кислота желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.).

3 Экспериментальные процедуры

2.3.1 Приготовление водно-спиртовых экстрактов

В дальнейшем был получен экстракт Echinacea purpurea. 1 грамм измельченного до порошкообразного состояния сырья заливали 10 мл 96%-м раствором этанола, Полученный экстракт на водяной бане доводили до кипения, а затем настаивали в течение суток. Затем раствор отфильтровывали. То же самое проделали с 70%- и 30%-м раствором этанола.

2.3.2 Анализ водно-спиртового экстракта.

Проведение качественных реакций.

Для определения наличия флавоноидов в растительном экстракте использовали:

1. Пробу Синода (цианидиновая проба). Реакция основана на способности окисленных форм флавоноидов восстанавливаться водородом до антоцианидинов в момент выделения. В кислой среде образуются оксониевые соли, окраска которых зависит от структуры флавоноида. В каждую пробирку к экстрактам добавляли 0,03 - 0,05 г цинковой пыли и 3 капли хлористоводородной кислоты, нагревали на водяной бане до кипения- растворы приобретали розовый оттенок (наличие флавоноидов ).

2. В присутствии реактива Фолина-Дениса (смесь фосфомолибденовой и фосфовольфрамовой кислот), фенолсодержащие соединения дают синюю окраску. Окраска основана на образовании вольфрамовой и молибденовой сини и имеет максимум поглощения при 725-750 нм. Окраска устойчива и может быть использована для количественных определений.

Тонкослойная хроматография

Этот вид хроматографии имеет некоторые преимущества перед бумажной хроматографией, а именно: 1) более высокая чувствительность метода; 2) быстрота проведения анализа; 3) устойчивость хроматограмм к действию агрессивных проявителей и нагреванию; 4) в ряде случаев более легкая десорбция вещества; 5) удобство препаративного разделения.

Существует целый ряд растворителей применяемых в ТСХ. Состав их весьма разнообразен. Из липофильных растворителей используют бензол, толуол, хлороформ, сочетая их со спиртами и кислотами. При хроматографии на полиамиде широко используется система, содержащая в качестве основного компонента этилацетат.

Проявление хроматограмм производят в видимом или в УФ-свете до и после обработки различными реактивами. Из различных реактивов, применяемых для обнаружения флаваноидов, наиболее часто используют соли диазония соли металлов, особенно 25% водный раствор основного ацетата свинца и 10% раствор хлористой сурьмы в хлороформе, реактив Бенедикта, щелочи и кислоты, а также пары йода.

Реактив Бенедикта - раствор для качественного и количественного определения восстанавливающих углеводов в пробе. Его действие основано на окислительно-восстановительной реакции между альдегидными группами сахаров и ионами Cu2+ в щелочной среде.

Водный раствор - разновидность раствора, в котором растворителем служит вода. Будучи превосходным растворителем, именно вода используется для приготовления большинства растворов в химии.

При проведении ТСХ пробы наносили в виде раствора с растворителем (бутанол:уксусная кислота:вода - 4:1:5, бутанол:уксусная кислота:вода - 40:12:28, изопропанол:муравьиная кислота:вода - 2:5:5, уксусная кислота:бензол - 1:1), для того, чтобы хроматографируемые соединения имели бы низкие значения Rf. Растворы проб наносили в виде пятен на хроматографические пластинки посредством микро- и самозаполняющихся пипеток известной емкости. Концентрация пробы в растворе составляла 0,01 или 1·10-2 . Объем нанесенной пробы подбирали в зависимости от чувствительности обнаружения и он составлял 10 мкл, хотя иногда наносят и большие количества. Рекомендуется наносить как можно меньшее количество пробы; четкость разделения при этом увеличивается, а форма нанесенных пятен приближается к идеально круглой. Пробу наносили на расстоянии 1,5?--?2 см. от нижнего края хроматографической пластинки. Расстояние между нанесенными пробами составляло от 1,5 до 2 см.

