Глікозиди – це природні вуглеводовмісні речовини, в яких глікозильна частина молекули (циклічна форма цукрів) з’єднана з органічним радикалом, який не є цукром (аглікон або генін).
За природою цукрової частини глікозиди ділять на дві групи: піранозиди й фуранозиди. Розрізняють також α– і β-глiкoзиди залежно від конфігурації вуглеводу, з’єднаного з агліконом. Цукрова частина молекули може містити один або декілька з’єднаних між собою цукрів (моносахариди, дисахариди і т.д.).
Глюкозиди – глікозиди, які містять глюкозу. Пентозиди – глікозиди пентоз, гексозиди – глікозиди гексоз, біозиди – глікозиди дисахаридів.
Зв’язок цукрового залишку з геніном здійснюється або через Оксиген (О-глікозиди), або через Нітроген (N-глікозиди: АТФ, антибіотики-аміноглікозиди), або через Сульфур (тіоглікозиди: сінигрин з гірчиці).
О-глікозиди за характером аглікону поділяють на:
1) фенілоглікозиди, містять фенільний радикал в агліконі (глікозиди толокнянки – арбутин);
2) антрахінонглікозиди, містять аглікон, похідне антрахінону (глікозиди жостеру, ревеню, алое);
3) флавонглікозиди,аглікон яких є похідне флавону (катехіни, рутин);
4) азотовмісні, ціаногенні глікозиди (амігдалин);
5) глюкоалкалоїди, глікозиди, в яких цукровий компонент звязаний з залишком алкалоїду (соласодин);
6) стероїдні глікозиди (серцеві глікозиди);
7) дубильні речовини (танін);
8) сапоніни.
§Серцеві глікозиди (СГ) – біологічно активні речовини, що містяться в деяких видах рослин або виділеннях деяких видів жаб і здатні в малих дозах проявляти специфічну дію на серцевий м’яз.
§Джерела добування серцевих глікозидів: різні види наперстянки, горицвіт весняний, олеандр, конвалія травнева, жовтушник, строфант, морозник та ін.
§В рослинах містяться первинні (генуїнні) глікозиди, які є дуже лабільні і легко розкладаються (під дією ензимів, кислот, лугів) з утворенням вторинних глікозидів. Останні можуть гідролізувати на аглікони і цукрові компоненти.
§В 1875 р. з наперстянки пурпурової виділили вторинний глікозид – дигітоксин, а в 40-х роках ХХ ст. з наперстянки шерстистої – дигоксин.
§Перші дослідження хімічної структури серцевих глікозидів виконав Віндаус в 1915 р. Потім в 30-х роках Джекобс і Чеше встановили, що вони містять стероїдну структуру.
Сучасні напрямки досліджень СГ
Пошук нових природних СГ і джерел їх добування. За останні 20 років число виділених глікозидів подвоїлось і становить більше 2500. Досліджено, що біологічно активніші ті з СГ, які найнестабільніші в конформаційному і термодинамічному відношенні, на основі чого синтезовано “замінники” природного строфантину – ряду активних 19-норкарденолідів.
Хімічні і біохімічні трансформації природних СГ з метою покращення їх фармакотерапевтичних властивостей. Так, створені нітроефіри СГ поєднують кардіотонічну, коронаролітичну і респіраторну дію.
Підвищення вмісту СГ в культивованих видах рослин агротехнічними способами і виведення нових видів. Новий вид наперстянки шерстистої містить в 15-20 разів більше дигоксину і ланатозиду С, ніж відомі види рослини.
Розробка нових, досконаліших способів виділення з сировини СГ, які використовуються в медичній практиці. Так в ДНЦЛЗ розроблені оригінальні способи отримання дигітоксину, дигоксину, гітоксину, строфантидину, ланатозиду С, еризиміну, аденозиду, кордигіду. Отримано кардіотонічний препарат корглікон.
Синтез деяких СГ хоч і проведений, але через багатостадійність і низький вихід практичного значення не отримав. Єдиним промисловим джерелом отримання СГ є рослинна сировина. Процес виділення складний, тому що в рослинах містяться ферменти, здатні незворотньо змінити хімічну структуру глікозидів. Такі зміни можуть відбутися під впливом світла, температури і т. д. В рослинах звичайно міститься декілька СГ і ряд супутніх речовин. Для розділення суміші глікозидів використовують хроматографічні методи.
