ИНСТРУКЦИЯ
по изучению дисциплины «Лекарственные и пищевые растения»
для студентов направления «Лесное дело» (ЛХ)
группы 711
на период с 17.03.2020г. по 29.03.2020г.
Лекционные занятия
Необходимо законспектировать и изучить лекционный материал по следующей теме: «Действующие вещества в лекарственных растениях». Лекция приводятся ниже.
По приведенным контрольным вопросам в конце лекции, состоятся семинарское занятие после выхода на обучение (в первое по расписанию занятие).
Лабораторные занятия
Изучить и описать в тетради «Рудеральные растения». Задание и пояснения к выполнению приводятся ниже.
Выполненную работу необходимо сдать преподавателю после выхода на обучение (к первому по расписанию занятию)
Лекция
Действующие вещества в лекарственных
Пищевых растениях
1. Группы действующих веществ.
1 Витамины (от лат. vita – жизнь и амин – соединение азота) – биологически активные органические вещества, различные по своей химической природе и физиологическому действию, необходимые для процессов усвоения организмом всех пищевых веществ, для роста и восстановления клеток и тканей и для других жизненно важных процессов.
Витамины входят в состав всех клеток человеческого организма, увеличивают стойкость его против инфекций, предупреждают избыточное отложение холестерина на стенках кровеносных сосудов и имеют существенное значение для поддержания нормального состава крови и предупреждения физиологического увядания организма.
Витамины обнаружены на рубеже XIX - XX веков. В настоящее время известно около 30 витаминов, из них подробно описаны физико-химические свойства и физиологическое значение витаминов А, В, (тиамин), В2 (рибофлавин), В6 (пиридоксин), В2, В5, С (аскорбиновая кислота), D, Е, F, К, Р (рутин), РР (никотиновая кислота), фолиевая, пантотеновая и парааминобензойная кислоты, инозит, холин, биотин и ряд других. Животный организм нуждается в поступлении извне около 20 витаминов, остальные синтезируются во внутренних органах.
Общеизвестно, что при заболеваниях, особенно инфекционных, при болезнях печени, при беременности потребность в витаминах возрастает. Так, например, при заболеваниях сердечнососудистой системы потребность в аскорбиновой кислоте тем больше, чем тяжелее и активнее процесс. Больше всего в витаминах нуждаются больные колитом, поносами, язвенной болезнью желудка, двенадцатиперстной кишки.
Недостаточность витаминов нарушает обмен веществ, снижает работоспособность, вызывает быструю утомляемость, ухудшает состояние нервной системы и вызывает другие болезненные явления.
Потребность человека в витаминах зависит от условий его жизни и работы, от состояния организма, от времени года. Необеспеченность организма витаминами может иметь место и при достаточном содержании их в пище вследствие следующих причин: нарушение синтеза, всасывания или частичное разрушение витаминов в желудочно-кишечном тракте при его заболеваниях, болезнях печени, инфекционных заболеваниях, поражениях нервной системы и др.; нарушение усвоения витаминов клетками организма при заболеваниях, связанных с нарушением обмена веществ; усиленное выделение некоторых витаминов при длительных поносах или с мочой вследствие заболевания почек, мочевого пузыря; при различных отравлениях, при злоупотреблении алкоголем и курением; подавление синтеза витаминов или снижение их активности в организме под влиянием некоторых медикаментов (сульфаниламиды, некоторые антибиотики, дикумарин).
Витаминная недостаточность нарушает все обменные процессы, но и при избытке их против нормальной потребности также нарушается обмен веществ. Так, при недостатке витамина D у детей нарушается нормальное отложение извести в растущих костях, они размягчаются и под тяжестью тела могут искривляться, возникает рахит. При чрезмерном употреблении витамина D кальций, входящий в состав извести, скопляется уже не в костях, а переходит из костей во внутренние органы, обызвествляет почки, сердце, кишечник и другие органы.
