Классификация.
Полисахариды делят на гомополисахариды и гетерополисахариды. Гомополисахаридами называют полисахариды, построенные из одинаковых сахарных остатков. Например, полисахариды крахмала – амилоза и амилопектин состоят из остатков глюкозы, инулин образован остатками фруктозы. Гетеро-
полисахариды построены из остатков разных моносахаридов (нейтральных и кис-
лых). В их молекулах часто встречаются остатки глюкозы, галактозы, рамнозы, ксилозы, арабинозы, маннозы. Из кислых моносахаридов в растительных полисахаридах преобладают следующие уроновые кислоты: глюкуроновая кислота, галактуроновая кислота, маннуроновая кислота.
Химическая классификация гомополисахаридов учитывает моносахаридный состав полимерной молекулы. Например, полисахариды, построенные из глюкозы, называют глюканы; если молекула посторена из остатков фруктозы – фруктаны, маннозы – маннаны, галактуронаны образованы остатками галактуроновой кислоты (эти кислые полисахариды относятся к пектиновым веществам).
Гетерополисахариды называют и классифицируют по преоблада-
ющим моносахаридам, например, галактоманнаны образованы остатками галактозы и маннозы, арабиноглюкуроноксиланы в составе полисахаридной молекулы имеют остатки арабинозы, глюкуроновой кислоты и ксилозы.
Биологически активные гетерополисахариды классифицируют на камеди, сли-
зи и пектиновые вещества.
Строение полисахаридов рассмотрим на примере крахмала. Крахмал
(Amylum) состоит из двух гомополисахаридов: амилозы и амилопектина.
Производство крахмала включает следующие стадии: а) измельчение сырья, б) вымывание крахмала на ситах, в) рафинирование, т.е. очистка от мелких приме-
сей на ситах, г) осаждение крахмала в отстойниках или с применением центри-
фугтрования, д) подсушивание.
Физико-химические свойства полисахаридов. В чистом виде это аморфные,
редко кристаллические, высокомолекулярные вещества. Полисахариды имеют
большое количество свободных гидроксильных групп, поэтому они полярны и не-
растворимы в спирте и органических растворителях. Растворимость полисахаридов в воде различная: некоторые линейные гомогликаны (целлюлоза, хитин, ксиланы, маннаны) в воде не растворяются вследствие прочных межмолекулярных связей; сложные и разветвленные полисахариды растворяются в воде (гликоген, декстраны) или образуют студни (пектины, агар, альгиновые кислоты и т.п.). В растворах гликаны иногда образуют структурированные системы и могут выпадать в осадок. Слизи способны набухать, в связи с чем в фармакопею введен показатель
набухания для ЛРС, содержащего слизи. Из водных растворов комплексы полисахаридов чаще всего высаждают 3-кратным объемом спирта.
Применение. Крахмал используется в медицине в качестве присыпки, компонента таблеток, мазей, а декстрин — для приготовления эмульсий. Применяется также как обволакивающее средство при воспалительных процессах в ЖКТ. Снижает содержание холестерина, усиливает секрецию инсулина, синтез рибофлавина кишечными бактериями и обмен желчных кислот, угнетает активность трипсина Это главный запасной продукт животных. Целлюлоза Основное медицинское применение находит в производстве ваты, бинтов, марли, хлопчатобумажной ткани. Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (NaКМЦ) используется в производстве стабилизатора суспензий и загустителя.
Качественные реакции на полисахариды: а) реакции непосредственно на по-
лисахариды; б) реакции на продукты их гидролиза - восстанавливающие моносахариды и уроновые кислоты.
Классическим реактивом на крахмал является раствор йода (синее окрашива-
ние). Слизь алтея желтеет при нанесении на поверхность корня капли раствора щелочи. Реактивом Молиша обнаруживают инулин (фармакопейная реакция: при
нанесении на поверхность корня растений семейства Asteraceae -нафтола и концентрированной серной кислоты образуется фиолетовое окрашивание). Наиболее распространенной качественной реакцией на восстанавливающие сахара является реакция с реактивом Фелинга (кирпично-красный осадок закиси меди); кислые моносахариды можно определить карбазольным методом (малиновое окрашивание).
Инулин — высокомолекулярный фруктозан. В растениях выполняет функцию запасного вещества. Инулином богаты подземные органы растений сем. Астровые (Asteraceae): корни одуванчика лекарственного (Taraxacum officinaleWeb.) цикория обыкновенного (Cichorium intybusL.), а также растения из семейств Фиалковые (Violaceae), Колокольчиковые (Campanulaceae), Лилейные (Liliaceae).
Физико-химические свойства. Инулин легко растворяется в теплой воде, образуя коллоидный раствор. Осаждается крепким спиртом, оснoвным ацетатом свинца, не окрашивается йодом, при взаимодействии с парами HCl дает пурпурный цвет, а с резорцином в присутствии концентрированной HCl и раствором бензидина в ледяной уксусной кислоте — красный. При кислотном гидролизе образуется фруктоза (и немного глюкозы).
