Сапонины: свойства, где содержатся, польза, применение

Сапонины – это сложные биологически активные вещества, содержащиеся в растениях. В их состав входят углеводы и различные радикалы, разнообразие физических и химических свойств обусловлено разным количеством углеводных составляющих в молекуле, а также дополнительными группировками. Сапонины оказывают существенное влияние на растительные и животные клетки, поэтому используются человеком в фармацевтике в качестве лекарственных средств. Они обладают отхаркивающей, противомикробной, фунгицидной, кортикостероидной активностью. В больших дозах и при неправильном использовании данных гликозидов они токсичны, что является главным препятствием для повсеместного применения сапонинов.

Сапонины в форме порошка

Что такое сапонины, формула, биологическая роль

Сапонины – это органические соединения, состоящие из двух частей: углеводной (гликон) и безуглеводной (агликон). Такие вещества называют гликозидами. Сапонины могут синтезироваться в животном организме, но внешним источником этой группы соединений являются растительные листья, стебли, корни и плоды.

Тритерпеновые сапонины объединяются формулой:

5H8)6

В растениях сапонины играют важнейшую роль в обмене веществ. Поэтому в зависимости от времени года, внешних условий, органа растения и периода жизни концентрация и разновидности синтезируемых сапонинов варьируют в широких пределах. Больше всего их обнаруживается в интенсивно растущих областях – корень, листья, семена. В листьях гликозиды синтезируются, а затем распространяются по всему растительному организму. В корнях они могут преобразовываться с помощью ферментов в другие формы сапонинов.

Сапонины используются растениями для защиты от патогенной микрофлоры, от насекомых-вредителей, а также от животных, поедающих отдельные части побегов. При повреждении тканей в клетках быстро накапливаются сапонины, способствующие заживлению раны. Гликозиды, вероятно, могут взаимодействовать с фитогормонами, стимулирующими рост и развитие растений. Кроме того, они являются главным оружием против микроскопических грибков, вызывающих гниение. Это связано с высокой фунгицидной активностью.

Большинство сапонинов повышает проницаемость клеточных стенок. Для животных это свойство оказывается опасным, т.к. при попадании в кровь они образуют комплекс с холестерином, свободно циркулирующим по сосудам, после чего могут образовывать сквозную пору в мембране эритроцита. Сквозь отверстие гемоглобин диффундирует наружу, происходит гемолиз. Состояние крайне опасное, может привести к летальному исходу. Яркость проявления гемолитического действия отличается у разных гликозидов, некоторые сапонины лишены этого эффекта.

Классификация и виды cапонинов

По строению безуглеводной части (агликона) сапонины делятся на стероидные и тритерпеновые. Они отличаются сложностью химической структурой, соответственно, и биохимическими свойствами. Обе группировки используются в фармацевтической промышленности, на сегодняшний день известно более 150 стероидных сапонинов.

Стероидные сапонины

Стероидные гликозиды содержат 27 атомов углерода, образуются из холестерина в ходе сложного каскада биохимических реакций. Агликон стероидных сапонинов чаще всего представлен производным спиртов – спиростана и фуростана.

Разновидность стероидных гликозидов Углеводная часть Дополнительные группировки Свойства, роль Представители
Спиростаноловые сапонины От 1 до 6 моносахаридов: D-формы глюкозы, галактозы, ксилозы, L-форма арабинозы, L-форма рамнозы, гексуроновая кислота, глюкуроновая кислота. Углеводная цепь одна или несколько, разветвлённые или линейные. Ацильная группа представлена остатками органических кислот: уксусной, бензойной, а также неорганических (серной). Способны образовывать нерастворимые комплексы с холестерином. Обладают кортикостероидной активностью, проявляют гемолитическое, фунгицидное, антибиотическое, моллюскоцидное, противоопухолевое действие. Диосцин, глюкодесмозиды.
Фуростаноловые сапонины Имеется полуацетальная группа у 22 атома углерода, а также окси- и метоксилгруппы. Высоко гидрофильны, не могут осаждать холестерин. Обладают ярко выраженным антиоксидантным действием, пониженной поверхностной активностью. Проявляют иммуномодулирующие и общеукрепляющие свойства, анаболический эффект. Могут преобразовываться в спиростаноловые сапонины при отщеплении гидроксильной группы от 26 атома углерода.

