Фитоэкдизоны. Подгруппа сырья лекарственных растений: строфант комбе, ландыш майский

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Вопрос №1

Фитоэкдизоны. Качественое и количественное определение фитоэкдизонов в лекарственном растительном сырье. Фармакологическое действие фитоэкдизонов. Препараты, применение

В основе строения молекул экдизонов лежит циклопентанпергидрофенантреный скелет, к которому в С17-положении присоединена алифатическая цепочка из 8 углеродных атомов. По физико-химическим свойствам фитоэкдизоны - твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в этаноле, метаноле, ацетоне, этилацетае и плохо - в хлороформе, нерастворимы в петролейном эфире. Оптически активны.

б-Экдизон

Впервые эти вещества были обнаружены у насекомых и ракообразных в связи с тем, что они контролируют метаморфоз и линьку этих беспозвоночных животных, а затем были найдены и в растениях - папоротниках, таких как Podocarpusnakai, Seratulaxeranthemoides(у последнего вида - серпухи сухоцветной - их содержание было около 2%). Считали, что без получения личинками насекомых достаточного количества экдистероидов из растений, используемых ими для питания, у них не наступают процессы окукливания и превращения в стадию имаго.

Для обнаружения фитоэкдизонов в ЛРС используют их некоторые физико-химические свойства, а также биотест на окукливание личинок при введении им экстракта растения.

Фармакологическое действие экдистероидов изучено недостаточно. Установлено, что они оказывают адаптогенное и психостимулирующее действие. Помимо этого, экдизоны усиливают процессы белкового синтеза в организме и могут быть использованы как анаболические средства, что находит применение в спортивной медицине.

Rhizomatacumradicibus Leuzeaecarthamoides (= Rhapontici, = Stemmacanthacarthamoides) - корневища с корнями левзеисафлоровидной (=рапонтикумасафлоровидного, =стемакантысафлоровидной).

FoliaLeuzeaecarthamoides (= Rhapontici, = Stemmacanthacarthamoides) - листья левзеи сафлоровидной(=рапонтику масафлоровидного, =стемаканты сафлоровидной).

Левзея сафлоровидная (Leuzeacarthamoides(Willd.) DC), (= рапонтикум (=большеголовник) сафлоровидный - Rhaponticumcarthamoides (Willd.) Iljin), (= стемакантасафлоровидная - Stemmacanthacarthamiodes(Willd.) M. Ditrich) - сем. Астровые, Asteraceae(рис. 72П) - многолетнее травянистое растение до 50-80 см высотой с горизонтальным ветвистым бурым корневищем и отходящими от него тонкими корнями, имеющее особый запах. Листья глубоко перистораздельные с 5-8 парами яйцевидно-ланцетных по краям зубчатых долек: нижние розеточные - черешковые, верхние - сидячие на полом ребристом опушенном стебле, несущем корзинку из фиолетово-лиловых трубчатых цветков (диаметр корзинки 3-8 см). Цветет в июле-августе, семена (семянки с хохолком на верхушке) созревают в сентябре. Растение - эндемик Южной Сибири, еще известно как «маралий корень»; в Беларуси культивируется. Срок годности ЛРС 2 года.

Химический состав ЛРС. В корневищах с корнями содержатся фитоэкдизоны (0,6%), тритерпеновые сапонины - рапонтозиды А, Б, С, Д, фитостерины, лигнаны, дубильные вещества (5%), кумарины, флавоноиды, алкалоиды, смолы, инулин. Надземные части растения содержат эти вещества в иных концентрациях (в листьях 20-гидроксиэкдизона > 0,1%).

Основное действие ЛРС: стимулирующее.

Характер применения. Жидкий экстракт и настойку левзеи принимают при переутомлении, посттравматической реабилитации, половом бессилии, хроническом алкоголизме. Препарат Экдистен используют как тонизирующее после физического или психического перенапряжения.

Вопрос 2

Подгруппа сырья лекарственных растений: строфант комбе, ландыш майский

Укажите класс и подгруппу биологически активных веществ, к которым относятся данные растения.

Клас биологически активных веществ для строфанта комбе и ландыша майского - гликозыды, подгруппа сердечные гликозиды.