Применение. Инулин используется в медицине в качестве гипогликемического средства.
Слизи (Mucilagines) — природные гликопротеиды, В воде они образуют густые слизистые растворы. В отличие от крахмала слизи не имеют характерных зерен (это серые аморфные вещества), им свойственна негативная реакция с раствором йода, в отличие от камедей — осаждаются нейтральным раствором ацетата свинца. Слизи образуются в растениях вследствие «слизевой» трансформации клеток эпидермиса, коровой и древесной паренхимы, межклеточного вещества и клеточных стенок и по происхождению близки к камедям. Однако от камедей они отличаются тем, что образуются в растениях без внешнего раздражения, не являются экссудативными продуктами. В растениях слизи играют роль защитного биополимера и резерва углеводов.
Физико-химические свойства. Слизи являются бело-серыми аморфными веществами без запаха. Они растворимы в воде (образуют коллоидные растворы), не растворимы в органических растворителях (за исключением слабых спиртов), осаждаются в растворах с помощью высоких концентраций спирта или ацетона, а также нейтральным раствором ацетата свинца или раствором хлорида железа (III). По химическим свойствам слизи подразделяют на рН нейтральные и кислые, а по характеру образования в ЛРС — на интерцеллюлярные (в семени льна), внутриклеточные (в корнях и листьях алтея, листьях мать-имачехи) и примембранные (в слоевищах ламинарии). Наиболее богаты слизями растения из семейств Бобовые (Fabaceae), Льновые (Linaceae), Мальвовые (Malvaceae), Подорожниковые (Plantaginaceae), Липовые (Tiliaceae).
Качественное определение
1.С растворами NaOH или KOH слизи дают желтое окрашивание.
2.Спиртовым раствором метиленового синего (1: 5000) слизь окрашивается в голубой цвет.
3.С черной тушью (разведенной водой 1: 10) слизь дает неокрашенные белые пятна.
4. Реакция двойного окрашивания. Срез помещают на 20 мин в 2%раствор FeCl3, затем на 2—3 мин—в 2%раствор метиленового синего, промывают водой и заключают в глицерин — клетки со слизью окрашиваются в желтый цвет, волокна луба — в голубой, сосуды ксилемы — в зеленый.
Применение. Слизи используются:
·-как отхаркивающее средство при заболевании верхних дыхательных путей — способствуют разжижению и выведению мокроты (экстракт корня алтея, настои листьев мать-и-мачехи, подорожника большого; ЛС Мукалтин, изготовляемое из травы алтея);
·-противовоспалительное, мягчительное, обволакивающее, антираздражающее средство;
·-слабительное средство (слизь семян льна или подорожника блошного и ЛС Ламинарид, изготовляемое из ламинарии);
·-ранозаживляющее и противовоспалительное средство (ЛС Плантаглюцид, которое готовится из сока подорожника большого и блошного);
·-средство, которое замедляет всасывание в ЖКТ;
· -противотоксическое средство при отравлениях.
Камеди (Gummi) — экссудативные продукты, образующие натеки на трещинах в коре стволов, ветвей. Первоначально они мягкие и вязкие, но затем твердеют. Обладают вязкостью, клейкостью и набухаемостью. Камеди безвкусны, не растворимы в органических растворителях (в отличие от смол и веществ каучуковой природы), гидрофильны, растворимы в воде, при этом образуют растворы, занимающие промежуточное положение между истинными и коллоидными растворами.
По химическому составу камеди — это главным образом гексозаны (в отличие от слизей, у которых преобладают пентозаны). Камеди образуются в основном растениями засушливого климата, относящимися к семействам Бобовые (Fabaceae), Розоцветные (Rosaceae), Лилейные (Liliaceae). Например, камедь трагаканта (Gummi Tragacanthae) из астрагала мелкоголовчатого (Astragalus microcephalusWild.), камедь абрикоса (Gummi Armeniacae) из абрикоса обыкновенного (Armeniaca vulgarisLam.). Используются в медицине в качестве эмульгаторов суспензий, киселей.
Пектиновые вещества ( от греческого pectos-свернувшийся,застывший) представляют собой высокомолекулярный гетерополисахариды,главным структурным компонентом которых является галактуроновая кислота.Кроме нее в пектиновых веществах присутствуют и некоторые моносахариды(галактоза,арабиноза,рамноза)
Применение. Пектиновые вещества используют для приготовления кровоостанавливающих ЛС, для снижения токсичности салицилатов, антибиотиков. Пектины обладают антисклеротической, противовоспалительной активностью,противоязвенное действие,легкое слабительное,с различными металлами образуют комплексные соединения,которые выводятся из организма.Это свойство представляет большую ценность при использовании пектинов людьми,проживающими на радиоактивно загрязненных территориях.