Лікарські рослини та сировина, які містять терпеноїди (ефірні олії та гіркоти)
Терпеноїди (терпени) (від. фр. terebinthine або нім. terpen tin) – терпентинова олія (скипидар) – це багаточисленний клас природних органічних сполук із загальною формулою (C5Hg)n.
Терпеноїди за визначенням Хаагена-Сміта “мають відповідне архітектурне і хімічне відношення до простої молекули ізопрену та спільний шлях біосинтезу”. Вони побудовані із залишків ізопрену і можуть бути з’єднані “голова до хвоста” (правильно) і “хвіст до хвоста” (неправильно), при цьому розгалужений кінець ізопренової одиниці розглядається як “голова”, а не розгалужений – як “хвіст”. Така будова терпеноїдів одержала назву ізопренового правила (правило Л. Ружички).
У відповідності з класифікацією розрізняють гемітерпени, монотерпени, секвітерпени, дитерпени, тритерпени, тетратерпени і політерпени.
Вони широко розповсюджені в лікарських рослинах, входять до складу ефірних олій та смол.
До класу терпеноїдів відносяться стероїдні сполуки, сапоніни і тритерпенові гіркоти, каротиноїди, каучук і гуттаперча.
Ефірні олії – це суміші летких із сильним запахом речовин, які погано розчиняються у воді, але переганяються з водяною парою. У більшості вони малостійкі, чутливі до підвищеної температури та світла (змінюють забарвлення та хімічний склад). Під впливом кисню повітря та води деякі компоненти окислюються – проходить, так зване, осмолення. Це необхідно враховувати при збиранні, висушуванні, зберіганні рослинної сировини, яка містить ефірні олії.
Багатими ефіроносами є рослини родин губоцвіті (ясноткові), селерові (зонтичні), кипарисові, хрестоцвіті (капустяні), миртові, розові, складноцвіті (айстрові) та голонасінні (соснові).
У рослинах ефірні олії накопичуються у квітках, плодах, коренях, підземних частинах та деревині у спеціальних вмістищах.
До екзогенних вмістищ відносяться: залозисті цятки (плями) – на пелюстках квіток троянди; жалкі волоски на епідермі листя та квіток (рожева герань); залозки різних типів (ясиоткові, айстрові та ін.).
До ендогенних вмістищ відносяться: округлі вмістища – у паренхімі коріння та кореневищах (оман високий), листках (евкаліпт), плодах (лимон); окремі клітини (кореневища аїру); група клітин (кореневища і корені валеріани); у вигляді канальців або ходів (плоди представників зонтичних); деревині (представники хвойних).
Різні органи, навіть однієї і тієї ж рослини, продукують ефірні олії різного хімічного складу. Кількісний вміст залежить від ґрунтових геологічних порід, кліматичних умов, висоти над рівнем моря, умов вегетації рослин тощо. Значна кількість її продукується рослинами, які ростуть у теплих і вологих кліматичних зонах. Найбільше накопичення спостерігають у фазі цвітіння. Вміст у сировині коливається від залишкових кількостей до 20 % у розрахунку на суху речовину, але в середньому складає близько 2-3 %.
У більшості випадків це безкольорові або жовтувато-прозорі речовини. Але зустрічаються ефірні олії різних кольорів: темно-коричнева (корична), червона (тим’янова), синя (ромашкова). Щодо хімічного складу, то він відзначається різноманітністю. До складу входять насичені та ненасичені вуглеводи (гептан, міоцен, оцимен), циклічні вуглеводи (сальвсн, тимол), біциклічні терпиш (туйон, пінен, камфен), сесквітерпени (кадінсн, каріофілен, селінсн, каламен), азулени, спирти, альдегіди (анісовий, цитронелаль, вітраль), кетони (мептон, молегон, карвон, ірон, камфора), складні ефіри валеріанової, ізовалеріанової, бензойної, саліцилової, оцтової та інших органічних кислот, лактони (кумарин або лактон оксикумарової кислоти, геленін).
Фармакологічна дія ефірних олій залежить від їх складу та властивостей складових. Так, ефірні олії, які містять ароматичні альдегіди та кетони (наприклад, камфору), збуджують центральну нервову систему, стимулюють дихання та кровообіг. Азулени, які містяться у ромашці, деревію звичайному, мають протизапальну та спазмолітичну дію. Ефірні олії з терпеновими спиртами мають антисептичні, анелгезуючі, протизапальні та місцевоансстизуючі властивості, а до складу яких входять феноли і спирти (тимол, карвакол, борнеол, ліналол та ін.) виділяючись через легені, полегшують відділенім слизу і діють антисептично. Тому рослинну сировину, яка їх містить, використовують як відхаркувальний засіб при запаленні органів дихання. Такі ефірні олії як анісова, фенхельна, соснова, мають секретолітичні, місцевознеболювальні та антисептичні властивості й тому ефективно діють при хронічних запаленнях дихальних шляхів.