3.Результаты и их обсуждение

Качественный состав флавоноидов Echinacea purpurea изучали с помощью общепринятых методов и приемов фитохимического анализа.

Экстрагирование проводили следующим образом:

Учитывая растворимость агликонов и гликозидов флавоноидов в спирте, проводили экстракцию флавоноидов из сырья 10мл 30%, 70%, 96% этанола. Спиртовое извлечение исследовали на наличие флавоноидов. Проводили качественный и количественный анализ.

На первом этапе исследования проводили анализ полученных водно-спиртовых экстрактов на наличие флавоноидов используя цианидиновую реакцию (проба Синода), а также реакцию с применением реактива Фолина-Дениса.

Элюирование зон этанолом и проведение антодианидиновой реакции (Mg соляная кислота)

Реакция ( )

Реакция (-)

Окрашивание:

Оранжево-красное - флавоны

Красное - флавонолы

Малиново-красное - флаваноны

Изофлавоны, куместаны, халконы, ауроны, кумарины, фенолокислоты

Полосы поглощения в УФ-области

275-290

300-330

флаваноны

255-275 изофлавоны

300-330 плечо

250-270

330-350

флавоны

285-295 изофлаваны

210-230 кумарины

250-270

330-390

флавонолы

310-350

230-240 коричные кислоты

290-330

В ходе проведенных исследований было установлено отсутствие окрашивания в экстрактах эхинацеи пурпурной, что может свидетельствовать о наличии в них изофлавонов либо кумаринов.

Дальнейшее исследование наличия фенольных соединений производили путем изучения спектров поглощения анализируемых экстрактов (рис.1).

Спектр поглощения - зависимость показателя поглощения вещества от длины волны (или частоты, волнового числа, энергии кванта и т. п.) излучения. Он связан с энергетическими переходами в веществе. Для различных веществ спектры поглощения различны.

Рис.1. Спектры поглощения водно-спиртовых экстрактов Echinacea purpurea:

1 - 96% спиртовой экстракт;

2 - 30% водно-спиртовой экстракт;

3 - 70% водно-спиртовой экстракт.

Как видно из данных представленных на рис.1 спектры поглощения экстрактов существенно отличаются как по интенсивности, так и по имеющимся пикам.

Следующим этапом наших исследований было исследование наличия фенольных соединений в полученных экстрактах с применением хроматографических методов (ТСХ и масс-спектрометрии). Данные представлены на рис.2 и 3.

Рис.2. Разделение водно-спиртовых экстрактов Echinacea purpurea в тонком слое сорбента.

Из рис.2 видно, что наибольшему разделению имеющихся веществ подвергся 30% спиртовой экстракт. Было установлено наличие в нем четырех соединений, в то время как 70% и 96% экстракты не разделились.

На следующую хромотографическую пластинку мы нанесли сплошным слоем 30% экстракт и увидели более четкое разделение веществ в тонком слое сорбента (рис.3).

Рис.3. Разделение 30% водно-спиртового экстракта Echinacea purpurea в тонком слое сорбента.

На следующем этапе исследований мы провели анализ экстрактов Echinacea purpurea методом масс-спектрометрии. Полученные результаты представлены на рис.4, 5, 6.

Рис.4. Разделение веществ 30% водно-спиртового экстракта Echinacea purpurea.

Рис.5.Разделение веществ 70% водно-спиртового экстракта Echinacea purpurea.

Рис.6. Разделение веществ 96% спиртового эксракта Echinacea purpurea.

Анализ данных, представленных на рис.4, 5, 6 показал, что в данных экстрактах содержатся различные соединения. В дальнейшем мы определили спектры поглощения веществ находящихся в области пиков, полученных в результате масс-спектрометрии 70% водно-спиртового экстракта Echinacea purpurea. Проанализировав полученные результаты с использованием литературных данных о спектрах поглощения различных веществ, мы предположили то, какие вещества могут содержатся в данном экстракте. Полученные данные представлены на рис.7, 8, 9, 10 и 11.

