Количество алкалоидоносных растений все возрастает по мере того, как их находят. Из 21 ООО видов высших растений, произрастающих в СССР, на алкалоидоносность пока исследовано меньше половины. Во многих растениях, несмотря на самые тщательные поиски, алкалоидов не обнаружено, и это затрудняет создание какой-либо общей теории физиологического действия этих соединений в организме растения.
Количество алкалоидов в растениях невелико: от следов до 2—3% на сухую массу растения, реже больше. Содержание этих веществ в одном и том же растении зависит от времени года и фазы развития. Большей частью их мало в молодом растении, затем количество их увеличивается, достигает своего максимума в момент цветения, а потом снова идет на убыль, но из этого правила известен целый ряд исключений. Существуют различия в накоплении алкалоидов растениями, обитающими в неодинаковых климатических условиях. Суровый климат севера, по-видимому, мало благоприятен для образования алкалоидов, и флора тундры беднг такими растениями.
Способность образовывать алкалоиды наследственно закрепле на не только у определенного вида растений, но и у отдельные особей. Это обстоятельство позволяет вести отбор (селекцию) растений на химический состав и выводить на плантациях боле( ценные расы, тем более что в растениях редко встречается лшш один алкалоид. Большей частью алкалоидоносное растение сраз; образует целую группу алкалоидов, при этом не. всегда близкоп химического строения и часто различного фармакологическоп действия. Например, в опии встречается 26 алкалоидов, среди ко торых преобладают морфин и наркотин, в то время как другие сос тавляют доли процента от общей суммы алкалоидов.
Растительная клетка содержит алкалоиды в растворенном bi де, но их легко выделить в виде бесцветного твердого кристалл? ческого вещества. Только немногие алкалоиды не образуют крш таллов, и еще меньшее число можно получить в жидком состояни (например, широко известный никотин). Алкалоиды обычно н< растворимы в воде, но легко образуют соли с различными кисл< тами, хорошо растворяющиеся в воде. На вкус алкалоиды очеь горькие.
Некоторые алкалоидоносные растения чрезвычайно ядовит! Один из наиболее страшных растительных ядов — стрельный 5 кураре — представляет собой смесь экстрактов алкалоидоноснь растений. Большинство ядовитых растений нашей флоры — бол1 голов, акониты и живокости — ядовиты именно благодаря соде] жащимся в них алкалоидам. Однако алкалоиды, взятые в небол ших дозах, часто служат лекарствами, и почти все ядовитые ра тения употребляются (или употреблялись раньше) как лекарств Известна даже поговорка: «Каждый яд, умело примененный, м жет служить лекарством».
Не менее важное значение, чем алкалоиды, имеют гликозид В отличие от алкалоидов они весьма широко распространены растениях, и их физиологическое значение для самих растений дс таточно ясно. В растении гликозиды играют роль своеобразш регуляторов многих химических процессов превращения вещеcтв.
Гликозиды — природные вещества, в молекуле которых углеводы (сахара) связаны с несахарным компонентом, называемым агликоном (генином). Гликозиды отличаются друг от друга как структурой агликона, так и строением сахарной цепи. Гликозиды расщепляются (гидролизуются) в присутствии кислот и под действием ферментов.
Ферментами (энзимами) называют белковые вещества, являющиеся биологическими катализаторами и осуществляющие превращение веществ в живой клетке. Действие ферментов строго специфично (иногда они катализируют превращение единственного гликозида). Гидролиз или синтез гликозидов, катализируемый ферментами, идет при определенных условиях. Например, энзиматический распад гликозидов интенсивно начинается с момента гибели растения, поэтому необходимо как можно быстрее высушить собранное сырье и тем самым прекратить действие ферментов. Медленная сушка может вызвать ступенчатый распад гликозидов, когда от углеводной цепи один за другим отщепляются моносахариды.
Гликозиды гидролизуются разбавленными кислотами, а некоторые из них — даже при кипячении с водой.
Надо ли заботиться о сохранении в лекарственном сырье не-расщепленного (нативного) гликозида? Ведь биологической активностью обладает обычно не углеводная часть, а агликон. Однако на примере сердечных гликозидов было доказано, что обедненные углеводами гликозиды теряют свою активность. Углеводный компонент определенного строения обеспечивает лучшую растворимость, а главное — усвоение гликозида. В настоящее время появились сведения о том, что гликозиды с одним и тем же агликоном, но с разным строением углеводной цепи могут обладать совершенно неодинаковым биологическим действием.
