Вещества первичного синтеза

2.1.2 Вещества первичного синтеза

Вещества первичного синтеза.

Вещества первичного синтеза образуются в процессе ассимиляции, т. е. превращения веществ, поступающих в организм извне, в вещества самого организма (протопласт клеток, запасные вещества и т. д.).

К веществам первичного синтеза относят аминокислоты, белки, липиды, углеводы, ферменты, витамины и органические кислоты.

Липиды (жиры), углеводы (полисахариды) и витамины широко используются в медицинской практике (характеристика этих групп веществ дана в соответствующих темах).

Белки, наряду с липидами и углеводами, составляют структуру клеток и тканей растительного организма, участвуют в процессах биосинтеза, являются эффективным энергетическим материалом.

Белки и аминокислоты лекарственных растений оказывают неспецифическое благоприятное действие на организм больного. Они влияют на синтез белков, создают условия для усиленного синтеза иммунных тел, что приводит к повышению защитных сил организма. Улучшенный синтез белков включает также и усиленный синтез ферментов, вследствие чего улучшается обмен веществ. Биогенные амины и аминокислоты играют важную роль в нормализации нервных процессов.

Белки — биополимеры, структурную основу которых составляют длин­ные полипептидные цепи, построенные из остатков ?-аминокислот, соеди­ненных между собой пептидными связями. Белки делят на простые (при гидролизе дают только аминокислоты) и сложные — в них белок связан с веществами небелковой природы: с нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды), полисахаридами (гликопротеиды), липидами (липопротеиды), пиг­ментами (хромопротеиды), ионами металлов (металлопротеиды), остатками фосфорной кислоты (фосфопротеиды).

В настоящий момент почти нет объектов растительного происхождения, применение которых определялось бы наличием в них главным образом белков. Однако не исключено, что в будущем модифицированные расти­тельные белки могут быть использованы как средства, регулирующие обмен веществ в человеческом организме.

       Липиды - жиры и жироподобные  вещества, являющиеся производными высших жирных кислот, спиртов или альдегидов.

Подразделяются на простые и сложные.

К простым относятся липиды, молекулы которых содержат только остатки жирных кислот (или альдегидов) и спиртов. Из простых липидов в растениях и животных встречаются жиры и жирные масла, представляющие собой триацилглицерины (триглицериды) и воск.

Последние состоят из сложных эфиров высших жирных кислот одно - или двухатомных высших спиртов. К жирам близки простагландины, образующиеся в организме из полиненасыщенных жирных кислот. По химической природе это производные кислоты простаноевой со скелетом из 20 атомов углерода и содержащие циклопентановое кольцо.

Сложные липиды делят на две  большие группы:

фосфолипиды и гликолипиды (т. е. соединения, имеющие в своей структуре остаток кислоты фосфорной или углеводный компонент). В составе живых клеток липиды играют важную роль в процессах жизнеобеспечения, образуя энергетиче­ские резервы у растений и животных.

Жирные масла и жироподобные вещества — слож­ные эфиры глицерина и высших жирных кислот. В чистом виде жирные масла (касторовое, облепиховое) используются как лекарственные средства или служат растворителями для лекарственных веществ (камфорное). К жироподобным веществам относятся растительные воски, стерины (фитостерины) и другие вещества. Некоторые из них используются в качестве лекар­ственных препаратов. Ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая, пальмитиновая и др.) предупреж­дают развитие атеросклероза. В значительном коли­честве они содержатся в семенах растения (какао, миндаль, подсолнечник, лен и др.), мякоти плодов (маслины, облепиха).

Нуклеиновые кислоты — биополимеры, мономерными звеньями которых являются нуклеотиды, состоящие из остатка фосфорной кислоты, углевод­ного компонента (рибозы или дезоксирибозы) и азотистого (пуринового или пиримидинового) основания. Различают дезоксирибойуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) кислоты. Нуклеиновые кислоты из растений в лечебных целях пока не используются.

Ферменты занимают особое место среди белков. Роль ферментов в растениях специфична - они являются катализаторами большинства химических реакций. Все ферменты делятся на 2 класса: однокомпонентные и двухкомпонентные. Однокомпонентные ферменты состоят только из белка,

двухкомпонентные - из белка (апофермента) и небелковой части (кофермента). Коферментами могут быть витамины.