Рис.7. Спектр поглощения соответствующий диоксифлавону.

Рис.8. Спектр поглощения соответствующий 3-гидроксифлавону.

Рис.9. Спектр поглощения соответствующий 3-о-метилкверцетину.

Рис.10. Спектр поглощения соответствующий 5,7,8-триоксифлавону.

Рис.11. Спектр поглощения соответствующий рамнетину.

Анализируя данные представленные на рис. 7, 8, 9, 10 и 11 мы пришли к выводу, что пик приходящийся на определенную длину волны соответствуют определенному веществу:

Рис.7.

Длина́ волны́ - расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе.

Спектру поглощения с длинной волны 257 нм соответствует вещество диоксифлавон.

Рис.8. Спектру поглощения с длинной волны 320 нм соответствует вещество 3-гидроксифлавон.

Рис.9. Спектру поглощения с длинной волны 366 нм соответствует вещество 3-о-метилкверцетин.

Рис.10. Спектру поглощения с длинной волны 290 нм соответствует вещество 5,7,8-триоксифлавон.

Рис.11. Спектру поглощения с длинной волны 273 нм соответствует вещество рамнетин.

Заключение

На первом этапе наших исследований были получены 30%, 70%, 96% водно-спиртовые экстракты из семян Echinacea purpurea.

В дальнейшем нами был проведен анализ полученных водно-спиртовых экстрактов на наличие флавоноидов с использованием качественных реакций (проба Синода; реакция проведенная с использованием реактива Фолина-Дениса). Результаты данных реакций свидетельствуют о присутствии в экстрактах изофлавонов либо кумаринов.

Далее мы исследовали водно-спиртовые экстракты Echinacea purpurea с использованием методов спектрофотометрии, ТСХ и масс - спектрометрии.

При анализе результатов, полученных в ходе проведенных исследований нами было определено присутствие в данных экстрактах следующих флавоноидов: диоксиизофлавон, 3-гидроксифлавон, 3-о-метилкверцетин, 5,7,8-триоксифлавон и рамнетин.

Список использованных источников

В.П.Георгиевский, Н.Ф.Комиссаренко, С.Е.Дмитрук. Биологически активные вещества лекарственных растений. - Новосибирск: Наука, 1990. - 333 с.

И.А.Карабанов. Флавоноиды в мире растений. - Мн.: Урожай, 1981. - 80 с.

В.П.Кретович. Биохимия растений. - М.: Высшая школа, 1986. - 503 с.

Итоги науки и техники. Биологическая химия.

Биохи́мия (биологи́ческая, или физиологи́ческая хи́мия) - наука о химическом составе живых клеток и организмов и о лежащих в основе их жизнедеятельности химических процессах. Термин «биохимия» эпизодически употреблялся с середины XIX века, в классическом смысле он был предложен и введён в научную среду в 1903 году немецким химиком Карлом Нейбергом.

/ гл. ред. Р.В.Петров. - М.: Винити, 1988. - т.27 - 188 с.

Л.К.Клышев, В.А.Бандюкова, Л.С.Алюкина. Флавоноиды растений. - Казахская ССР: Наука, 1978. - 220 с.

В.Г.Минаева. Флавоноиды в онтогенезе растений и их практическое использование. - Новосибирск: Наука, 1978. - 256 с.

Т.Гудвин, Э.Мерсер. Введение в биохимию растений. - М.: Мир, 1986. - т.2 - 312 с.

В.А.Барабой. Биологическое действие растительных фенольных соединений. - Киев: Наукова думка, 1976. - 260 с.

Науко́ва ду́мка (рус. Научная мысль), а ныне «Научно-производственное предприятие Издательство „Наукова думка“ НАН Украины» - советское и украинское издательство научной литературы, расположенное в Киеве.


  • Противовоспалительное действие
  • Кислотное число