Витамин С (аскорбиновая кислота) рассматривается сейчас как одно из самых необходимых веществ в жизнедеятельности организма, без нее не протекает ни один обменный процесс в организме. Она участвует в синтезе белков, без нее не образуется коллаген, который составляет 40 % всех белков, и невозможен синтез белков мозга.
Вызывает ряд серьезных нарушений обмена веществ недостаточное содержание холина в организме (например, жировое перерождение печени). Витамины входят в состав ферментов (их известно пока около 700), которые способны резко увеличивать сложные и многообразные процессы расчленения веществ на составные части и синтезировать новые вещества из продуктов распада при невысоких температурах (35 - 40° и меньше). Недостаток некоторых витаминов приводит к тому, что определенные ферменты перестают синтезироваться в организме, некоторые химические реакции выключаются, и обмен веществ дезорганизуется.
Витамины участвуют в образовании гормонов – биологически активных веществ, оказывающих сильное влияние на белковый, углеводный, жировой и водно-солевой обмен, рост и развитие, нервную деятельность и другие функции организма.
Существенное значение имеют витамины при заболеваниях нервной системы. В нашем организме нервная система регулирует процессы обмена веществ, а нарушение их в свою очередь приводит к функциональным нарушениям центральной нервной системы.
При лечении нервных болезней применяются также никотиновая кислота, расширяющая сосуды мозга без повышения внутричерепного давления, и витамин В12 при заболеваниях периферической нервной системы.
Витамины В12, фолиевая кислота, аскорбиновая кислота, витамин К оказывают положительное воздействие на систему кроветворения, улучшают состав крови и используются при ряде заболеваний крови. Недостаточное содержание витамина B12 в организме ведет к нарушению нормального кроветворения в костном мозге. Потребность в этом витамине у здоровых людей легко восполняется различными пищевыми продуктами суточного рациона, и недостаток обычно связан с нарушением его всасывания в желудке и кишечнике.
Фолиевая кислота, близкая по своим свойствам к витамину В12, необходима для нормального образования в организме красных кровяных телец взамен разрушившихся. При дефиците фолиевой кислоты организм теряет способность удерживать витамин В12, с ее помощью витамин B12 быстрее попадает в костный мозг. Фолиевой кислоты много в зеленых частях растений.
Витамин К стимулирует протромбиновую (протромбин (от лат. pro - раньше, перед, вместо и тромбин – белок плазмы крови человека и животных, важнейший компонент системы свёртывания крови.) функцию печени, способствует нормальному свертыванию крови, причем витамин К при нормальном свертывании крови эту свертываемость не повышает. Витамина К много в зеленых частях растений.
Витамин В2 (рибофлавин) способствует накоплению в печени запаса витамина Bl2.
Достаточно эффективно используются витамины при заболеваниях сердечнососудистой системы, в частности, аскорбиновая и никотиновая кислоты, тиамин, витамины B1, Р и F.
Большое значение придается витаминам при лечении желудочно-кишечных заболеваний. Желудочно-кишечному тракту принадлежит ведущая роль в процессах всасывания и усвоения витаминов, а ряд витаминов в свою очередь благоприятно действует на секрецию и моторную функцию желудка. Больше всего в витаминах нуждаются больные, особенно страдающие поносами, язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки, вынужденные длительно пользоваться щадящей диетой. Сульфаниламиды и многие антибиотики подавляют кишечную флору, вследствие чего нарушаются процессы синтеза микрофлорой кишечника некоторых витаминов (группы В, витамина К). Гораздо полезнее, когда сам организм синтезирует витамины, нежели получает их в готовом виде. Наибольшее значение при лечении желудочно-кишечных заболеваний имеют аскорбиновая и никотиновая кислоты, тиамин и витамин PP.
При болезнях печени и желчных путей нарушается всасывание жира и поэтому ухудшается усвоение жирорастворимых витаминов. Печень принимает активное участие в обмене витаминов. При заболеваниях печени и желчных путей положительное влияние оказывают витамины: аскорбиновая и никотиновая кислоты, тиамин, витамины А, К, В6, В12, фолиевая кислота. Недостаток витамина А, в частности, может вести к изменению слизистых оболочек мочевого пузыря, почечных лоханок и желчного пузыря, что является фактором, способствующим образованию камней.