За хімічною структурою серцеві (як і інші) глікозиди є естерами, в молекулі яких глікозидним зв’язком з’єднані між собою аглікон і залишки моно-, ди-, три- або тетрасахаридів. У деяких первинних глікозидів до цукрового компоненту приєднано залишок ацетатної кислоти.
Цукри, що входять до складу серцевих глікозидів, окрім глюкози і рамнози, є специфічними для цієї групи речовин. Це 6-дезоксигексози (L-рамноза), 2,6-дезоксигексози (D-дигітоксоза) або їх 3-О-метилові етери (D-цимароза, L-олеандроза). З серцевих глікозидів виділено більше 50 вуглеводів.
Аглікони (геніни) серцевих глікозидів мають стероїдну структуру, тобто є похідними циклопентанпергідрофенантрену.
Моносахариди, які найчастіше входять до складу серцевих глікозидів
D-глюкоза L-рамноза D-дигітоксоза
Ацетилдигітоксоза D-цимароза L-олеандроза
За хімічною будовою аглікони можна поділити на дві групи, що відрізняються структурою приєднаного в положенні 17 лактонного циклу. Серцеві глікозиди, що містять п’ятичленне лактонне кільце, прийнято називати карденолідами, а такі, що містять шестичленне лактонне кільце з двома подвійними зв’язками – буфадієнолідами:
В положенні 3 до агліконів приєднано цукровий компонент. Радикал R – СН3 або СОН, а Х1, Х2, Х3 – Н або ОН.
Карденоліди містяться в різних видах наперстянки (Digitalis), строфанта (Strophanthus), конвалії (Convallaria), жовтушника (Erysimum), олеандра (Nerium oleander), горицвіта весняного (Adonis vernaris).
Буфадієноліди входять до складу морозника (Helléborus), морської цибулі (Scillae bulbus), а також знайдені в жабах (їх отрута містить буфогеніни, які мають стероїдну структуру з шестичленним лактонним циклом).
Зв’язок між будовою і дією серцевих глікозидів
Носієм біологічної активності є аглікон. Цукровий компонент, приєднаний в положенні 3 до аглікону, впливає на швидкість всмоктування, а відповідно, на тривалість дії. Чим більше залишків цукрів молекулі глікозиду, тим активніше він діє.
Специфічна дія глікозиду на серце зумовлена наявністю в молекулі аглікону лактонного циклу в положенні 17 і гідроксилу в положенні 14. На кардіотонічну дію великий вплив має замісник у положенні 10. Для більшості агліконів це метильна або альдегідна група. Окислення альдегідної групи до карбоксильної значно послаблює дію на серцевий м’яз.
Заміна стероїдного циклу агліконів похідними бензену, нафталіну, а також як і лактонного циклу іншими радикалами і навіть зміна характеру зв’язку між стероїдним ядром і лактоном, призводить до втрати фізіологічної активності. Це вказує на специфічність структури молекули аглікону серцевих глікозидів і на складність одержання їх синтетичним шляхом.
Хімічна структура і добування СГ
В медичній практиці використовуються різні галенові і неогаленові препарати (екстракти, настойки) , які містять СГ, а також препарати індивідуальних СГ, які за хімічною будовою є карденолідами.
В Додаток 1 до ДФУ входять дигітоксин, дигоксин, уабаїн.
З листя різних видів наперстянки добувають:
Целанід (Сеlanidum) (дигіланід або ланатозид С) – первинний глікозид наперстянки шерстистої (Digitalis lanata). Табл. по 0,00025 г (0,25 мг); 0,05 % р-н в фл. по 10 мл (0,5 мг в 1 мл) для внутрішнього вживання і 0,02 % р-н в амп. по 1 мл.
Дигітоксин і дигоксин – вторинні глікозиди з наперстянки пурпурової і шерстистої (Digitalis purpurea L., Digitalis lanata). Дигоксин: табл. по 0,25 мг і по 0,1 мг для дітей; 0,025% р-н в амп. по 1 мл. Дигітоксин – табл. по 0,1 мг і супозит. по 0,15 мг.
Дигален-нео (Digalen-neo). Неогаленовий препарат з листя наперстянки ржавої (Digitalis ferniginea). Амп. по 1 мл д/ін.; флакони по 15 мл препарату, для внутрішнього вживання.
