Гликозиды — природные гликозильные соединения¶
Гликозиды — органические соединения, молекулы которых состоят из двух частей: сахарной (агликон-связанного сахара, обычно моносахарида или олигосахарида) и несахарной части — агликона, связанных между собой гликозидной связью. В природе гликозиды широко распространены в растениях, где выполняют защитные и обменные функции; многие из них обладают выраженной физиологической активностью и применяются в фармакологии.
¶Строение и классификация
Гликозидная связь образуется между гидроксильной группой агликона и полуацетальным гидроксилом сахара. В роли сахарного компонента чаще всего выступают глюкоза, галактоза, рамноза, ксилоза, а также дисахариды (мелибиоза, гентиобиоза). Агликон может быть самым разнообразным: стероид, терпен, фенол, азотсодержащее основание и т. д. Именно природа агликона определяет класс гликозида и его биологические свойства.
По химической природе агликона гликозиды подразделяют на:
- Сердечные гликозиды — стероидные соединения, содержащие в агликоне циклопентанпергидрофенантреновое ядро и ненасыщенный лактоновый цикл (пятичленный у кардиотонических гликозидов наподобие строфантина, шестичленный у буфадиенолидов).
- Цианогенные (цианогенные гликозиды) — при гидролизе выделяют синильную кислоту; примеры — амигдалин (содержится в косточках абрикоса, миндаля), линамарин (в клевере, маниоке).
- Тиогликозиды — содержат в агликоне серу; характерны для семейства крестоцветных (горчица, репа, капуста), при гидролизе образуют изотиоцианаты, responsible за острый вкус.
- Антрахиноновые гликозиды — производные оксиметилантрахинонов, содержатся в сенне, алоэ, ревене; обладают слабительным действием.
- Флавоноидные гликозиды — гликозиды флавонолов и флавонов (рутин, кверцетин, кемпферол), распространены повсеместно в растениях, обладают Р-витаминной активностью.
- Сапонины — гликозиды, у которых агликон (сапогенин) связан с одной или несколькими сахарными цепями; образуют при трении стойкую пену.
- Гликозиды азотсодержащих агликонов — алкалоидные гликозиды, а также гликозиды, содержащие в агликоне гетероциклический азот (например, глюкозинолаты).
Дополнительно гликозиды классифицируют по типу гликозидной связи (O-, S-, N-, C-гликозиды), по числу сахарных остатков (моно-, ди-, тригликозиды) и по стереохимии ацеталического центра (α- и β-гликозиды).
¶Физические и химические свойства
Большинство гликозидов — кристаллические вещества, часто горькие на вкус, растворимые в воде и спирте, нерастворимые в неполярных растворителях. Молекулярная масса колеблется от нескольких сотен до 1500 и более. Как ацетали, гликозиды устойчивы в щелочной среде, но подвергаются гидролизу в кислой среде и под действием специфических ферментов — гликозидаз (инвертаза, эмульсин, мальтаза и др.). При ферментативном или кислотном гидролизе гликозид распадается на сахар и агликон; именно агликон, как правило, несёт основную биологическую активность.
Для количественного определения сердечных гликозидов в фармацевтическом анализе применяют реакции Кедде, Райта, Легаля, а также спектрофотометрические методы.
¶Биологическая роль
В растениях гликозиды выполняют защитную функцию: продукты их гидролиза (синильная кислота, изотиоцианаты, фенольные соединения) токсичны или неприятны для фитофагов. Одновременно гликозидная форма обеспечивает перенос и депонирование малорастворимых агликонов в водной среде клетки. Цианогенные гликозиды при повреждении ткани вместе с ферментом β-глюкозидазой высвобождают синильную кислоту, блокирующую клеточное дыхание у многих организмов.
¶Применение
¶Медицина
Сердечные гликозиды — важный класс кардиотонических средств. Дигоксин и дигитоксин (из наперстянки), строфантин (из строфанта), коргликон (из ландыша майского) применяются при хронической сердечной недостаточности и некоторых нарушениях ритма. Механизм действия связан с ингибированием Na⁺/K⁺-АТФазы кардиомиоцитов, что повышает внутриклеточную концентрацию кальция и усиливает сократимость миокарда.
Антрахиноновые гликозиды (сеннозиды) используются как слабительные средства. Флавоноидные гликозиды (рутин, троксерутин) применяются для укрепления сосудистой стенки. Сапонины в низких концентрациях используют как эмульгаторы и пенообразователи в фармацевтических рецептурах.
¶Пищевая промышленность
Некоторые гликозиды служат источником вкусовых веществ: при гидролизе глюкозинолатов горчицы получаются горчичные масла, гликозиды лука и чеснока придают им характерный запах. Солодовый сахар (мальтоза) и другие гликозидоподобные соединения участвуют в технологических процессах брожения.
¶Сельское хозяйство
Цианогенные гликозиды в кормовых культурах (люцерна, сорго) контролируются при заготовке кормов, поскольку их избыток может вызывать отравления скота.
¶Токсикология
Отравления гликозидами возможны при употреблении в пищу косточек абрикоса и миндаля (амигдалин), листьев наперстянки, ландыша, белладонны. Клиника сердечных гликозидов включает нарушения ритма, тошноту, зрительные расстройства (ксантопсия). Лечение — введение антидота (унитиол), симптоматическая терапия.
¶История
Первое научное описание сердечных гликозидов связано с работами английского фармаколога Джеймса Линдa (1785) по наперстянке. В XIX веке были выделены строфантин (Томас Фрейзер, 1881), дигитоксин и дигоксин (Сидней Смит, 1930-е). Русские исследователи — Н. П. Кравков, Л. И. Медведева — внесли вклад в изучение фармакологии гликозидов наперстянки и строфанта.
¶Литература
- Туров А. Д., Сапожникова Н. А. «Лекарственные вещества растительного происхождения»
- Муравьёва Д. А. «Фармакогнозия»
- Гринблум М. Б., Хесин Я. О. «Химия природных соединений»