Витамины также применяются при заболеваниях почек (отсутствие холина, например, приводит к поражению почек), органов дыхания, инфекционных, желез внутренней секреции, а также при болезни крови, лучевой болезни, в хирургии, акушерстве и гинекологии, при лечении нервных болезней и как профилактическое средство.
В состав каждого растительного и животного организма входят все известные химические элементы и их изотопы. Они являются неотъемлемой частью жидкостей, тканей и костей организма человека. Применение микроэлементов повышает лечебные свойства витаминов и позволяет уменьшать их дозы. Девять химических элементов – углерод, водород, кислород, фосфор, калий, кальций, магний, серебро и железо – составляют около 99 % живого веса растений, человека и животных и называются макроэлементами. Остальные химические элементы составляют по весу 1 – 2 %. Такие элементы, как кобальт, йод, марганец, цинк, медь, бор, молибден, мышьяк и др., содержащиеся в организме в тысячных и стотысячных долях процента, получили название микроэлементов. Элементы, содержание которых в организме измеряется в миллионных и миллиардных долях процента, называются ультрамикроэлементами. К последним относятся радий, уран, торий, лантан, самарий и др. Микроэлементы и ультрамикроэлементы входят в состав организма в ничтожно малых количествах, но они являются необходимой составной частью организма и их физиологическая роль равноценна роли макроэлементов. Для нормальной жизнедеятельности организма и обмена веществ микроэлементы необходимы в весьма малых, так называемых биотических, дозах.
Недостаточное или избыточное поступление микроэлементов может вызвать те или иные патологические изменения в организме, в некоторых случаях опасные для жизни. Так, недостаточное содержание фтора в питьевой воде (менее 0,5 мг/л) способствует возникновению кариеса зубов, при избытке фтора в питьевой воде (выше 1,2 мг/л) образуется крапчатость зубной эмали и разрушение зубов. Недостаток кобальта в питании ведет к развитию малокровия, а высокие дозировки его токсичны и вызывают отравление. Ряд исследователей отметили, что микроэлементы или их комплексы, содержащиеся в природных растительных веществах, обычно не вызывают побочных токсических действий даже при их избытке.
В тканях и органах человека происходит избирательное накопление некоторых микроэлементов: например, кадмий накапливается в почках, цинк, никель – в поджелудочной железе, литий, тяжелые металлы преимущественно концентрируются в форменных элементах крови, тогда как алюминий и кремний находятся главным образом в плазме крови, в сыворотке же из белковых фракций наиболее богат микроэлементами гамма-глобулин. При изучении желез внутренней секреции кобальт был обнаружен преимущественно в гипофизе, висмут - в поджелудочной и щитовидной железах. Отделы мозга, различные по своему морфологическому строению и физиологическим функциям, концентрируют также неодинаковые количества микроэлементов (меди, марганца, кремния, титана, алюминия и др.). В некоторых отделах серого вещества коры головного мозга был обнаружен молибден, в хвостовом теле избирательно концентрируется хром, а зрительный бугор богат ванадием и титаном. Висмут же содержится только в красном ядре.
Наличие многочисленных микроэлементов в организме и концентрация их в определенных органах и тканях не случайны, а связаны с их биологической ролью в процессах жизнедеятельности организма. В ядрах нервных клеток коры головного мозга представлено большое количество микроэлементов, некоторые из них равномерно распределены в мозге, другие же, как указывалось выше, избирательно концентрируются в различных отделах коры и подкорковых узлах, причем их количество и биохимический характер соединений подвергаются возрастным изменениям.