Гликозиды, выделенные из растений в чистом виде, представляют собой аморфные или кристаллические вещества, растворимые в воде и спирте.
В зависимости от химической природы агликона гликозиды разделяются на следующие группы:
Цианогенные гликозиды, агликонами которых являются соединения, содержащие синильную кислоту.
Сердечные гликозиды, агликоны которых представляют собой производные циклопентанпергидрофенангрена — карденолиды и буфадиенолиды.
Сапонины, агликонами которых служат тритерпеновые и стероидные соединения.
Антрагликозиды— гликозиды, агликонами которых являются производные антрацена.
Фенольные гликозиды, агликонами которых служат производные фенолов — кумарины, флавоноиды и т. д.
Горькие гликозиды — гликозиды, входящие в состав растений, применяемых в качестве горечей.
Гликоалкалоиды, агликонами которых являются азотсодержащие стероидные соединения.
Наиболее важна большая группа сердечных гликозидов, встре-мающихся у самых разных растений. Гликозиды этой группы окалывают сильное действие на сердечную мышцу всех позвоночных животных и человека. Среди растений, образующих в своих клетках гликозиды сердечного действия, — наперстянки, ландыш, горицвет и некоторые другие. В настоящее время фармакологи находят в нашей флоре все новые растения с сердечными гликозидами, но все же по быстроте и силе действия семя африканского строфанта комбе остается пока непревзойденным. Вся эта группа растений имеет огромное значение в лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Растения, содержащие сердечные гликозиды, сильно ядо-ниты.
Сердечные гликозиды имеют стероидную структуру, но отличаются от гормонов и других близких соединений лактонным кольцом: стероидные соединения, не имеющие этого кольца, кардио-тоническим действием не обладают.
Сердечные гликозиды очень нестойки, поэтому сбор и сушка растений, их содержащих, требует особой тщательности.
К сапонинам обычно относят растительные вещества, водные растворы которых обладают рядом характерных свойств: гемолитической активностью, токсичностью для холоднокровных животных и способностью при взбалтывании образовывать стойкую, долго не исчезающую пену. По химической природе эти гликозиды стритер-пеновыми, стероидными и стероидо-алкалоидными агликонами. Термин «сапонин» был впервые предложен в 1819 г. для вещества, выделенного из мыльнянки (Saponaria officinalis). С тех пор выделено более 200 сапонинов из представителей 70 семейств; чаще всего сапонины встречаются у видов семейств бобовых, гвоздичных, губоцветных и аралиевых.
Сапонинсодержащие растения используют в медицине разнообразно: как отхаркивающее (корни истода, синюхи и первоцвета); мочегонное (например, почечный чай); немногие сапониноносы оказывают общее укрепляющее и возбуждающее действие — таков знаменитый китайский корень женьшень. Наконец, есть сапонины, обладающие свойством понижать кровяное давление, вызывать рвоту, оказывать потогонное действие и т. д.
Антрагликозиды оказывают на организм человека слабительное н желчегонное действие. Эти вещества можно получить в виде красно-оранжевых кристаллов. (Например, цвет корня ревеня обусловливают эти гликозиды.) Они легко извлекаются из растения водой и слабым спиртом, а еще легче щелочами, при этом растворы принимают кроваво-красную окраску. Антрагликозиды но ядовиты и относительно стойки при хранении. Эти вещества представляют собой производные антрацена и содержат метиловые и оксигруппы.
Одними из самых распространенных биологически активных веществ в растениях являются фенольные соединения. Растительные фонольные соединения представляют собой чрезвычайно пеструю I руину органических соединений, весьма неоднородную по химическому строению. В настоящее время принята следующая их классификация: простые фенолы, кумарины, хромоны, ксантоны, стиль-бены, ауроны, халконы, флавоноиды (и их гликозиды), кумарины (и их гликозиды), хиноны (в том числе антрахиноны и их гликозиды), дубильные вещества, лигнаны, трополоны и пр.
Многие растительные фенольные соединения проявляют самую разнообразную фармакологическую активность.
В последнее время большое значение приобрела группа флаво-ноидных гликозидов. Название этих веществ (от латинского Иа-vum — «желтый») указывает на их желтую окраску; они относятся к фенольным соединениям. Часто встречаются они в цветках и листьях, в которых их маскирует зеленый хлорофилл. За последнее время было обнаружено, что некоторые флавоноидные соединения, в частности рутин, понижают хрупкость мельчайших кровеносных сосудов, предотвращая кровоподтеки и задерживая внутренние кровоизлияния.