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).