Каждый химический элемент выполняет определенную физиологическую роль, и отдельные элементы друг друга не заменяют. Химические элементы входят в состав и участвуют в образовании витаминов, ферментов, гормонов и других веществ, регулирующих биохимические процессы. Таким образом, все процессы обмена веществ в организме, включая внутриклеточный, совершаются при обязательном участии определенных химических элементов. Так, например, марганец необходим для образования витамина С, а кобальт – витамина В12. Для построения ферментов нужны цинк, медь, молибден, хром, кобальт. Кобальт входит в состав гормона поджелудочной железы – инсулина, который регулирует углеводный обмен в организме; медь стимулирует выработку гормонов гипофиза; йод – структурный компонент гормона щитовидной железы; цинк – составная часть гормона поджелудочной железы.
Медь принимает активное участие в обмене веществ, в процессах тканевого дыхания и, особенно в процессах образования крови вместе с железом, кобальтом, марганцем.
Дубильные вещества, или таниды, содержатся почти во всех растениях в том или ином количестве и представляют собой безазотистые ароматические соединения, производные многоатомных фенолов. Накапливаются дубильные вещества в различных органах растений, главным образом в коре и древесине деревьев и кустарников, а также в подземных частях травянистых многолетников; зеленые части большинства растений беднее танидами. Дубильные вещества не ядовиты, имеют характерный вяжущий вкус и многие из них обладают Р - витаминной активностью. К последним относятся катехины, содержащиеся во многих плодах и ягодах, и особенно много их в ягодах обыкновенной и черноплодной рябины, в терпких яблоках, листьях чая. Катехины растворимы в воде, хорошо сохраняются при осторожном высушивании растений.
Ранее в России для обработки кож с тем, чтобы уплотнить их, сделать непроницаемыми для воды, обычно использовали кору дуба, поэтому данный процесс называется дублением, а сами вещества – дубильными.
Дубильные вещества и растения, содержащие их, применяются наружно как вяжущее и бактерицидное средство, при воспалениях в полости рта и глотки, при альвеолярной пиорее, ожогах и кровотечениях, а внутрь как противовоспалительное и противопоносное средство. Кроме того, таниды применяются при отравлении тяжелыми металлами и алкалоидами. Вяжущее и противовоспалительное действие танидов основано на образовании на слизистых оболочках пленки в результате взаимодействия белковых веществ с танидами, препятствующих дальнейшему воспалению. Таниды, нанесенные на обожженные места и раны, также свертывают белки и поэтому используются как местное кровоостанавливающее средство. Танин оказывает противовоспалительное действие на слизистую оболочку кишечника. При соприкосновении с воздухом дубильные вещества окисляются под влиянием особых ферментов и переходят в вещества, нерастворимые в холодной воде, окрашенные в темно-бурый или красно-бурый цвет (побурение разрезанных яблок, айвы, картофеля и др.). К растениям, содержащим таниды и часто применяемым в медицине, относятся: кора дуба, кора и листья березы, кора и плоды калины, листья и цветки черемухи, трава зверобоя, душицы, щавеля конского, полыни горькой, пижмы, сушеницы болотной, бессмертника, шалфея, череды, хвоща, листья и ягоды земляники, ягоды малины, черники, листья ревеня, брусники и др.
Пигменты - красящие вещества растений, сложные органические соединения; многие химически мало изучены. Пигменты содержатся главным образом в корнях, цветках, листьях растений, а также в корках плодов. Растения, содержащие красящие вещества, издавна использовались народной медициной при различных заболеваниях, особенно в качестве дезинфицирующих и ранозаживляющих средств.
Пигменты некоторых растений (хна, сумах, клен, клевер, гранатник, грецкий орех и др.) в виде водного раствора были испытаны с положительными результатами в клиниках при лечении ожогов и инфицированных ран. Бактерицидные свойства растительных красок испытывались на суточных культурах стафилококков, стрептококков, кишечных бактерий, а также на заживление инфицированных ран у кроликов. В результате испытания было установлено, что гнойные раны быстро очищаются от гноя, грануляции ран усиливаются, и в течение нескольких дней происходило полное заживление гнойных ран.