Хімічний склад первинних глікозидів наперстянок
|
Вид наперстянки |
Первинні глікозиди |
Продукти гідролізу |
Вторинні глікозиди |
|
Наперстянка пурпурова |
Пурпуреаглікозид А Пурпуреаглікозид В |
Глюкоза Глюкоза |
Дигітоксин Гітоксин |
|
Наперстянка шерстиста |
Дигіланід А Дигіланід В Дигіланід С(целанід) |
СН3СООН+ Глюкоза СН3СООН+ Глюкоза СН3СООН+ Глюкоза |
Дигітоксин Гітоксин Дигоксин |
Вторинні глікозиди обох видів наперстянки після втрати вказаних продуктів гідролізу складаються з агліконів і цукрової частини, яка однакова у всіх трьох вторинних глікозидів.
З насіння різних видів строфанту добувають:
Строфантин-К (Strophanthinus К) – суміш серцевих глікозидів, виділених з строфанта Комбе (Strophanthus Kombe Oliver). Форма випуску: амп. по 1 мл 0,025% розчину для в/в або в/м ін’єкцій.
Уабаїн (Ouabainum) (Strophanthin-G, строфантин-Г) – глікозид з Strophanthus gratus. Ампули по 1 мл розчину 250 мкг/мл для в/в ін’єкцій.
З листя конвалії травневої (Convallaria majalis) добувають:
Корглікон (Corglусоnum) – сума не менше п’яти глікозидів. Ампули по 1 мл 0,06% розчину для в/в ін’єкцій.
Конвалятоксин (Convallatoxinum) – основний глікозид конвалії. Ампули по 1 мл 0,03% водного розчину субстанції для в/в ін’єкцій.
Адонізид (Аdonisidum) – неогаленовий препарат з трави горицвіту весняного (Аdonis vernalis). Флакони по 15 мл.
З жовтушника (Erysimum) – еризимін, кардіовален – сума глікозидів.
Хімічний склад лікарських препаратів серцевих глікозидів
|
Лікарський препарат |
Аглікон |
Цукрова частина |
|
Дигітоксин Дигоксин Целанід Уабаїн Конвалятоксин Корглікон К К-строфантин-b К-строфантозид |
Дигітоксигенін Дигоксигенін Дигоксигенін Уабагенін(строфантидол) Строфантидин Строфантидин Строфантидин |
3 молекули D-дигітоксози 3 молекули D-дигітоксози D–глюкоза, ацетилди-гітоксоза, 2 молекули D-дигітоксози L–рамноза L–рамноза D-глюкоза, D–цимароза Дві молекули D-глюкози, D–цимароза |
Дигітоксин (Digitoxinum) (ДФУ)
3β-[(О-2,6-дидеокси- β–D–рибо-гексопіранозил-(1→4)-О-2,6-дидеокси- β–D–рибо-гексопіранозил-(1→4)-О-2,6-дидеокси- β–D–рибо-гексопіранозил)окси-14-гідрокси-5β,14β-кард-20(22)-енолід
Дигоксин (Digoxinum) (ДФУ)
3β-[(О-2,6-дидеокси- β–D–рибо-гексопіранозил-(1→4)-О-2,6-дидеокси- β–D–рибо-гексопіранозил-(1→4)-О-2,6-дидеокси- β–D–рибо-гексопіранозил)-окси-12β,14-дигідрокси-5β-кард-20(22)-енолід
Уабаїн (Ouabainum) (ДФУ) Cтрофантин G (Strophanthinum G)
3β-[(6-деокси- α–L-манопіранозил)окси]-1,5,11,14,19-пентагідрокси- (1β,3β,5β,11α)-кард-20(22)-енолід октагідрат
Целанід (Сеlanidum) (дигіланід або ланатозид С)
Безколірний або білий кристалічний порошок. Д. м. р. у воді, м. р. в спирті. Діє на серце подібно до інших глікозидів наперстянки, виявляючи швидкий ефект, і має відносно невелику здатність до кумуляції.
Конвалятоксин (Convallatoxinum)
Кристал. порошок білого кольору. Помірно р. у воді і, л. р. в етанолі. За хімічною будовою і терапевтич-ною дією подібний до строфантину і має високу активність – в
Властивості фармакопейних препаратів СГ
1. Дигітоксин – Порошок білого або майже білого кольору. Пр. н. р. у воді, л. р. у суміші рівних об’ємів метанолу і метиленхлориду, м. л. у 96% спирті і метанолі.
2. Дигоксин – Білий або майже білий порошок або безбарвні кристали. Пр. н. р. у воді, л. р. у суміші рівних об’ємів метанолу і метиленхлориду, м. л. у 96% спирті.
