Материал: Рогожин В.В., Рогожина Т.В. Биохимия сельскохозяйственной продукции

ГЛАВА 16

ВЕЩЕСТВА ВТОРИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Растения являются автотрофными организмами, способными аккумулировать солнечную энергию и за счет этого осуществлять синтез органических веществ. Образовавшиеся вещества используются для пластических и энергетических нужд растительного организма, обеспечивая его рост и развитие. Кроме того, растения служат питательным субстратом для травоядных животных, а вырабатываемые ими вещества вторичного происхождения (ВВП) обладают стимулирующим действием на органы и системы животных. Поэтому синтезируемые растениями разнообразные по строению и механизму действия ВВП позволяют животным экономить энергетические и пластические ресурсы на их синтез.

Растения способны синтезировать целый спектр биологически активных веществ, которые предназначены для обеспечения нормального функционирования самого растения, а также различных животных. ВВП растений различаются по строению; их условно можно разделить на несколько групп: алкалоиды, гликозиды (сердечные гликозиды, сапонины, фенольные гликозиды), эфирные масла и смолы и др.

Образование ВВП растений зависит от вида и сорта растительного организма, стадии вегетации, места произрастания, погодных условий и времени года. Содержание ВВП в разных органах и тканях растений может различаться. Некоторые ВВП растений предназначены для придания цветку индивидуальной окраски. Кроме того, они могут иметь привлекательный для насекомых запах, что способствует размножению растений.

Вырабатываемые в клетках растений функциональные вещества регулируют процессы прорастания и развития организма, участвуют в механизмах синтеза лигнина, обеспечивают функционирование механизмов адаптации к действию антропогенных факторов и факторов среды, выполняют дезинтоксикационную функцию, защищают клетки растений от действия свободных радикалов, в частности от действия активных форм кислорода.

259

Глава 16. Вещества вторичного происхождения

Многие растения вырабатывают вещества, имеющие неприятный запах и вкус, что используется как форма защиты растения от чрезмерного их потребления. В растениях могут вырабатываться вещества, защищающие их от действия различных вредителей, возбудителей различных заболеваний.

Особенно следует отметить, что ВВП растений крайне необходимы для животных и человека. Некоторые из них в организме животных не вырабатываются, но крайне важны для поддержания функциональной активности организма. Отсутствие ВВП растений в организме животных и человека может приводить к возникновению у них различных заболеваний. Поэтому условно растения можно назвать биологическими фабриками по производству биологически активных веществ, необходимых как растениям, так и животным. ВВП растений активно используют в медицине для лечения различных заболеваний, а также в парфюмерной и пищевой промышленностях, хотя строение и механизм действия многих биологически активных веществ растений еще до сих пор недостаточно изучены.

16.1. АЛКАЛОИДЫ

К алкалоидам относятся азотсодержащие гетероциклические соединения, обладающие высокой функциональной активностью, многие из которых являются ядами. Большинство алкалоидов влияет на нервную систему, оказывая в малых дозах возбуждающее действие, а в больших — угнетающее. Алкалоиды различаются по строению, поэтому они подразделяются на группы морфина, кокаина, атропина, никотина, тубокурарина, эфедрина, хинина, стрихнина, кофеина, физостигмина, пельтьерина, резерпина, колхицина и др.

Алкалоиды встречаются в виде солей с органическими кислотами (щавелевой, яблочной и лимонной) в растворимом состоянии в составе клеточного сока. Большинство растений содержат не один, а несколько алкалоидов. Они характеризуются выраженным терапевтическим эффектом, поэтому их очищенные образцы относятся к группе сильнодействующих препаратов. Так, морфин обладает болеутоляющим, седативным и снотворным действием, входит в состав опия — сгущенного млечного сока опийного мака.

HO

O

N–CH3

HO

Морфин

260

16.1. Алкалоиды

Другой алкалоид группы морфина — кодеин. Обладает слабым наркотическим действием и используется как препарат против кашля.

CH3O

O

N–CH3

HO

Кодеин

В листьях Erythroxylon coca L. содержится кокаин, который обладает местным обезболивающим эффектом. Оказывает парализующее действие на парасимпатическую нервную систему.

O

CH3

NC–OCH3

O

O

Кокаин

К сложным эфирам тропина относится атропин, который встречается в растениях семейства пасленовых (Solanaceae). Особенно его много в красавке (Atropa belladonna), дурмане (Datura stramonium), белене (Hyoscyamus niger) и др. Для атропина характерна избирательность действия. Он способен понижать тонус гладкой мускулатуры желудочно-кишечного тракта, желчного и мочевого пузыря, бронхов и т. д. Стимулирует сердечную деятельность, угнетает секрецию различных желез.

CH2OH

Атропин

Одним из самых известных алкалоидов, содержащихся в листьях табака (Nicotiana tabacum), является никотин. По своему действию он относится к ганглиоблокаторам, действующим на n-холинорецепторы центральной и периферической нервной системы.

261

Глава 16. Вещества вторичного происхождения

N

NCH3

Никотин

В соке некоторых южноамериканских растений содержится кураре, который действует на двигательные окончания нервной системы, вызывая паралич. Представителем группы алкалоидов из кураре служит d-тубокураринхлорид.

HO CH2

N+

CH3O O

CH3 CH3

d-Тубокураринхлорид

К стимуляторам α- и β-адренорецепторов относится эфедрин, которого больше всего в различных видах эфедры. Применяется при бронхиальной астме и других аллергических заболеваниях. Способствует сужению сосудов и уменьшению воспаления. По своему действию близок к норадреналину, адреналину, дофамину.

H

–CH–CH–N

OH CH3 CH3

Эфедрин

Из коры хинного дерева (Cinchona officinalis) были выделены около 20 алкалоидов, среди которых основным является хинин. По механизму действия хинин служит антибиотиком, эффективно убивая гаметоцитные формы Plasmodium vivax и P. malaria, которые размножаются в эритроцитах. Действие хинина направлено на подавление процессов репликации ДНК и транскрипции РНК.

CH=CH2

N

Хинин

262