Ефірні олії часнику, цибулі, гірчиці, хрону, м’яти, розмарину, лаванди стимулюють секреторну функцію шлунково-кишкового тракту та печінки. Суміш їх з терпенами і сесквітерпенами (ялівцю, петрушки, любистку) посилюють кровообіг у нирках і підвищують діурез, зменшують запаленім, нормалізують тонус м’язів сечоводів і сприяють виведенню конкрементів. Виділяючись нирками і печінкою як сполуки глюкуронової та сірчаної кислоти, вони підвищують вміст захисних колоїдів, поліпшують жовчну секрецію, підвищують виведення холестерину, а звідси запобігають утворенню жовчних каменів. Терпени мають антисептичну та спазмолітичну дію, заспокійливо впливають на центральну нервову систему. У великих дозах викликають прилив крові до органів малого тазу і можуть призвести до аборту.
М’ятна, кминна, шавлієва, гірчична, корична та деякі інші олії відзначаються значною бактерицидною активністю по відношенню до патогенної флори кишечнику. Є ефірні олії, які мають пото- й сечогінні властивості, збуджують та пригнічують секрецію залоз, заспокоюють кашель, збуджують центральну нервову систему та ритм серця, підвищують працездатність, змінюють силу м’язів, газообмін, ритм дихання й серця, тиск крові, впливають на внутрішньочерепний тиск, гостроту зору і слуху, температуру шкіри та ін. Деякі із них змінюють та покращують смак і запах ліків.
Сприйняття запахів у людей таке різне, як і сприйняття музики. В одних вони викликають пожвавлення, бадьорість, в інших – пригнічений настрій. Аромати діють на закінчення нюхових нервів і рефлекторно – на центральну нервову систему. Так, трояндова олія і ванілін роблять ритм дихання спокійним, підвищують температуру шкіри, знижують артеріальний тиск. Від запаху герані поліпшується сон, заспокоюється центральна нервова система, а від трояндової і бергамотової олії та гераніолу підвищується вдень гострота зору до зеленого кольору та знижується до червоного. Мускус збільшує, а м’ятна, трояндова, бергамотова, корична, лимонна олія зменшують газообмін. Ванільна, бергамотова, трояндова та інші олії з приємним запахом сповільнюють ритм серця, а ориганова та інші олії з неприємним запахом прискорюють ритм серця і поглиблюють дихання. Позитивну фізіологічну діїо на організм виявляють нерізкі запахи, особливо при відносно невеликих концентраціях. На принципі дії ароматів засновано лікувальний метод запахами (ароматерапія).
Гіркоти (Amara) – це безазотисті гіркі речовини, які збуджують апетит та покращують травлення і не мають резорбтивної дії. За хімічною природою це терпеноїдні сполуки.
Механізм дії гіркот полягає у тому, що вони збуджують рецептори слизової оболонки порожнини рота і рефлекторно підвищують збудливість центру голоду (латеральні ядра гіпоталамусу). При подальшому прийомі їжі виділення шлункового та підшлункового соку, жовчі відбувається інтенсивніше. Під виливом гіркоти посилюється також моторика шлунку, жовчного міхура та жовчовивідних шляхів. Гіркоти стимулюють вивільнення поліпептидів холецистокініну та панкреаземіну.
Більшість із них представлені монотерпеноїдними ірідоїдними глікозидами. Вони є леткими компонентами ефірних олій. Накопичуються в лікарських рослинах родим валеріанові, губоцвіті (ясноткові), ранникові, подорожникові тощо.
Інші представлені сесквітерпсноїдними гіркотами. Містяться вони в полину гіркому, деревію звичайному тощо.
Сировина розділяється на дві групи: чисті гіркоти (корені кульбаби лікарської, тирличу жовтого, трава золототисячника) та гірко-ароматичні (трава полину, деревію звичайного, кореневища аїру).
Найбільш розповсюдженими рослинами, які містять терпеноїди є: аїр (татарське зілля), аніс звичайний, арніка гірська, багно звичайне, береза, валеріана лікарська, деревій звичайний, евкаліпт кулястий, золототисячник зонтичний, коріандр посівний, кульбаба лікарська, материнка звичайна, м’ята перцева, полин гіркий, ромашка лікарська, сосна звичайна, оман високий, фенхель звичайний, чебрець звичайний, шавлія лікарська, яловець звичайний.