В зеленых частях растений содержится хорошо известный пигмент хлорофилл в пределах 0,6 - 1,2 % от сухого веса листа, содержащий до 2,7 % магния. Биологическое значение его в жизни растений огромно. В последнее время установлено его лечебное свойство. По имеющимся данным, хлорофилл обладает стимулирующим и тонизирующим действием, усиливает основной обмен, повышает тонус матки, кишечника, сердечно-сосудистой системы и дыхательного центра. Хлорофилл также влияет на общую картину крови, увеличивая количество лейкоцитов и гемоглобина.
Листья крапивы, например, кроме витаминов С, К, В2, пантотеновой кислоты и других действующих веществ, содержат до 5% хлорофилла. Настой их применяется как витаминное средство, как средство, повышающее свертываемость крови при легочных, печеночных, желудочно-кишечных и маточных кровотечениях, а также как средство, увеличивающее процент гемоглобина и количество эритроцитов и лейкоцитов. Положительное влияние настоя листьев крапивы, особенно на состояние крови, по-видимому, объясняется тем, что в ней много хлорофилла и других действующих веществ. Хлорофилл – зеленый пигмент растений – по химическому строению вещество, родственное пигменту крови человека.
Аминокислоты - органические соединения, входящие в качестве основного элемента в состав всех белковых веществ животных и растительных организмов. Аминокислоты входят также в состав антибиотиков, витаминов и других важных для организма соединений. В настоящее время выделено примерно 20 различных аминокислот. Большинство их хорошо растворимо в воде. Десять аминокислот в организме человека не синтезируются. При недостатке этих незаменимых аминокислот или в случае полного отсутствия в пище хотя бы некоторых из них невозможен синтез полноценных белков, вследствие чего нарушается нормальная жизнедеятельность организма, и возникают различные заболевания.
Гистидин, например, относящийся к числу этих аминокислот, применяется при лечении язвы желудка, входит в состав белков растительных организмов, хорошо растворим в воде.
Смолы – вещества растительного происхождения сложного химического состава, близкие к эфирным маслам, обычно нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях (спирте, эфире, бензине и др.). Химический состав смол изучен еще недостаточно. Они не прогоркают, не загнивают, не портятся, легко воспламеняются. Смолы обладают приятным запахом и фитонцидными свойствами.
По своему строению эти тела аморфные, находятся в растениях в особых вместилищах – смоляных ходах. При поражении растений смолы вытекают наружу и затягивают, подобно пластырю, пораненное место, предохраняя внутренние ткани от высыхания и проникновения микроорганизмов. Смолы на ощупь липкие, обладают характерным запахом, некоторые быстро высыхают на дереве вследствие испарения летучих веществ или процессов полимеризации. Другие смолы долго остаются жидкими или полужидкими, и их называют бальзамами. Некоторые вытекают с камедями, с эфирными маслами (янтарь – смола, пролежавшая в земле или в воде тысячи лет).
Смолы находятся в хвое, ревене, зверобое, имбире, почках и листьях березы, алоэ (в соке 25 – 30 % смолистых веществ).
В медицине смолы применяются для приготовления пластырей, настоек, внутрь, как слабительное средство (алапа, подофиллин). Смола сосны входит в ранозаживляющий пластырь «клеол»; бензойная смола обладает дезинфицирующим свойством.
Смолистые растительные вещества (ладан, мирра, канифоль) использовались в Египте для бальзамирования трупов.
Смолы, как и воски, содержатся в эфирных маслах. Они душисты, понижают летучесть масел, замедляют их порчу и при перегонке большей частью остаются в осадке. Благодаря этому запах эфирных масел, не извлеченных из растений, более стоек, значительно медленнее улетучивается, долго не портится, что, несомненно, повышает фармакологическую активность эфирных масел.
Известно, что китайские и индийские веера в течение десятилетий сохраняют свой аромат. Сандаловое же масло, нанесенное на дерево, улетучивается за несколько дней. Точно так же корица сохраняет свой запах годами, а коричное масло улетучивается и портится сравнительно быстро.
Жирные масла – органические соединения, которые представляют собой сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. В состав жиров входят предельные и непредельные кислоты.