Особенности химического строения действующих веществ этой подгруппы

ландыш гликозид фитоэкдизон растительный

Кардиотоническими гликозидами называют вещества растительного, реже животного происхождения, агликоны которых являются стероидами - производными циклопентанпергидрофенантрена, имеющими у С17 ненасыщенное пяти- или шестичленное лактонное кольцо, и оказывающими специфическое действие на сердечную мышцу. Точнее, они вызывают задержку сердечного ритма в стадии систолы, а в больших дозах и остановку его, т.е. являются сердечными ядами. Это свойство сердечных гликозидов использовалось аборигенами тропических лесов, которые перед выходом на охоту смазывали наконечники стрел соком растений, содержащими эти вещества. Однако в малых дозах кардиотонические гликозиды улучшают деятельность сердца: они делают сокращения сердечной мышцы более редкими и более сильными.

Образование сердечных гликозидов в растениях. Американскими биохимиками (Jacobs, Tschescheetal., 1930) было установлено, что агликоны сердечных гликозидов относятся к стероидным соединениям, которые весьма близки к таким важным соединениям животного организма как холестерин, желчные кислоты, половые гормоны коры надпочечников, витамин Д. Это обстоятельство ускорило познание образования сердечных гликозидов в растениях. Как оказалось, предшественниками фитостеринов являются молекулы непредельного алифатического углеводорода сквалена, которые циклизируются в в-ситостерин, из которого затем путем изменения структуры боковой цепи в молекуле у С17 образуются два типа сердечных гликозидов - карденолиды и буфадиенолиды.

Таким образом, в химическом отношении кардитонические гликозиды достаточно сходны, поскольку все они в агликоновой части (в части молекулы без гликозидногоосттака) имеют одну базовую структуру циклопентанпергидрофенантрена, в которой у атома С17 обнаруживается еще лактонное кольцо: 5-членное с одной ненасыщенной связью или 6-членное с двумя ненасыщенными связями.

В циклопентанпергидрофенантреновом остове молекул сердечных гликозидов С-атомы нумеруются, начиная с верхнего атома С в кольце А, и далее против часовой стрелки, переходя на кольцо В (С5-С6) до С10 в месте сочленения колец А и В, затем в кольце С с С11 по часовой стрелке до С14 и на кольцо D (С14-С15) и до С17, где появляется радикал R - пяти- или шестичленное лактонное кольцо.

Зависимость функциональной активности сердечных гликозидов от особенностей структуры их молекул. Установлено, что своеобразие действия различных природных сердечных гликозидов обусловлено рядом особенностей их строения:

1. природой лактонного кольца у С17;

2. структурой стероидного «скелета» генина (агликона);

3. природой радикала у С10генина;

4. наличием других заместителей атома водорода у различных атомов углерода, находящихся в различных местах стероидного «скелета»;

5. природой и числом мономеров сахарного компонента, присоединяемого к оксигруппе у С3 стероидного «скелета» агликона.

Вначале о влиянии структурных особенностей агликона (генина), точнее даже его циклопентанпергидрофенантреновой основы на функциональную активность сердечных гликозидов. Циклопентанпергидрофенантреновый «скелет» генина - тетрациклическое образование, состоящее из колец, обозначаемых буквами А, В, С и D. Здесь важное значение имеет размещение колец: в транс- или в цис-положении. В цис-положении кольца сближены: А и В, С и D; в транс-положении кольца несколько дистанцированы и потому более подвижны в целой конструкции - например, В и С. Кардиотонической активностью обладают только те гликозиды, у которых кольца А и В находятся в цис-сочленении. Это пространственное положение колец отличает сердечные гликозиды от других природных стероидов, где положение колец может быть иным.

В С17 имеется важная связь - ответвление на еще одно кольцо - лактонное: 5-членное бутенолидное или 6-членное кумалиновое. Поэтому, в зависимости от того, какого типа лактонное кольцо будет стоять у С17, кардиотонические гликозиды подразделяют на две основные группы:

- карденолиды (R1 - 5-членный лактон с одной енольной связью),

- буфадиенолиды (R1- 6-членный лактон с двумя енольными связями)

КарденолидыБуфадиенолиды

Следует подчеркнуть, что специфическое кардиотоническое действие веществ этой группы на сердце обусловлено именно наличием в их молекуле пяти- или шестичленного лактонного цикла. Изменения в структуре лактонного кольца (например, раскрытие его под действием щелочи) ведут к утрате этими веществами характерного сердечного действия. Карденолиды, в сравнении с буфалиенолидами, характеризуются в целом более сильным и резким влиянием на сердечную мышцу, тогда как буфадиенолиды - более слабым и мягким действием.

Третьим важным фактором, влияющим на характер и степень кардиотонической активности сердечных гликозидов, является радикал R2 у С10циклопентанпергидрофенантрена: метильный, альдегидный или карбонильный (спиртовой). Подавляющее большинство природных агликонов в этом положении имеет метильную или альдегидную группу, на основании которых все кардиогликозиды подразделяют на две подгруппы:

а) наперстянковые (-СН3);

б) строфантовые (с -С=О или -СН2ОН), / Н;

Отметим также, что изменение альдегидной группы на карбонильную значительно ослабляет кардиотонический эффект на сердечную мышцу.

Менее значительный эффект на активность молекулы сердечных гликозидов оказывают другие заместители у атома углерода генина:

у С3 - R3 [-О-(сахар)1-5] или (-ОН); у С14 - R6 (-ОН) или Н;

у С12 - R4 (-ОН) или Н; у С16 - R7 (-ОН) или Н;

у С13 - R5 (-СН3) или Н; у С5 - R8 (-ОН) или Н;

Кроме того, гидроксильные группы могут быть у С1, С2, С11, С15; иногда гидроксил у С16 может также этерефицироваться муравьиной или уксусной кислотой.

Как правило, при гликозилировании генина присоединение сахаристых остатков к агликону у С3 всегда происходит через кислород гидроксила, т.е. это - О-гликозиды. Длина цепочки сахарных мономеров у разных гликозидов составляет от 1 до 5 и более остатков. При гидролизе отщепление звеньев от сахаристой цепочки происходит также постепенно. В лекарственном растительном сырье содержатся сразу первичные и вторичные гликозиды кардиотонических генинов.

Сахара в цепочке D-типа (это - глюкоза, ксилоза, рамноза), однако, кроме обычных сахаров, в молекулах сердечных гликозидов присутствуют и необычные, которые больше нигде не встречаются. Особенность их в том, что они обеднены кислородом (т.е. представляют собой дезоксисахара), что связано с заменой ОН-групп водородом или метильной (-СН3) группой, благодаря которым в целой молекуле изменяется соотношение гидрофильных (-ОН) и гидрофобных липофильных (-СН3) групп. При гликозилировании к генину у С3 сначала присоединяются дезоксисахара, а конечным звеном в цепочке, как правило, является глюкоза.

в-глюкоза в-дигитоксоза в-цимароза

Более неполярные (более липофильные) сердечные гликозиды, основным представителем которых является наперстянковыйдигитоксин, благодаря метильным группам и небольшому числу гидроксильных групп, хорошо растворимы в липидах и легко всасываются из желудочно-кишечногот тракта - их рекомендуется принимать перорально. Наоборот, более полярные (более гидрофильные) сердечные гликозиды, основным представителем которых является К-строфантин, благодаря преобладанию полярных групп (альдегидной, гидроксильных) над неполярными (метильными), плохо проникают через клеточную мебрану и всасываются из желудочно-кишечного тракта - их рекомендуется вводить парентерально (в кровь вены).

Напишите структурные формулы действующих веществ данной подгруппы.

В циклопентанпергидрофенантреновом остове молекул сердечных гликозидов С-атомы нумеруются, начиная с верхнего атома С в кольце А, и далее против часовой стрелки, переходя на кольцо В (С5-С6) до С10 в месте сочленения колец А и В, затем в кольце С с С11 по часовой стрелке до С14 и на кольцо D (С14-С15) и до С17, где появляется радикал R - пяти- или шестичленное лактонное кольцо.

Фармакологическое действие биологически активных соединений, получаемых из вышеперечисленных растений.

Среди множества представленных на фармацевтическом рынке лечебных средств и препаратов имеются такие, которые до настоящего времени не синтезируются химическим или микробиологическим путем. К таким препаратам относятся, в частности, кардиотонические гликозиды, которые всецело получают из ЛРС. Роль фармфабрик выполняют ЛР.

Следует отметить, что получение ЛС, в частности, сердечных гликозидов, из животных - жаб, насекомых, способных вырабатывать и накапливать эти вещества, в Республике Беларусь пока не налажено и не проводится. Более того, буфадиенолиды, как ЛС, в мире в настоящее время производятся в ограниченном количестве и используются мало.

Препараты из сырья рассматриваемой подгруппы лекарственных растений и их применение

Ландыш майский. Из листьев, цветков и травы ландыша получают препараты: Коргликон и Конвафлавин (в состав последнего помимо кардиогликозидов входят флавоноиды и он проявляет также спазмолитическое и желчегонное действие). Коргликон оказывает успокаивающее действие и усиливающее сокращения сердечной мышцы. В тканях не куммулируется. Применяют при неврозах сердца, кардиосклерозе, острой и хронической сердечной недостаточности. Настойка ландыша одна, и входящая в состав капель Зеленина (наряду с настойкой валерианы, белладоны и ментола), оказывают на сердце успокаивающее и слабое тоническое действие.

СтрофатКомбе. Из семян с. Комбе получают два основных препарата: Строфантин К, который состоит из смеси К-строфантозида и К-строфантина-в, и Строфантидин-ацетат. Препараты характеризуются высокой эффективностью и быстротой действия (эффект проявляется через 5-10 мин. и достигает максимума через 15-30 мин., продолжительность действия небольшая), они практически не обладают куммулятивным влиянием и быстро выводятся из организма. Их рекомендуют вводить в кровь больным: в случае неэффективности применения наперстянковых сердечных гликозидов и в особенности при острой сердечно-сосудистой недостаточности, остром инфаркте миокарда, тяжелых формах хронической недостаточности кровообращения и т.д.

Вопрос 3

Если на анализ поступила партия сырья клубнелуковицы безвременника свежие, состоящая из 80 транспортных единиц общей массой 1600 кг, то:

Выпишите из "Атлас. Фармакогнозия" латинское и русское названия сырья, производящего растения и семейства для сверки с этикеткой.

Bulbotuberа Соlchiсirecentia ? клубнелуковицы безвременника свежие.

Безвременник великолепный ? СоlchicumspeciosumStev. ? сем. Мелантиевые, Melanthiасеае.

Сколько единиц продукции подлежит осмотру при приемке партии сырья и что надлежит проверить. 

Осмотру подлежит 80 транспортных единиц прибывшей продукци. Для проверки соответствия качества ЛРС требованиям стандартов качества методом случайного или систематического отбора делают выборку из неповрежденных транспортных упаковок.

Укажите объем выборки для данной партии.

Объем выборки лекарственного растительного сырья равен 10% транспортных единиц от партии, таким образом необходимо проверить 8 транспортных единиц прибывшего товара требованиям стандартов качества.

Укажите массу средней пробы. 

Для клубней, корней и цельных корневищ масса средней пробы равна 600 г.

Укажите массы аналитических проб и их предназначение.

Из средней пробы методом квартования выделяют аналитические пробы для определения:

* подлинности, измельченности и содержания примесей;

*влажности (аналитическую пробу для определения влажности отделяют сразу же после отбора средней пробы и упаковывают герметически);

* содержания золы и действующих веществ.

Для таких видов сырья, как цельная трава, корни, корневища, клубни, после выделения аналитической пробы для определения подлинности, измельченности и содержания примесей часть средней пробы, предназначенную для определения влажности, содержания золы и действующих веществ, измельчают ножницами или секатором на крупные куски, тщательно перемешивают и затем выделяют соответствующие аналитические пробы.

Для клубней, корней и цельных корневищ массы аналитических проб равны:

Для определения подлинности, измельченности - 300 г

Для определения влажности - 50 г

Для определения содержания золы и действующих веществ - 200 г

Опишите морфологические признаки сырья.

Попавшие в выборку единицы продукции вскрывают и путем внешнего осмотра определяют однородность сырья по способу подготовки (цельное, обмолоченное, прессованное), по цвету, запаху, засоренности; наличие плесени, гнили, устойчивого постороннего запаха, не исчезающего при проветривании; засоренности ядовитыми растениями и посторонними примесями (камни, стекло, помет грызунов и птиц и т.д.). Одновременно невооруженным глазом и с помощью лупы (5-10х) определяют наличие амбарных вредителей.

Назовите основной класс биологически активных веществ и под группу по соответствующей классификации. 

Безвременник великолепный ? СоlchicumspeciosumStev. ? сем. Мелантиевые, Melanthiасеае. Основной класс биологически активных веществ - гликозыды, подгруппа - алкалоиды.

Напишите формулы колхацина и колхамина

Укажите краткую схему заготовки сырья (а/фаза, б/что срывают, в/условия сушки). 

Заготовке подлежат только крупные клубнелуковицы растений (не менее 3-4 см в поперечнике) после цветения. Выкопанные клубнелуковицы сушат на воздухе, не допуская загнивания. Срок годности сырья 3 месяца. Сырье хранится по списку А. Срок годности 3 мес.

Основываясь на данных о химическом составе, обоснуйте режим сушки и хранения сырья. 

В клубнелуковицах безвременника великолепного обнаружены флавоноиды, фитостерины, сахара, а также алкалоиды, основными из них являются колхамин и колхицин и их гликозиды (колхикозиды).

. Укажите метод количественного определения основной группы действующих веществ 

Количественное определение алкалоидов производится:

а) методом нейтрализации (титриметрии.

б) гравиметрическим методом (взвешиванием собранного и высушенного осадка алкалоидов);

в) методом спектрофотометрии (разновидностью его можно считать метод флуориметрии для определения изохиноновых алкалоидов, которые в УФ-лучах светятся желтым, оранжевым, зеленым или голубым светом ? интенсивность этой флуоресценции можно измерить).

Приведите подробное описание методики количественно содержания основного класса действующих веществ

Для этого проводят извлечения алкалоидов из ЛРС в виде оснований (используя систему хлороформ + аммиак). Затем в хлороформное извлечение со щелочным рН добавляют 50 мл 1% HCl: алкалоиды-соли переходят в водно-кислую фракцию. Добавляя вновь хлороформ и раствор NH4OH (для сдвига рН в щелочные значения), алкалоиды-соли становятся алкалоидами-основаниями и переходят в хлороформную фракцию. После этого хлороформ выпаривают. Получают остаток, содержащий сумму алкалоидов-оснований. К остатку добавляют 0,02М HCl в избытке (~ 15 мл) и таким образом получают раствор хлористоводородных солей алкалоидов. После внесения в этот раствор капли раствора метилового красного (индикатора) его титруют 0,02М NaOH. Нейтрализацию избытка 0,02М HCl раствором 0,02М NaOH фиксируют изменением цвета индикатора. Результаты рассчитывают в пересчете на гиосциамин.

Укажите степень измельчения, массу навески и необходимый растворитель

1) При выделении алкалоидов в виде солей сырье обрабатывают водой, спиртом или водно-спиртовыми смесями, содержащими 1-2% щавелевой, уксусной, винно-каменной и других органических кислот, так как их соли хорошо растворимы в спирте. После такой обработки все алкалоиды из ЛРС переходят в водно-кислотную вытяжку в виде солей. Одновременно в спиртовую и особенно водную вытяжку переходит бульшая часть балластных веществ из ЛРС, извлекаемых этими растворителями.

