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

16.1.Алкалоиды

Всеменах различных видов чилибухи содержится стрихнин. В малых дозах стрихнин стимулирует в продолговатом мозге центры кровообращения и дыхания, а при высоких концентрациях вызывает судороги всех мышц, парализует зрение, слух, обоняние и может вызывать смерть от удушья.

N

N

O

O

Стрихнин

Из листьев чая и зерен кофе выделен алкалоид кофеин. По химическому строению он очень близок к ксантину и мочевой кислоте. Кофеин обладает стимулирующим действием на сердце, расширяет коронарные сосуды, усиливает двигательную активность и диурез. Механизм действия кофеина основан на ингибировании активности фосфодиэстеразы, в результате этого происходит ускоренное накопление внутриклеточного цАМФ.

Кофеин

В плодах ядовитого африканского растения Physostigma venenosum содержится физостигмин. Механизм действия физостигмина основан на ингибировании активности холинэстеразы. В результате этого происходит усиление действия ацетилхолина на н-холинергические синапсы. Применяется алкалоид для понижения внутриглазного давления, для лечения нервных болезней.

N N

CH3 CH3

Физостигмин

Из растения раувольфия змеиная (Rauwolfia serpentina) и других видов кутровых был выделен резерпин. Алкалоид обладает сильным гипотен-

263

Глава 16. Вещества вторичного происхождения

зивным действием. Служит симпатолитиком, блокирующим адренергические нейроны на уровне пресинаптической мембраны, понижающим содержание норадреналина, дофамина и серотонина в крови животных и человека.

N

H3CO N

H

Резерпин

16.2. ГЛИКОЗИДЫ

Гликозидами являются сложные органические соединения, в составе которых углевод соединен за счет гликозидной связи с агликоном. Последний не относится к углеводам. Гликозиды, содержащиеся в растениях, входят

всостав ароматических веществ, выполняющих роль природных красителей цветков и придающих цветковому растению индивидуальный запах. Кроме того, гликозиды обладают способностью стимулировать функциональную деятельность различных органов и систем у животных организмов,

вчастности, сердечные гликозиды активируют деятельность сердца. Гликозиды имеют горький вкус и специфичный аромат. Так, глюкова-

нилин, содержащийся в плодах ванили, способен гидролизоваться на ванилин и глюкозу, придавая продукту пикантный вкус и аромат. (Ванилин используется в производстве кондитерских изделий.)

O

C

H

–O–CH3

CH2OH

O O

HO OH

OH

Глюкованилин

В листьях и косточках многих растений содержится амигдалин. В составе амигдалина дисахарид гентиобиоза и остаток синильной кислоты с бензальдегидом. При этом агликон соединен с остатком углевода β-гли-

264

16.2. Гликозиды

козидной связью. Особенно богато этим гликозидом семейство розоцветных (яблоня, вишня, рябина, слива, персики, абрикосы и др.). Большое количество амигдалина содержится в горьком миндале.

Амигдалин

В семенах сарептской горчицы (Brassiсa juncea), черной горчицы (Sinapis nigra) и хрена (Armoracia rusticana) содержится синигрин, в состав которого входит сера.

S–C6H11O5

CH2=CH–CH2–C

N–O–SO3K

Синигрин

Втиогликозидах остаток углевода связан с агликоном через серу. При расщеплении тиогликозидов образуется эфирно-горчичное масло, придающее горчице и хрену характерный жгучий вкус.

Врастениях из семейства пасленовых содержатся гликоалкалоиды — соланины. Концентрируются они в основном в наружных слоях клубней картофеля, в ростках баклажана и плодах паслена.

CH3

CH3 N

CH3

O5H11С6 H3C

O

O3H9C6—O—

O

O4H11C6

α-Соланин

16.2.1. Сердечные гликозиды

Отдельную группу представляют гликозиды стероидной природы, способные стимулировать сердечную деятельность, поэтому они называются сердечными гликозидами, или кардиостероидами.

265

Глава 16. Вещества вторичного происхождения

Стероидные гликозиды в химическом отношении родственны между собой и являются сложными органическими соединениями, которые расщепляются при гидролизе на углеводы (гликоны) и безсахаристую часть (агликоны, или генины). Характерное воздействие гликозидов на сердце связано главным образом с наличием в их молекуле агликона. Углеводы влияют на степень растворимости стероидов и их проницаемость через клеточные мембраны, способность связываться с белками крови и тканей, а также на активность и токсичность соответствующих гликозидов.

Стероидные гликозиды растений представляют собой соединения агликона с одним или бо´льшим числом остатков специфических сахаров. Агликоны (генины) в основе имеют пергидрофенантренциклопентан (см. п. 2.5), к которому у семнадцатого углеродного атома присоединяется ненасыщенное пятичленное, реже шестичленное, лактонное кольцо.

Строение сердечного гликозида (R: углевод; R1: Н или СН3; R2 и R3: Н или ОН)

Сердечные гликозиды очень чувствительны к изменению рН среды. В щелочной среде они превращаются в физиологически неактивные изосоединения (14,21- и 16,21-оксидо). В кислой среде гликозиды, содержащие 2-дезоксисахара, легко гидролизуются с отщеплением последних. Отщепляются также окси- и ацетоксигруппы в агликоновой части. Многие агликоны подвергаются автоокислению.

Кардиостероиды, являясь вторичными метаболитами растений, способны регулировать протекание обменных процессов в клетках. Доказана высокая антиоксидантная активность некоторых гликозидов, установлено их влияние на иммунологические свойства растений, показано участие этих соединений в активизации проницаемости клеточных мембран. Появляются сообщения об использовании стероидных гликозидов в качестве добавок к питательным средам in vitro. Причем показано, что кардиостероиды совместно с фитогормонами способны осуществлять регуляцию морфогенетических реакций, а также способствовать саморегуляции растительного организма. В животных тканях стероидные гликозиды способствуют увеличению проницаемости внутрь клеток кальция, a также высвобождению внутриклеточного лабильного кальция из мембран митохондрий. Изучена роль кардиостероидов как природных биорегуляторов, которые могут обладать противоопухолевой и фунгицидной активностью в зависимости от их химического строения.

266

16.2. Гликозиды

При проращивании культуры ткани томата на среде Мурасиге и Скуга в присутствии стероидных гликозидов и фитогормонов (кинетина и ИУК) показано, что такое сочетание приводит к стимуляции их морфогенеза in vitro, который контролируется гормонами и зависит от состава основной питательной среды. Причем гликозиды выступают в качестве дополнительных факторов регуляции морфогенеза in vitro как синергисты фитогормонов: сначала они оказывают влияние на темпы деления клеток, повышая их, в дальнейшем — на поляризацию дифференциации апексов, либо ускоряя формирование и развитие почек, либо усиливая рост каллуса.

Выраженной кардиотонической деятельностью обладают дигитоксин, дигоксин, строфантин K и другие сердечные гликозиды, содержащиеся в семенах строфанта (Strophanthus), в цветках ландыша (Convallaria majalis), в листьях наперстянки (Digitalis), в траве желтушника (Erysimum diffusum), в корнях кендыря (Apocynum cannabinum) и др.

O O

Строфантин K

Кардиостероиды хорошо растворимы в липидах и поэтому быстро всасываются из желудочно-кишечного тракта в кровь. Способны накапливаться в сердечной мышце, увеличивая силу и скорость сокращения миокарда. Сердечные гликозиды повышают тонус коронарных артерий. Действие сер-

267