Жирные масла образуются главным образом в семенах, только оливковое масло получается из мякоти плодов маслины. Они в воде не растворяются, с трудом растворяются в холодном спирте, более легко в горячем. Жиры и жироподобные вещества, вырабатываемые растениями, в медицине применяются преимущественно для наружного употребления в качестве мягчительного средства (мази, кремы, мыла и др.), для приготовления пластырей, а также служат растворителями камфоры, применяемой для подкожных инъекций.
Мятное, тминное, коричное, гвоздичное, шалфейное масла обладают значительным бактерицидным свойством по отношению к кишечной палочке и патогенной кишечной флоре.
Некоторые масла обладают сильным действием, как, например, касторовое масло, чаульмугровое масло и др.
Роль жира в патогенезе атеросклероза общепризнана. Животный жир, содержащий холестерин, способен повышать уровень холестерина крови, большинство же растительных масел способствует его понижению. Растительные масла содержат ненасыщенные жирные кислоты: линолевую, линоленовую, олеиновую, которые, соединяясь с холестерином, образуют растворимые соединения, легко выделяющиеся из организма. Указанные кислоты носят название эссенциальных, т. е. незаменимых; организмом они не синтезируются. Наиболее ценными свойствами обладают кукурузное, подсолнечное, оливковое и другие масла.
В странах, где население употребляет в пищу в основном растительные масла (Италия, Япония, Китай и др.), атеросклероз встречается значительно реже, чем в странах, где в рационе питания преобладают животные жиры (Америка, Западная Европа, Скандинавские страны).
При фитотерапии действенное влияние оказывают также вид, аромат и вкус, присущие растениям. Вид, аромат, вкус веществ, попадающих в полость рта, влияют на состав и количество выделяемой слюны, причем от их запаха и вкуса зависит состав и количество желудочного сока. Растительные продукты в достаточной степени обладают нужными в этом отношении свойствами.
При лечении свежими растениями положительный терапевтический эффект оказывает жидкая часть растений. Известно, что вода входит в состав всех клеток, тканей и жидкостей организма, составляя примерно 65% веса тела взрослого человека. Вода участвует во всех обменных процессах. Человек должен получать минимум 1,5 л воды в сутки; при некоторых заболеваниях больше, при других - меньше. Помимо количества, большое значение имеет и качество употребляемой воды. Соблюдение определенного водного режима является важной частью общей терапии.
Ограничение жидкости отрицательно сказывается на солевом обмене. Если организм теряет 10 - 20% воды, может наступить смерть. Употребление дистиллированной воды или воды, не содержащей необходимых химических элементов, может вызвать неприятные последствия. Клеточный сок свежих растений представляет собой воду с растворенными в ней минеральными и органическими веществами, которая всасывается кишечником медленнее, чем свободная жидкость, не задерживается в тканях и быстро покидает организм, усиливая выведение продуктов обмена.
Соли калия, например, растворимые в клеточном соке, быстро выводятся из организма с мочой. Вместе с ними выводятся жидкость, соли натрия и азотистые шлаки, что особенно ценно при сердечно-сосудистой недостаточности, болезнях почек, расстройстве кровообращения, когда надо усилить выведение из организма жидкости с мочой.
Контрольные вопросы:
1. Какие биологически активные вещества входят в состав растений?
2. Какие группы биологически активных веществ Вам известны?
3. Назовите растения, содержащие дубильные вещества, алкалоиды, сапонины.
4. Какие соединения называются алкалоидами?
5. Каковы рациональные сроки заготовки, сушки и хранения сырья, содержащего алкалоиды?
6. Какие природные соединения называются гликозидами?
7. Назовите растения, содержащие гликозиды сердечного действия.
8. Назовите растения, содержащие сапонины.
Лабораторная работа
Рудеральные (сорные) растения
Цель занятия: изучить биологические особенности, классификацию, распространение и лекарственные свойства.
Задания: 1. Изучить биологические особенности и классификацию, и лекарственные свойства рудеральных растений.
2. Изучить и описать в тетради рудеральных растения на примере 10 видов.