Лікарські рослини та сировина, що містять терпеноїди та ефірні олії. Реферат
Терпени — вуглеводні, що мають загальну формулу (С5Н8) n, а їхні похідні, що містять кисень, називають терпеноїдами. Терпени і терпеноїди відносяться до різних класів природних сполук, але, незважаючи на це, в основі структури всіх цих сполук лежить ізопрен:
У залежності від числа ізопренових ланок усі терпени і терпеноїди класифікують на наступні групи:
- С5Н8 — напівтерпени;
- С10Н16 — монотерпени, що складають легколетучие фракції ефірних олій;
- С15Н24 — сесквітерпени, що складають важколеткі (часто не переганяються з водяною парою) фракції ефірних олій;
- С20Н32- дитерпени, що входять до складу ряду смол;
- С30Н48 — тритерпени, що є агліконами сапонінів;
- С40Н64 — тетратерпени, що утворюють різні пігменти, у тому числі каротиноїди;
- С5Н8) n—політерпени. До них відносяться каучук і гутаперча.
Лікарські рослини і сировина, що містять ефірні олії.
Визначення. Ефірними оліями називають суміш летких, ароматних речовин, що утворюються в рослинах і мають здатність переганятися з водяною парою. Головною складовою частиною ефірних олій є терпени і їхній кисневмісні похідні, рідше — ароматні й аліфатичні сполуки.
Значення. Ефірноолійна сировина надходить в аптеки для виготовлення лікарських форм, велика частина йде на фармацевтичні підприємства і заводи для переробки й одержання препаратів. Використання ефірних олій як ароматних речовин має свою багатовікову історію. Назву цій групі речовин було дано в XVIII столітті, коли про їх хімічний склад ще нічого не було відомо. Ефірними вони названі тому, що леткі, як ефір, а оліями, — тому що жирні на дотик, не змішуються з водою і легші за неї.
Незважаючи на свою явну неточність, цей термін зберігся дотепер у всіх країнах. Як у минулому, так і в наші дні ефірні олії широко використовуються в парфумерії для виробництва парфумів, одеколонів, косметичних препаратів, а також у миловарній, харчовій, лікеро-горілчаній, тютюновій промисловості й у техніці. На Україні приділяється багато уваги вивченню дикоростучих і культивованих ефірноолійних рослин. Розширюються площі під ефірноолійні культури, понад 200 господарств займаються їхнім вирощуванням. Переробкою ефірноолійної сировини займається більш 40 заводів.
Поширення. Властивість виробляти ефірні олії не у всіх рослин виражена однаково. Злаки, осоки, пальми майже позбавлені ефірних олій, рослини родини ясноткових, айстрових, Салерових, лаврових, міртових, хвойних, помаранчевих багаті ефірнимм оліями. Кількість ефірних олій у рослинах коливається в широких межах — від тисячних долей відсотка до 25%.
На накопичення ефірних олій впливають різні чинники: клімат, світло, ґрунт, фаза розвитку рослин, вік і т. д. У південних районах, на відкритих місцях, пухких і удобрених ґрунтах вміст ефірних олій підвищується, але при дуже високій температурі, після випару він знижується. У молодих рослин ефірних олій міститься більше.
Накопичуються ефірні олії в рослинах у різних утвореннях, як зовнішніх, так і внутрішніх. До зовнішніх (екзогенних) утворень епідермального походження відносяться залозисті плями, різні волоски і залозки. До внутрішніх (ендогенних) утворень, що розвиваються в паренхімних тканинах, відносяться видільні клітини (зустрічаються в коренях валер’яни і кореневищах аїру), вмістища (лист евкаліпта), канальці (плоди анісу, фенхеля, кмину, кропу, коріандра), ходи (деревина сосни, ялиці).
Значення ефірних олій для рослин точно не встановлено, але існує багато різних гіпотез. Вважають, що ефірні олії є відходами рослин, беруть участь в обміні речовин. Знаходячись у підземних частинах рослини, ефірні олії захищають її від комах і гризунів, а в корі і деревині мають ранозагоюючу дію при ушкодженнях. Запах квіток служить для залучення комах. Випаровуючи, ефірні олії охороняють рослини від перегрівання і т. д.
