Характеристика сахарного компонента

Сахарный компонент присоединяется к агликону за счет гидроксильной группы в положении С₃.

В составе сердечных гликозидов обнаружено до 30 различных сахаров. Большинство из них (кроме глюкозы, рамнозы и фруктозы) сахара специфические для сердечных гликозидов, в других веществах растительного происхождения они не встречаются.

Характерная особенность специфических сахаров - это их обедненность кислородом, т.е. они относятся к дезоксисахарам.

Рассмотрите строение специфических сахаров на примере дигитоксозы, цимарозы и олеандрозы.

дигитоксоза

цимароза

олеандроза

Углеводная (гликозидная) часть молекулы содержит от 1 до 5 моносахаридов. Углеродные компоненты природных сердечных гликозидов построены линейно, к агликону присоединяются сначала дезоксисахара, а концевым моносахаридом служит глюкоза. Сахара, входящие в состав молекулы гликозида влияют на степень его растворимости, проницаемость через клеточные мембраны, способность связываться с белками крови и тканей. Сахара влияют на активность и токсичность молекулы КГ в целом.

Кроме того активность КГ зависит от числа групп –СН₃ и особенно -ОН у углеродных атомов «скелета». С увеличением числа гидрооксильных групп повышается растворимость в воде.

КЛАССИФИКАЦИЯ КАРДИОГЛИКОЗИДОВ

Группа Карденолиды

Подгруппа наперстянки (дигитоксигенина) - кардиогликозиды из листьев растений рода Наперстянки

Специфический кардиогликозид из листьев Наперстянки шерстистой.

Подгруппа строфанта (строфантидин)

Кардиогликозид из семян Строфанта Комби.

Кардиогликозиды из травы Адониса весеннего.

Кардиогликозид из сырья Ландыша майского.

Кардиогликозид из травы Желтушника раскидистого.

2. группа Буфадиенолиды.

Кардиогликозид из луковиц Морского лука.

Кардиогликозид из корневища с корнями Морозника краснеющего.

Связь химического строения с фармакологическим действием

Сердечных гликозидов

Химическое строение сердечных гликозидов оказывает влияние на их кардиотоническую активность. Наиболее биологически активны соединения с цис-сочленением колец А/B, C/D; b-ориентацией лактонного кольца и других функциональных групп (ОН-группа у С₃). Введение ОН-группы в С₁₁, С₁₂-положения повышает, а в С₁₆-положение снижает активность, ацетилирование этой группы повышает токсичность; присутствие -СНО у С₁₀ усиливает эффект гликозидов, ускоряет его и повышает токсичность гликозидов. На скорость и силу кардиотонического эффекта, кроме того, оказывает влияние характер углеводного компонента: наиболее сильное, но кратковременное воздействие вызывают монозиды; с удлинением углеводной цепочки действие становится более мягким и длительным. Чистые агликоны плохо удерживаются сердечной мышцей, поэтому действуют кратковременно, кроме того, они токсичны (за исключением буфадиенолидов).

Специфические кардиотонические свойства сердечных гликозидов обусловлены наличием обоих частей агликона, и стероидного ядра и ненасыщенного лактонного кольца, непосредственно связанных друг с другом. Установлено, что любые изменения в лактоном кольце приводят к потере кардиотонической активности.

Биологическая активность сердечных гликозидов очень сильно зависит от стереохимического строения соединений. Агликоны кардиостероидов имеют восемь асимметрических атомов углерода и следовательно, могут иметь 256 стереоизомеров. Особенно влияет на активность сердечных гликозидов пространственное расположение колец, они могут находиться и в транс- и в цис-положении. Кардиоактивны только соединения, имеющие кольца А/В и С/Д в цис-сочленении. Соединения, у которых названные кольца находятся в транс-положении, либо вообще лишены кардиотонических свойств, либо слабо активны. Также наиболее активными являются цис-изомеры по заместителям в положениях 5, 10 и 17. Изомерия заместителей в других положениях влияния на биологическую активность не оказывает.

Содержание сердечных гликозидов в растениях, факторы, влияющие на их образование и накопление

Растений, содержащих сердечные гликозиды, немного, они составляют около 0,3% от общего числа видов флоры нашей страны. Наиболее богаты сердечными гликозидами растения следующих семейств: лилейных, лютиковых, норичниковых, капустных, кутровых, ластовневых. Кардиостероиды обнаружены также в секрете кожных желез жаб и в микроколичествах содержатся в бабочках.

Сердечные гликозиды содержатся в растворенном виде в клеточном соке различных органов растений: семенах (строфанты), листьях (наперстянка, ландыш), цветках (ландыш), подземных органах (кендырь коноплевый) и др. В растениях обычно содержится несколько близких по строению гликозидов, например из листьев наперстянки выделено около70 гликозидов. Образованию и накоплению СГ в растениях способствуют свет, тепло. Содержание СГ в растениях, произрастающих на высоте (в горах, на возвышенностях), значительно выше. Большинство используемых в настоящее время лекарственных растений произрастает в тропиках (строфанты) или теплых климатических зонах (наперстянка, желтушник, горицвет и др.). Присутствие марганца и молибдена в почве увеличивает содержание сердечных гликозидов.

Обычно в растениях содержится 20-30 и более сердечных гликозидов и очень редко встречаются растения, содержащие один кардиостероид. Количественное содержание сердечных гликозидов находится в пределах 0,01-1%, составляя в среднем 0,2-0,5%. Особенно высоким содержанием кардиостероидов отличаются семена строфанта (до 3%) и желтушника (до 6%).

Физико- химические свойства кардиогликозидов

1. В большинстве случаев это бесцветные, беловатые иногда с кремовым оттенком кристаллические вещества.

2. Запаха не имеют.

3. Обладают горьким вкусом.

4. Характеризуются определенной точкой плавления.

5. Оптически активны, имеют определенный угол вращения.

6. Многие сердечные гликозиды обладают специфической флуоресценцией в УФ свете.

7. Большинство сердечных гликозидов мало растворимы в этиловом эфире, хлороформе, петролейном эфире, в воде, но хорошо растворимы в водных растворах метилового и этилового спиртов. Причем, чем длиннее сахарная цепочка, тем лучше растворимы сердечные гликозиды.

8. Агликоны сердечных гликозидов лучше растворимы в органических растворителях.

9. Сердечные гликозиды легко могут подвергаться гидролизу (кислотному, щелочному и ферментативному). Наиболее мягкое и ступенчатое расщепление протекает при ферментативном гидролизе.