3. Уабаїн – Кристал. порошок білого або безбарвні кристали. Помірно р. у воді і етанолі, пр. н. р. в ефірі і етилацетаті.
Кількісне визначення
УФ-спектроскопія. Вміст всіх трьох препаратів в субстанції обчислюють, враховуючи результати вимірювань оптичних густин і концентрації досліджуваного розчину і розчину ФСЗ відповідного препарату (метод стандарту).
Ідентифікація фармакопейних препаратів СГ
1. ІЧ-спектроскопія (дигоксин, дигітоксин) – спектр повинен бути ідентичний спектру ФСЗ препарату.
2. ТШХ (дигоксин, дигітоксин, уабаїн).
3. Реакція Кедде (на п’ятичленний лактонний цикл) з лужним р-ном кислоти 3,5-динітробензоатної (дигітоксин, дигоксин) – фіолетове забарвлення.
4. Реакція Раймонда (на п’ятичленний лактонний цикл) з лужним р-ном динітробензолу (уабаїн) – синє забарвлення.
5. Реакція Келлера-Кіліані (на дезоксицукри) (дигоксин, дигітоксин).
6. Розчин субстанції уабаїну в H2SO4 конц. – рожеве забарвлення, що швидко переходить в червоне, одержаний розчин в УФ-світлі дає зелену флуоресценцію (стероїдний цикл).
7. Реакція на дезоксицукри (уабаїн). Після кислотного гідролізу з реактивом Фелінга – червоний осад.
Випробування на чистоту фармакопейних препаратів СГ
Дигітоксин. Супровідні домішки (гітоксин, інші глікозиди) – ТШХ.
Дигоксин. Супровідні домішки (гітоксин, дигітоксин та інші глікозиди) – ТШХ.
Уабаїн. Супровідні домішки (гітоксин, дигітоксин та інші глікозиди) – ТШХ. Алкалоїди та Строфантин-К – з розчином кислоти танінової не має утворитися осад.
Зберігання
Всі три препарати зберігають в захищеному від світла місці.
Загальні хімічні реакції ідентифікації СГ
Реакції на стероїдний цикл
1. Реакція Лібермана – Бурхардта: невелику кількість речовини розчиняють у декількох краплях кислоти ацетатної льодяної й змішують з сумішшю ацетатного ангідриду і кислоти сульфатної концентрованої. Повільно з’являється забарвлення, що переходить від рожевого до зеленого або синього. Цю реакцію дають глікозиди, які при обробці сильними кислотами здатні до дегідратації (корглікон, строфантин-К).
2. Реакція Розенхейма: до хлороформного розчину речовини додають 96 %-ну кислоту трихлорацетатну — з’являється забарвлення, яке поступово змінюється від рожевого до лілового і синього. Ця реакція характерна для стероїдів, які містять дієнову групу або здатні утворювати її під впливом реактиву.
3. Стероїдний цикл у карденолідах виявляють також флуориметричним методом, використовуючи як реактив суміш кислот фосфатної і сульфатної з феруму (III) хлоридом; розчин феруму перхлорату в кислоті сульфатній і т. ін.
Реакції на п’ятичленний лактонний цикл карденолідів
1. Реакція Легаля – при взаємодії в лужному середовищі з натрію нітропрусидом з’являється і поступово зникає червоне забарвлення.
2. Реакція Раймонда – в лужному середовищі з м-динітробензолом з’являється червоно-фіолетове забарвлення.
3. Реакція Кедде – в лужному середовищі з 3,5-динітробензоатною кислотою з’являється фіолетове забарвлення.
4. Реакція Бальєта (Бальє) – з лужним розчином кислоти пікринової з’являється оранжево-червоне забарвлення.
Недоліком описаних вище реакцій є те, що майже всі глікозиди близької будови дають однакові забарвлення. Тому дані реакції не можуть служити для ідентифікації індивідуальних глікозидів. Виходячи з цього, Рейхштейн запропонував для розпізнавання окремих глікозидів використовувати концентровану або 84 % сульфатну кислоту, яка дає різні кольорові реакції з глікозидами, що проходять з часом та зміною забарвлення.
Хімізм реакції Бальєта (Бальє)
Реакція на шестичленний лактонний цикл буфадієнолідів
Глікозид розчиняють в хлороформі і додають поступово насичений розчин сурми (III) хлориду; при нагріванні з’являється темно-червоне забарвлення.
Реакції на цукровий компонент
1. Після кислотного гідролізу можуть бути використані притаманні цукрам реакції, що ґрунтуються на їх відновних властивостях:
a) з реактивом Фелінга – утворення червоного осаду Сu2O;
b) з реактивом Толленса – реакція “срібного дзеркала“.