Методи одержання. Для виділення ефірних олій існує декілька методів:
- перегонка з водою або водяною парою;
- пресування — вижимання; стосовно до сировини, багатої ефірними оліями (плоди цитрусових);
- екстракція ефірних олій із сировини проводиться різними речовинами, у яких вони розчиняються;
- метод поглинання заснований на властивості жирів поглинати ефірні олії, що випаровуються з квіток (застосовується для духмяних квіток, тонкий запах яких змінюється при перегонці);
- поглинання активованим вугіллям: із вугілля олію екстрагують спиртом (новий спосіб поглинання без жирів);
- метод мацерації заснований на здатності ефірних олій розчинятися в жирах і полягає в настоюванні квіток на жирних оліях. Проводиться також екстрагування ефірної олії легко киплячими рідинами, що потім відганяються. Найбільш поширений із усіх перерахованих вище метод перегонки сировини з водяною парою.
Фізичні властивості. Ефірні олії — безбарвні або жовтуваті прозорі рідини, рідше темно-коричневі (корицева олія), червоні (тим’янова олія), зелені від присутності хлорофілу (бергамотова олія) або сині, зеленувато-сині від присутності азулена (олія ромашки, тясячолисника, полину гіркого і цитварного). Запах олій характерний, духмяний. Смак пряний, гострий, пекучий. Велика частина ефірних олій має питому густину менше одиниці, деякі (корицева, гвоздикова) — тяжчі від води.
Ефірні олії майже нерозчинні у воді, але при збовтуванні вона приймає їхній запах і смак; майже всі олії добре розчиняються в спирті і змішуються у всіх пропорціях із хлороформом, петролейним ефіром. Реактив судан III забарвлює олію в жовтогарячий колір.
Хімічні властивості. Ефірні олії є складними сумішами різних органічних сполук, серед яких основну групу складають речовини з ізопреновою структурою. Присутні монотерпени, сесквітерпени, рідше ароматні й аліфатичні сполуки. Терпеноїди, що містяться в ефірних оліях, подані альдегідами, кетонами, спиртами, фенолами, ефірами, лактонами, кислотами й іншими сполукими.
Класифікація. Через те, що ефірні олії являють собою багатокомпонентні суміші, класифікація їх умовна. При цьому за основу приймаються головні цінні компоненти ефірних олій, що є носіями запаху даних олій та мають біологічну акивність.
Всі ефірні олії і рослини, їх що містять, діляться на наступні групи:
- ациклічні монотерпени (ліналоол, гераніол, цитраль);
- моноциклічні монотерпени (ментол, цинеол);
- біциклічні монотерпени (камфора, пінен);
- сесквітерпени (азулен, сантонін);
- ароматні сполуки (тимол).
В даний час вивчений хімічний склад більше ніж 2000 ефірних олій, виділено до 500 індивідуальних сполук.
Аналіз ефірних олій. Зводиться до визначення тотожності і доброякісності. Для цього визначають колір, запах, смак, щільність, кут обертання, показник переломлення, розчинність у спирті, кислотні й ефірні числа, ефірне число після ацетилювання.
Кислотне число — кількість міліграмів КОН, що затрачено на нейтралізацію вільних кислот 1г ефірної олії. Ефірне число — кількість міліграмів КОН, що затрачено на омиление складних ефірів, що містяться в 1г ефірної олії. Ефірне число після ацетилування визначають у тих ефірних олій, якість яких характеризується наявністю таких цінних спиртів, як ліналоол, гераніол і ін. Знаючи ефірне число після ацетилування й ефірне число, по різниці можна визначити кількість вільних спиртів у оліїі. Константи ефірних олій і методи їхнього визначення приведені в ДФХ.
Заготівля. Ефірноолійну сировину збирають у визначеній фазі розвитку рослини — під час найбільшого їхнього накопичення. Особливості накопиченняі збору зазначені при описі кожної рослини.
Сушіння. Повільно, при температурі 25-30°С, розкладаючи сировину товстим шаром.
Зберігання. Кисень повітря і волога сприяють зміні складу ефірної олії. Одні компоненти окисляються, інші гідролізуються. Тому сировину варто зберігати в сухому приміщенні, окремо від непахучої сировини, у щільно закритих бочках або ящиках, виложенних папером. Олію зберігають у склянках з темного скла або бідонах, наповнених доверху. Температура в приміщенні повинна бути не вище 15°С.
Застосування. У медицині сировина використовується у вигляді настоїв, відварів, сиропів, входить до складу зборів. На фармацевтичних підприємствах готують настойки, екстракти, на заводах виділяють складові частини. Сировина й ефірні олії застосовуються при кашлі, як потогінний, послаблюючий, серцевий, бактерицидний, протизапальний, пом’якшуючий і шлунковий засоби.