У растений увеличивают схожесть, ускоряют прорастание семян.

Дельтозид, протодиосцин.

Структура некоторых сапонинов

Тритерпеновые сапонины

В основе тритерпеновых гликозидов – ненасыщенный углеводород – изопрен, который повторяется в структуре молекулы 6 раз. Изопрен представляет собой нециклический углеводород, содержащий две двойные связи. Тритерпеновые сапонины содержат 30 атомов углерода и могут принимать разнообразные структурные формы, поэтому внутри выделяют еще 30 классификационных групп.

Безуглеводная часть (агликон) чаще всего представлена различными циклами (лупанол, фридеин). По циклическим кольцам выделяют:

  • тетрациклические – агликон содержит 4 цикла;
  • пентациклические – безуглеводная часть включает 5 циклов.

Тетрациклические тритерпеновые сапонины могут быть производными даммарана, циклоартана. Эти вещества известны в женьшене, берёзе, высокая концентрация содержится в заманихе.

Пентациклический тритерпеновый сапонин урсан (альфа-амирин) был выделен из суккулента толстянки. Обладает выраженными лекарственными свойствами, соединение и его производные используются в фармацевтической промышленности.

Тритерпеновые сапонины широко распространены в различных семействах растений . По меньшей мере 40 семейств содержит эти биологически активные вещества. Кроме того, данные гликозиды были обнаружены у морских беспозвоночных: иглокожих голотурий (морские огурцы), а также у моллюсков.

Физические и химические свойства

В чистом виде сапонины имеют вид бесцветных или беловатых кристаллов с жёлтым оттенком, не имеющих правильного кристаллического строения, с высокой гигроскопичностью. Хорошо отражают свет, не имеют запаха.

Растворяются в воде и спиртах, но нерастворимы в органических растворителях. Степень растворимости зависит от количества остатков моносахаров, чем их больше, тем выше показатель. Безуглеводная часть гликозидов быстро растворяется в эфирах и кетонах и других летучих органических веществах, но практически нерастворима в воде и спирте.

Общее характерное свойство для всех сапонинов – это образование стойкой густой пены при взбалтывании. При этом реакция образовавшейся пены не щелочная (в отличие от мыльной). Реакция обусловлена изменением степени поверхностного натяжения жидкости.

Неуглеводная часть сапонинов и сами гликозиды отличаются по физическим и химическим свойствам. Так, сапонины не имеют чуткой температуры плавления, в то время как их агликоны плавятся в строго соответствующей им температурной точке. Безуглеводный компонент не оказывает токсического воздействия на рыб, а также не обладает гемолитической активностью.

Химические свойства сапонинов зависят от агликона, наличия гликозидной связи (связи, соединяющей молекулу сахара с другой молекулой), а также различных радикалов, дополнительных функциональных группировок.

По химическим свойствам выделяют нейтральные сапонины, к ним относят стероидные и трициклические тритерпеновые сапонины. Они дают нейтральное значение pH в растворе. К кислым сапонинам относятся пентациклические тритерпеновые вещества. Кислое значение водородного показателя обеспечивается за счёт карбоксильной группы (-COOH), а также за счёт присутствия монокарбоновых кислот в составе углеводной цепи. К OH-группам часто присоединяются различные кислые группировки, в основном органических кислот (уксусной, пропионовой).

Главные реакции, в которых участвуют сапонины – это реакции обмена с образованием солей, а также гидролиза. Разложение водой происходит под действием органических катализаторов (ферментов), иногда щелочей. В связи со сложным строением сапонины способны образовывать комплексы с белками, липидами, фенольными соединениями. Под влиянием концентрированных кислот сапонины проявляют свойство галохромии – образуют окрашенные вещества .

Химический состав, пищевая ценность

Сапонины плохо усваиваются организмом, лишь ограниченная часть всасывается в желудочно-кишечном тракте. Большинство лечебных эффектов, оказываемых сапонинами, ограничивается местным воздействием на слизистые оболочки. Поскольку данные гликозиды растворены в растительном соке и ограниченно всасываются, невозможно оценить их пищевую ценность и калорийность.