В медицинской практике используют следующие ферментные препараты:

"Нигедаза" - из семян чернушки дамасской - Nigella damascena, сем. лютиковых - Ranunculaceae. В основе препарата фермент липолитического действия, вызывает гидролитическое расщепление жиров растительного и животного происхождения. Препарат эффективен при панкреатитах, энтероколитах и возрастном снижении липолитической активности пищеварительного сока. "Карипазим" и "Лекозим" - из высушенного млечного сока (латекса) папайи (дынного дерева) - Carica papaya L., сем. папаевых - Cariacaceae.

В основе "Карипазима" - сумма протеолитических ферментов (папаин, химопапаин, пептидаза).

Применяют при ожогах III степени, ускоряет отторжение струпов, очищает гранулирующие раны от гнойно-некротических масс.

В основе "Лекозима" - протеолитический фермент папаин и муколитический фермент лизоцим. Применяют в ортопедической, травматологической и нейрохирургической практике при межпозвоночном остеохондрозе, а также в офтальмологии для рассасывания эксудатов.

Органические кислоты, наряду с углеводами и белками, являются самыми распространенными веществами в растениях.

Они принимают участие в дыхании растений, биосинтезе белков, жиров и других веществ. Органические кислоты относятся к веществам как первичного синтеза (яблочная, уксусная, щавелевая, аскорбиновая), так и вторичного синтеза (урсоловая, олеаноловая).

Органические кислоты являются фармакологически активными веществами и участвуют в суммарном эффекте препаратов и лекарственных форм растений:

- салициловая и урсоловая кислоты обладают противовоспалительным действием;

- яблочная и янтарная кислоты - доноры энергетических групп, способствуют повышению физической и умственной работоспособности;

аскорбиновая кислота - витамин С.

Органические кислоты могут находиться в растениях в свободном состоянии, а также в виде солей и эфиров. В растениях содержатся яблочная, лимонная, янтарная, виннокаменная, щавелевая, муравьиная, уксусная и некоторые другие кислоты. Органические кислоты активно участвуют в обмене веществ, усили­вают деятельность слюнных желез, увеличивают отде­ление желчи и желудочного сока. Много органических кислот содержится в плоде лимона, в клюкве, яблоках, смородине, шиповнике, облепихе, чернике, рябине, листьях щавеля, спаржи, чистотела и многих других растениях. Лекарственным действием обладают валериановая и изовалериановая кислоты "(содержащиеся в валериане, тысячелистнике, хмеле, любистоке и др.), салициловая кислота (в ромашке, полыни, тысячелистнике и др.), бензойная кислота (в бруснике).

Витамины — особая группа орга­нических веществ, выполняющих важ­ные биологические и биохимические функции в живых организмах. Эти органические соединения различной химической природы синтезируются главным образом растениями, а также микроорганизмами.

Человеку и жи­вотным, которые их не синтезируют, витамины требуются в очень малых количествах по сравнению с пита­тельными веществами (белками, угле­водами, жирами).

Известно более 20 витаминов. Они имеют буквенные обозначения, названия химические и названия, характеризующие их физио­логическое действие. Классифициру­ются витамины на водорастворимые (кислота аскорбиновая, тиамин, ри­бофлавин, кислота пантотеновая, пиридоксин, кислота фолиевая, цианокобаламин, никотинамид, биотин)

и жирорастворимые (ретинол, филлохинон, кальциферолы, токоферолы). К витаминоподобным веществам при­надлежат некоторые флавоноиды, липоевая, оротовая, пангамовая кисло­ты, холин, инозит.

Биологическая роль витаминов разнообразна. Установле­на тесная связь между витаминами и ферментами. Например, большинство витаминов группы В являются предшественниками коферментов и простетических групп ферментов.

Витамины — биологически активные вещества с различным химическим строением, необходимые для нормального течения процессов обмена веществ, роста и функционирования клеток и тканей. Недостаток витаминов в организме приводит к развитию гиповитаминозов и авитаминозов.

В настоящее время известно более 20 различных витаминов, многие из которых содержатся в растениях. Витамины применяются в медицине не только для про­филактики и лечения гипо - и авитаминозов, но и при других, самых разнообразных заболеваниях и состояниях. Следует отметить, что при употреблении при­родных витаминсодержащих продуктов не возникает опасность их передозировки и гипервитаминоза.

Богаты витаминами шиповник, черная смородина, грецкий орех (незрелые плоды), различные цитрусо­вые, сосна, первоцвет, облепиха, чеснок, рябина, кра­пива и многие другие лекарственные растения.