2. Специфічними для 2-дезоксицукрів, що містяться в молекулах більшості серцевих глікозидів, є:
a) Реакція Келлера – Кіліані: розчин глікозиду в кислоті ацетатній концентрованій, що містить феруму (III) хлорид, нашаровують на кислоту сульфатну концентровану. На межі двох шарів з’являється темно-червоне або буре кільце, верхній шар забарвлюється в синій або синьо-зелений колір. Реакція відбувається тільки тоді, коли дезоксицукор знаходиться у вільному стані або займає крайнє положення в молекулі глікозиду.
b) Реакція Фебба і Леві (для тих глікозидів, у яких 2-дезоксицукри з обох сторін зв’язані з іншими цукрами) – з трихлорацетатною кислотою і п-нітрофенілгідразином.
c) Реакція Пезеца: при нагріванні глікозиду з ксантгідролом або антроном у присутності кислоти ацетатної концентрованої з наступним додаванням декількох крапель кислоти сульфатної або фосфатної з’являється червоне або зелене, синьо-зелене забарвлення. У ході реакції під дією кислот концентрованих цукровий компонент утворює фурфурол або його похідні, які конденсуються з ксантгідролом або антроном.
Ідентифікувати лікарські речовини з групи СГ можна за питомим обертанням. Перспективний також спосіб, що базується на побудові хроматографічних діаграм, які показують залежність Rf від системи розчинників. Використовують також ІЧ- і УФ-спектроскопію.
Дослідження доброякісності СТ
Особливу увагу звертають на наявність домішок сторонніх глікозидів. Це відноситься перш за все до препаратів, одержаних з рослин, що містять декілька подібних за структурою СГ. Для визначення домішок використовують ТШХ, визначаючи супутні глікозиди на хроматограмі за значенням Rf і за характером флуоресценції плям в УФ-світлі після обробки відповідними реактивами (хлораміном Б, м-динітробензолом).
Несумісність серцевих глікозидів
Карденоліди несумісні з кислотами і з речовинами, які дають кислу реакцію середовища. Відбувається гідроліз по глікозидному зв’язку. Реакція відбувається без видимих зовнішніх змін (з аскорбіновою кислотою та іншими вітамінами кислого рН середовища).
Серцеві глікозиди несумісні з лугами і з сполуками, які дають лужну реакцію середовища (NaHCO3, барбітал-натрію та ін.).
Кількісне визначення СГ
Проводять спектрофотометрично, фотоколориметрично за продуктами взаємодії в лужному середовищі з нітропохідними ароматичного ряду. Якісну і кількісну оцінку СГ проводять також методом високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ), що дозволяє визначити не тільки основні, але й супутні глікозиди.
Біологічним методом контролю встановлюють найменші дози стандартної і досліджуваної речовин, що викликають систолічну зупинку серця піддослідних тварин. Потім розраховують вміст жаб’ячих (ЖОД), котячих (КОД), голубиних (ГОД) одиниць дії в
Деякі СГ і їх лікарських форм можуть бути визначені полярографічним методом. Перевага даного методу в тому, що визначення проводиться за рахунок відновлення подвійного зв’язку, спряженого з карбонільною групою лактонного циклу. Ця система, як відомо, є одним з факторів, що обумовлюють біологічну активність серцевих глікозидів. Також поєднують полярографію з попереднім хроматографічним розділенням СГ.
Зберігання і застосування СГ
СГ та їх препарати зберігають у щільно закупореній тарі, що вберігає від дії світла і вологи (корглікон – при температурі не вище +5ºС). Такі умови дозволяють не допустити їх гідролітичного розщеплення.
Як кардіотонічні засоби при гострій і хронічній недостатності кровообігу або серцево-судинній недостатності. Відрізняються вони за силою, тривалістю, швидкістю проявлення дії, впливом на центральну нервову систему.
Лікарські препарати СГ ефективніші при в/в введенні. Для цього їх попередньо розчиняють в 20-40% розчині глюкози або в ізотонічному розчині до 0,025% концентрації.
Вищі разові дози індивідуальних СГ складають 0,5 мг, добові – 1,0 мг. Передозування викликає різке порушення серцевої діяльності. Це обумовлює необхідність їх віднесення до отруйних речовин. Потрібно враховувати здатність СГ поступово накопичуватися в організмі (ступінь кумуляції).