Растения, содержащие сапонины

Сапонины широко распространены в растительном мире и очень ограниченно представлены в животном. Все сапонины добываются для человеческих нужд из растительного сырья. Семейства, наиболее богатые гликозидами:

  • аралиевые (самые известные представители – женьшень, заманиха, аралия);
  • гвоздичные (гвоздика, мыльнянка, тысячеголов);
  • синюшниковые (синюха, флокс);
  • бобовые (горох полевой, солодка);
  • истодовые (истод);
  • астровые (ромашка, тысячелистник, бодяк, цикорий);
  • губоцветные (мелиса, мята, базилик, душица).

Стероидные сапонины встречаются реже, в основном их обнаруживают в семействах:

  • лилейные (лилия, тюльпан, трициртис);
  • лютиковые (адонис, лютик);
  • диоскорейные (диоскорея);
  • норичниковые (вербаскум, норичник);
  • амариллисовые (амариллис, подснежник, нарцисс);
  • парнолистниковые (парнолистник, якорец, ларрея).

Сапонины содержатся и накапливаются во всех частях растительного организма. Иногда содержание этих биологически активных веществ достигает 30%, при этом возможна кристаллизация и образование на поверхности растительной ткани сапониновых бляшек.

Сырьём для выделения сапонинов может служить: травянистая часть (в случае астрагала шерстистоцветкового), листья (ортосифон тычиночный), семена (конский коштан), корневища (солодка уральская, солодка голая), а также в любых подземных органах – луковицах, корнеплоде и др. (аралия высокая, синюха голубая, диоскорея ниппонская).

Растение, содержанием сапонинов: ромашка, цикорий

На концентрацию сапонинов в растении влияет множество факторов:

  1. Стадия жизни растений: некоторые виды содержат максимальное количество гликозидов в период цветения (астрагал шерстистоцветковый), в конце вегетации (солодка, женьшень, синюха), во время плодоношения (каштан).
  2. Возраст растения: разные виды накапливают сапонины с разной скоростью. Так, у женьшеня наивысшая концентрация данных веществ обнаруживается на 5-6 год, в то время как у синюхи голубой на протяжении всей жизни содержание гликозидов остаётся одинаковым.
  3. В зависимости от места произрастания сапонины могут образовываться быстрее или медленнее, также порог концентрации может быть разным. Как правило, культурные растения быстрее набирают биомассу, и количество сапонинов в них возрастает уже на 2-3 год культивирования.
  4. Для многих растений необходим особый климатический режим, это относится к эндемичным видам (семейство аралиевые). Некоторые компоненты сапонинов накапливаются только при условии произрастания растения на определённом виде почв: лекарственная ценность солодки зависит от степени засолённости почвы, чем выше солёность, тем меньше сапонинов накапливается в корне.

На территории России растения, содержащие сапонины, легкодоступны. Некоторые виды образуют заросли в поймах рек, часто как сорняки растут по полустепным зонам, занимают большие площади в лесах. При сборе растений семейств, в которых встречаются ядовитые виды, важно правильно идентифицировать лекарственное сырьё. Обывателю, не компетентному в ботанике, не рекомендуется заниматься самостоятельно сбором растений для лечения.

Получение и производство, сырье

Сапонины получают путём экстракции из переработанного растительного сырья. В лабораторных условиях процесс получения чистых сапонинов идёт в несколько этапов:

  1. Растительное сырьё обезжиривают с помощью эфира, гексана или триметиленхлорида. Это позволяет освободить гликозиды из комплекса с жироподобными соединениями, прежде всего со стеринами.
  2. Массу тщательно измельчают.
  3. Проводят экстракцию спиртами (70% метанол или этанол), водой, водным раствором аммиака или хлоридом натрия. Тип реагента зависит от сапонинов: полярные сапонины плохо растворимы в спиртах, а некоторые тритерпеновые гликозиды осаждаются бутиловым спиртом.
  4. Выделяют сапонины и очищают их от примесей. Очистка может идти несколькими способами. Некоторые гликозиды растворяются в горячих растворителях, а при охлаждении выпадают в осадок. Ряд сапонинов образует нерастворимые соли с металлами (свинцом, барием), а также с холестерином. После взаимодействия комплексы отделяют от общей массы, а затем разлагают воздействием бензола, кислоты и др.Также сапонины очищают с помощью хроматографического метода – отделения различных фракций в специальном устройстве – хроматографе. Возможно использование гель-фильтрации – пропускание массы через гель с порами.
  5. Разделение суммы сапонинов на индивидуальные гликозиды.