Углеводы — обширный класс органических веществ, к которому отно­сятся полиоксикарбонильные соединения и их производные. В зависимости от числа мономеров в молекуле они подразделяются на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Углеводы, состоящие исключительно из полиоксикарбонильных соеди­нений, получили название гомозидов, а их производные, в молекуле которых имеются остатки иных соединений, называются гетерозидами. К гетерозидам относятся все виды гликозидов.

Моно - и олигосахариды — нормальные компоненты любой живой клет­ки. В тех случаях, когда они накапливаются в значительных количествах, их относят к так называемым эргастическим веществам.

Моносахариды и олигосахариды используются в чистом виде, обычно в виде глюкозы, фруктозы и сахарозы. Будучи энергетическими веществами, моно - и олигосахариды, как правило, применяются в качестве наполнителей при изготовлении различных лекарственных форм.

Растения являются ис­точниками получения этих углеводов (сахарный тростник, свекла, вино­град, гидролизованная древесина ряда хвойных и древесных покрытосе­менных).

Полисахариды, как правило, всегда накапливаются в значительных количествах как продукты жизнедеятельности протопласта. В растениях синтезируются различные формы полисахаридов, ко­торые отличаются друг от друга как по структуре, так и по выполняемым функциям. Полисахариды находят довольно широкое применение в медицине в различных формах. В частности, широко используются крахмал и продукты его гидролиза, а также целлюлоза, пектин, альгинаты, камеди и слизи.

Целлюлоза (клетчатка) — поли­мер, составляющий основную массу клеточных стенок растений. Полагают, что молекула клетчатки у разных растений содержит от 1400 до 10 000 остатков ?-D-глюкозы.

Крахмал и инулин относятся к за­пасным полисахаридам.

Крахмал на 96-97,6 % состоит из двух полисахаридов: амилозы (линейный глюкан) и амилопектина (разветвленный глю­кан).

Он всегда запасается в виде крахмальных зерен в период активно­го фотосинтеза. У представителей сем. Аsteraсеае и Сатрапи/асеае накапливаются фруктозаны (инулин), особенно в больших количествах в подземных органах.

Слизи и камеди (гумми) — смеси гомо - и гетеросахаридов и полиуро-нидов. Камеди состоят из гетерополисахаридов с обязательным участи­ем уроновых кислот, карбонильные группы которых связаны с ионами Са2+, К+ и Мg2+. 

По растворимости в воде камеди делятся на 3 группы:

- арабиновые, хорошо растворимые в воде (абрикосовая и аравийская);

бассориновые, плохо растворимые в воде, но сильно в ней набухающие (трагакантовая) и церазиновые, плохо растворимые и плохо набухающие в воде (вишневая).

Слизи, в отличие от камедей, мо­гут быть и нейтральными (не содержат уроновых кислот), а также имеют меньшую молекулярную массу и хоро­шо растворимы в воде.

Слизи — безазотистые вещества различного хими­ческого состава, преимущественно полисахариды. Они обладают обволакивающим и мягчительным свойствами. Большое количество слизи содержат корень алтея, льняное семя.

Камеди — полисахариды, содержащиеся в затвер­девшем соке, выделяющемся при повреждениях коры деревьев и кустарников. Используются в качестве свя­зывающего вещества. Источником камеди являются абрикос, вишня, слива и др.

Смолы — сложные по химическому составу, липкие и нерастворимые в поде, обладающие различными запахами, вещества. Некоторые смолы обладают ранозаживляющим и противомикробным свойствами, ока­зывают слабительное действие и др. Большое количество смолистых веществ содержится в таких растениях, как береза (почки, листья), сосна (кора).

Пектиновые вещества — высоко­молекулярные гетерополисахариды, главным структурным компонентом которых является кислота ?-D-галактуроновая (полигалактуронид).

В рас­тениях пектиновые вещества присут­ствуют в виде нерастворимого прото­пектина — полимера метоксилированной полигалактуроновой кислоты с галактаном и арабаном клеточной стен­ки: цепочки полиуронида соединены между собой ионами Са2+ и Мg2+.

Пектины — застудневающие межклеточные веще­ства — относятся к полисахаридам. Пектинам свой­ственна антимикробная и антитоксичная активность; кроме того, они выводят из организма излишнее коли­чество холестерина. Много пектинов содержится в плодах рябины, вишни, черешни. Они нормализуют работу желудочно-кишечного тракта, стимулируют кишечную перистальтику, способствуют деятельности нормальной и подавляют патогенную микрофлору кишечника, способствуют выведению из организма продуктов его метаболизма, а также холестерина.