Чтобы очистить алкалоиды от примесей, вытяжку алкалоидов-солей, имеющую кислые рН, подщелачивают, и образовавшиеся при этом алкалоиды-основания извлекают соответствующими органическими растворителями. Однако одной обработки раствора алкалоидов-солей щелочью и извлечения алкалоидов-оснований органическими кислотами для очистки недостаточно. Поэтому к органическому растворителю, в котором находятся алкалоиды-основания, добавляют 1-5% кислоту, доводя рН до значений ~3-4. При этом алкалоиды-основания вновь переходят в алкалоиды-соли (водно-кислый слой), а примеси остаются в органическом растворителе. Водно-кислый слой алкалоидов-солей отделяют и опять подщелачивают, после чего алкалоиды-основания извлекают органическим растворителем (тем же или другим; обычно берут хлороформ, который тяжелее воды, и/или эфир, который легче воды). Органический растворитель выпаривают, а остаток, содержащий сумму алкалоидов, подвергают дальнейшей обработке (то есть разделению на отдельные фракции алкалоидов хроматографическим методом).

2) При выделении алкалоидов в виде оснований, алкалоиды-соли, в которых они обычно содержатся в лекарственном растительном сырье, необходимо перевести в алкалоиды-основания. Для этого растительный материал обрабатывают щелочью (раствором аммиака, гидрокарбоната и др.). При подборе щелочи учитывают свойства алкалоидов. Сильные щелочи (NaOH, KOH и др.) используют при выделении сильных алкалоидов-оснований и алкалоидов, находящихся в лекарственном растительном сырье в виде прочных соединений с дубильными веществами. Но сильные щелочи не применяют при выделении алкалоидов:

- имеющих в молекуле фенольные гидроксилы, так как при этом образуются феноляты, нерастворимые в органических растворителях,

- имеющих сложную эфирную группировку (например, атропин), так как сильные щелочи вызывают гидролиз таких алкалоидов,

- при выделении алкалоидов из семян, содержащих жирные масла, так как едкие щелочи вызывают омыление жиров. Мыла не способствуют образованию эмульсий, что затрудняет выделение алкалоидов.

В этих случаях для перевода алкалоидов-солей в алкалоиды-основания обычно используют раствор аммиака. Образующиеся алкалоиды-основания экстрагируют органическим растворителем, в который переходят сумма алкалоидов-оснований и некоторые сопутствующие вещества. Далее сумму алкалоидов-оснований в органическом растворителе обрабатывают 1-5% кислотой (винной, уксусной, HCl, H2SO4 и др. - т.е. берут те кислоты, которые дают с алкалоидами соли, хорошо растворимые в воде или спирте). Алкалоиды-основания с кислотой образуют соответствующие соли; соли переходят в водный слой, а основная масса сопутствующих веществ остается в органическом растворителе, который удаляют с помощью делительной воронки. К водному раствору алкалоидов-солей добавляют щелочь для перевода алкалоидов-солей в алкалоиды-основания: если содержание алкалоидов высокое, алкалоиды-основания выпадают в осадок, который просто можно собрать на фильтре. Если этого нет, то водное извлечение после подщелачивания образуют несмешивающимся органическим растворителем, куда переходят алкалоиды-основания. Эту операцию повторяют до тех пор, пока не будет достигнуто более полное отделение алкалоидов от сопутствующих веществ. Далее органический растворитель отгоняют и получают сумму алкалоидов.

Приведите формулу расчета количественного содержания и укажите все обозначения

Процентное содержания алкалоидов в навеске при титриметрическом определении рассчитывается по формуле:

Процентное содержания алкалоидов в навеске при фотометрическом определении рассчитывается по формуле:

D - оптическая плотность измеряемого раствора;

V1 - Объем исследуемого раствора;

V2 - объем элюента;

V - количество раствора на пластинке;

l - толщина кюветы;

- удельный показатель преломления исследуемого вещества.

Укажите НД (название источника и страницы), согласно которому будете определять соответствие предъявляемым требованиям, и перечислите числовые показатели.

Анализ отобранных аналитических проб осуществляют в соответствии с ГФ СССР XI издания (вып. 1, стр. 276). Для определения подлинности, степени измельченности, содержания примесей, золы, влажности и других показателей доброкачественности используют методы фармакогностического анализа, приведенные в ГФ XI издания (раздел «Методы анализа лекарственного растительного сырья», вып. 1, стр. 252-301)

Дайте заключение о соответствии требованиям НД данной партии сырья, если в процессе товароведческого анализа получены следующие числовые показатели:

Партия сырья соответствует требованиям НД.

Размещено на Allbest.ru