В промышленном производстве лекарств часто применяются методы клеточной инженерии. Применяют культуры тканей, синтезирующие необходимые сапонины. На определённом питательной среде выращиваются сырьевые части лекарственным растений. Этот способ дорогостоящ, но более надёжен, поскольку можно более детально контролировать условия содержания клеточных линий и получать стабильную концентрацию биологически активных веществ.

Воздействие на организм человека

Сапонины оказывают положительное влияние на здоровье при соблюдении допустимых доз и употреблении грамотно подобранных лекарственных средств. Самолечение отварами трав, собранных самостоятельно, может навредить, поскольку растения богаты различными алкалоидами и другими сильнодействующими соединениями, которые оказывают на организм комплексное воздействие. Сапонины в составе препаратов чётко подобраны для лечения определённых заболеваний.

Вред для организма, противопоказания, побочные эффекты

Внутривенная инъекция некоторых гликозидов приводит к опасному для человека состоянию – гемолизу. При гемолизе нарушается целостность красных кровяных клеток крови – эритроцитов, которые выполняют функции переноса питательных веществ, продуктов обмена, кислорода и углекислого газа. Механизм разрушения эритроцита сапонинами объясняется способностью этих веществ образовывать комплексы на поверхности мембран и усиливать их проницаемость. В результате формируется пора, через которую гемоглобин выходит в плазму крови.

Для хладнокровных животных большинство гликозидов крайне токсично и приводит к быстрой смерти. Они влияют на функции жабр, блокируя животных дыхание и нарушая солевой обмен.

При пероральном приёме лекарств, содержащих сапонины, вред минимален. Важно соблюдать дозировки и консультироваться с врачом по поводу возможности приёма таких препаратов. Главное противопоказание – индивидуальная непереносимость действующего вещества. Другие противопоказания:

Побочные эффекты возникают редко, в основном в виде диареи, аллергических реакций.

Полезные свойства

Сапонины проявляют множество фармакологических действий в зависимости от вида. В целом они оказывают влияние на все системы органов организма:

  1. Гипохолестеринемическое действие – снижают уровень холестерина, предотвращают образование холестериновых бляшек.
  2. Адаптогенное влияние заключается в стимулировании естественного иммунитета, обеспечении работы иммунных клеток.
  3. Отхаркивающее воздействие, за счёт которого облегчается отделение мокроты из дыхательных путей.
  4. Влияние на реабсорбцию воды и солей в почечных канальцах, при отёках действуют как диуретики.
  5. Мягкое слабительное действие – происходит стимуляция слизистой оболочки кишечника, ускоряется формирование и отхождение каловых масс.
  6. Противовоспалительное, антиаллергенное и кортикотропное воздействие.
  7. Гипотензивное влияние на стенки кровеносных сосудов, снимается спазм, снижается артериальное давление.
  8. Лёгкое успокаивающее действие, седативный эффект.

На фармацевтическом рынке представлены разнообразные формы выпуска препаратов, содержащих сапонины. Это настои, экстракты, сухие сборы для приготовления отваров, порошки, настойки и таблетированные средства. Благодаря этому можно подобрать лекарство с определёнными полезными свойствами.

Применение сапонинов

Сапонины используются во многих областях. Основная область применения сапонинов – это медицина. На основе гликозидов создают лекарственными препараты от простуды, сердечных болезней, заболеваний ЖКТ и многих других. Биологически активные вещества нашли применение в косметологии и пищевой промышленности.

Применение сапонинов в медицине и косметологии

Лекарственные средства, содержащие сапонины, назначаются при острых и хронических заболеваниях дыхательной системы. Их назначают также при ОРВИ, ОРЗ, хронической обструктивной болезни лёгких, бронхите, трахеите, пневмонии. Такие препараты оказывают местное раздражающее действие на слизистую оболочку, в результате стимулируется кашлевой рефлекс, мокрота отходит более эффективно и быстро.

Другие показания к приёму сапонинов:

Отвары растений, богатых сапонинами, применяют в косметологии. Считается, что они оздоравливают кожу и волосы, поэтому их применяют при мытье головы. В связи с специфическими физическими свойствами такими отвары хорошо мылятся, образуя устойчивую пену. Фитошампуни хорошо удаляют загрязнения с волос, не пересушивают кожу, избавляют от перхоти. Для приготовления масок для лица и умывания отвары загущают мукой, крахмалом или косметическими загустителями. Средства снимают воспаление и убирают отёчность.

Применение сапонинов в пищевой промышленности и других сферах

При производстве продуктов питания сапонины добавляются как стабилизаторы и эмульгаторы. Их вносят в смеси для халвы, безе, зефира и других кондитерских изделий. Как пенообразователь иногда добавляют в безалкогольное пиво и шипучие напитки (шампанское, лимонады).

В лёгкой промышленности сапонины ценятся за способность образовывать густую пену. Поэтому как натуральные пенообразователи их вносят в состав моющих средств, они стабилизируют дисперсные растворы, образуя эмульсии или суспензии. В качестве дополнительного пенообразующего агента сапонины присутствуют в составе смесей для огнетушителей.

Заключение

Сапонины – это сложные органические соединения, которые относятся к гликозидам, их получают из растительного сырья. Это разнообразная группа биологически активных веществ, используемых человеком в фармацевтике. Сапонины обладают комплексом полезных свойств, они успокаивающе влияют на нервную систему, способствуют разжижению и отхождению мокроты, устраняют дискомфорт в кишечнике, связанный с редким стулом. Кроме медицины сапонины применяются в производстве продуктов питания, моющих средств, могут использоваться в качестве фитошампуней и средств для умывания. Сапонины широко распространены в растительном мире, растения накапливают их для защиты от патогенов, для регуляции обмена веществ. Сегодня возможно получение сапонинов из искусственных клеточных линий.

Сайт предоставляет информацию в справочных целях, только для ознакомления. Поставить диагноз и назначить адекватное лечение может только врач! Медикаменты и народные средства должны назначаться специалистом, так как имеют противопоказания и побочные действия! Посещение и консультации квалифицированного специалиста строго обязательны!
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Поделитесь
Читать еще

Depeche Mode выпустили фильм «Depeche Mode: Spirits in the Forest»

Одна из самых успешных мировых рок-групп за последние три десятилетия, британские альт-рокеры Depeche Mode вместе с двумя крупнейшими мировыми...

Удаление молочных зубов: показания и профилактика

Удаление молочных зубов – это частая процедура в детской стоматологии. Во многих случаях это связано с неудовлетворительной гигиеной, но...

Нежданное везение: 5 знаков зодиака должны получить большую сумму денег в первой декаде февраля

В целом 2022 год в плане неожиданных финансовых сюрпризов обещает быть крайне удачным. Однако больше всего это проявится в...

Шериданс: состав, как пить и наливать, вкус и цена

В мире существует огромное множество ликеров на любой вкус – некоторые знакомы обычному человеку в большей степени, а о...

Темные стороны знаков зодиака, по мнению астрологов

У каждого человека есть положительные и отрицательные качества. Причем вторые обычно люди всячески пытаются скрыть. Однако от астрологов подобные...

Возможно, они понимают друг друга с полуслова: 5 зодиакальных пар с самой мощной связью и привязанностью

Люди чаще всего влюбляются в тех, кто обладает для них самыми привлекательными чертами характера. Известны пары, союз которых благословили...

Гуммиарабик (пищевая добавка E414)

Гуммиарабик – это аравийский полисахарид, представляющий собой редкую пищевую добавку Е414 со стабилизирующим, эмульгирующим свойством. Изготавливается из природных ингредиентов...
0 Комментария

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector