Инсектицидные свойства фитонцидов растений.

Исследователи брали для опыта комнатных мух, комаров, мошек, слепней. Толкли листья, например чере­мухи, и тотчас помещали их на дно стеклянной банки, в кото­рую впускали несколько экземпляров насекомых. Летучие фитонциды черемухи убивают в первые же секунды комнатных мух, комаров, мошек, слепней. Черемуха оказалась сильно инсектицидным растением. Раненые листья ее весной и летом в зависимости от состояния дерева, погоды и многих иных обстоятельств быстрее или медленнее, но уничтожают мно­гих насекомых.

Впоследствии были обнаружены инсектицидные свойства листьев ирги обыкновенной, исполинской туи, плюща обыкновенного, каштана конского, эвкалип­тов; плодов лимона, манда­рина и апельсина; семян посевного пастернака, борщевика сибирского; игл пихты.

Летучие фитонциды действуют на нервную систему насекомых.

Клещи (Рис. 19) и их личинки, очень стойкие ко многим ядам, оказались весьма чувствительными к действию летучих фитонцидов че­ремухи, лавровишни. Одна десятая грамма кашицы (4 почки черемухи) убивает клещей через 10 – 15 минут; если же взять раза в два больше кашицы из почек, клещи погибают через 5 – 7 минут.

Исследователи помещали в стеклянную посу­ду клещей и затем вводили туда же только что сорванные лис­тья растений. В посуде с листьями липы, злаков и осок поведе­ние клещей не отличалось от поведения клещей, находившихся в такой же посуде, но без растений. В посуде же с листьями лаванды, ромашки, чабреца и шалфея клещи через несколько часов погибали. Нет сомнений в том, что в разных природных растительных сообществах клещам, в том числе и вредным для человека, живется по-разному. Некоторые фитонциды явно от­пугивают клещей.

Т.А. Товстолес, доказала, что фитонци­ды отдельных растений очень токсичны для паутинного клеща – вредителя более чем ста видов технических, овощных, цве­точных и декоративных растений. Он живет и размножается на нижней стороне листьев под сотканной им паутиной, он прокалывает эпидермис листьев и высасывает тканевый сок. В результате растение ослабляется, уменьшается урожай. Бороться с этим насекомым нелегко: он быстро размножается, серьезной защитой ему служит паутина; сам он его яйца довольно устойчивы к ядам.

Водный настой наружных сухих листьев луковицы лука (20 граммов чешуи на 1 литр воды) при трехкратном опрыски­вании с промежутками в 5 дней снижает количество паутинного клеща на растениях на 95%.

Зооцидные свойства фитонцидов растений. Зооциды – вещества, уничтожающие грызунов. Некоторые растения прозвали мышегонами и крысогонами.

Например, чернокорень лекарственный (Cynoglossum officinale L., Рис. 20). Его называют по-разному: собачий корень, мышиный дух, кошачье мыло и др. Название «мышиный дух» не случайное: это растение пахнет мышами. Можно встретиться с утверждением, что крысы немедленно покидают те места, где положен чернокорень. Растение обладает антибактериальной активностью. Алкалоиды циноглоссин и циноглоссофин, которые входят в состав фитонцидов, обладают слабым курареподобным действием. Хорошее средство против насекомых и грызунов.

Травянистая бузина (Sambucus ebulus L., Рис. 21), является также хоро­шим крысо- и мышегоном. Любопытно, что крысы и мыши, как показывает опыт, изгоняются из хлебных складов, если использовать свежую бузину, а не высохшую траву. Бузина издавна исполь­зовалась в народе с целью защиты от мы­шей. Скирды переслаивались бузиной, ею обсаживались гумна и амбары. Для защи­ты от мышей плодовых деревьев садовни­ки обвязывали их стебли бузиной.

Таким образом, фитонцидные свойства растений вполне можно использовать на практике для их защиты.

Цветки бузины содержат гликозид самбунигрин, расщепляющийся на синильную кислоту, бензальдегид и глюкозу; эфирное масло (0,27-0,32%), холин, рутин, уксусную, яблочную, хлорогеновую, кофейную и валериановую кислоты. Листья содержат самбунигрин (0,11%), смолы, обладающие слабительными свойствами, и небольшое количество эфирного масла. Сочетание этих веществ обладает хорошими зооцидными свойствами.

Для защиты плодовых деревьев от мелких грызунов их стволы садоводы обвязывали бузиной. То же практикуется для отпугивания мышей от скирд, которые переслаивались бузиной. Бузиной обсаживают гумна и амбары.

Таким образом, фитонцидные свойства растений вполне можно использовать на практике для их защиты.

 

2.3.4. Алкалоиды

Алкалоиды – азотсодержащие органические гетероциклические осно­вания. Представляют собой содержащие азот, органические основания, главным образом растительного происхождения. Алкалоиды очень распространены в лекарственных растениях в виде солей органических кислот (лимонной, щавелевой, янтарной и других).

Большинство алкалоидов – сильно действующие яды. В настоящее время известно несколько тысяч алкалоидов (около 7 000 – 8 000), многие из которых обладают высокой токсичностью для млекопитающих и человека (Таблица 2.5). Наиболее богаты алкалоидамирастения, принадлежащие к семействам пасленовых, маковых, маревых, зонтичных, лилейных и других. Среди алкалоидов, обладающих инсектицидным и акарицидным действием, наиболее известен пиретрин (см. Раздел 3).

Таблица 2.5 – Некоторые группы алкалоидов, продуцируемые растениями

Группы алкалоидов	Важнейшие представители	Растения
Пиридиновые	Кониин Никотин	Болиголов Табак
Хинолиновые	Хинин Эинопсин Юглон Стрихнин	Хинное дерево (кора) Мордовник Грецкий орех Чилибуха, плоды (Strychnos nux vomica)
Фенантреновые	Морфин	Мак
Пуриновые	Кофеин	Кофе
Стероидные	Толанин Томатин	Картофель Томат
Тропановые	Гиосциамин Скополамин	Дурман обыкновенный

Далее более подробно будут рассмотрены некоторые представители алкалоидов.

Никотин (Рис. 22). Содержится в растениях семейства паслёновых (Solanaceae), преимущественно в табаке и, в меньших количествах, в томатах, картофеле, баклажанах, зелёных болгарских перцах.

Концентрация составляет от 0,3 до 5% от массы табака в сухом виде; биосинтез никотина происходит в корнях, накапливание никотина – в листьях.

Свойства. Никотин – сильнодействующий нейротоксин, особенно действующий на насекомых; вследствие этого никотин раньше широко использовался как инсектицид, а в настоящее время в том же качестве продолжают использоваться производные никотина, такие, как, например, имидаклорпид.

Гигиенические нормативы никотина в сигаретах. Согласно нормативу ГН 2.3.2.022 – 95, предельно допустимый уровень (ПДУ) содержания смол в отечественных сигаретах все еще выше, чем принято по международным стандартам:

Ø мировые ПДУ смол и никотина – 1,3 мг/сиг;

Ø российский ПДУ никотина и смол равен 20 мг/сиг (сигареты с фильтром), 24 мг/сиг (без фильтра).

Токсичность. Никотин – это один из самых ядовитых алкалоидов: несколько капель (100 – 200 мг, т.е. количество, содержащееся в 200 г табака) при введении в организм человека вызывают смерть, а ПДК никотина в воздухе составляет 0,5 мг/м³, LD₅₀ равно 1 мг/кг веса.

Механизм действия. Как только никотин попадает в тело, он быстро распространяется по крови и может преодолевать гематоэнцефалически барьер. В среднем достаточно около 7 секунд после вдыхания табачного дыма, чтобы никотин достиг мозга. Период полувыведения никотина в теле составляет около двух часов.

При длительном употреблении, никотин вызывает физическую зависимость – одну из самых сильных среди известных наркотиков. Однако «тяжелым» наркотиком никотин не считается, т.к. его психоактивное действие сравнительно слабое (он не вызывает «изменения сознания»).

Парадокс в том, что при курении от никотина не умирают, поскольку доза, получаемая курильщиком слишком для этого мала. Многочисленные смертельные болезни вызывают другие более вредные вещества: их в дыме около четырех тысяч. Никотин заставляет человека курить. Никотин действует через рецепторы в местах соединения нервных клеток в мозгу и мышечной ткани. Эти рецепторы мгновенно распознают его, как только он поступает в организм. В результате искажается работа нервного импульса, который управляет состоянием сосудов, мышечной ткани, желез внешней и внутренней секреции. Когда рецепторы сигнализируют о присутствии никотина, кровяное давление возрастает, а периферическое кровообращение замедляется. Волны в мозгу изменяются и дается толчок целому ряду эндокринных и метаболических эффектов.

Психическое и физическое состояние курильщика, а также ситуация, в которой происходит курение, могут вызывать ощущения как расслабленности, так и бодрости. В стрессовых ситуациях сигарета действует успокаивающе, а в ситуации расслабленности как стимулятор. Как только организм привыкнет к определенному уровню никотина в крови, он будет стремиться поддерживать его, и человек вновь потянется к сигарете.

По своему действию никотин – стимулятор дыхания. Еще никотин обладает свойством вызывать так называемый синдром отмены. При длительном употреблении, как это происходит у курильщика, никотин перестает стимулировать дыхание, а с прекращением приема вызывает его угнетение. С этим связан дискомфорт, который испытывает человек при отказе от курения. Это состояние развивается в течение первых суток и может продолжаться одну-две недели.

Курение существенно усиливает эффект воздействия на человека других вредных факторов:

Ø курящие заболевают инфарктом миокарда в 2 – 8 раз чаще некурящих. При этом курильщики в 3 – 4 раза чаще внезапно погибают от ишемической болезни сердца на фоне вроде бы нормального самочувствия;

Ø курильщики составляют 96 – 99% всех больных раком легких, 10% курильщиков заболевают и впоследствии погибают от злокачественных опухолей (из числа выкуривающих более 20 сигарет в день – 20%);

Ø хронический бронхит у курящих регистрируется в 5 – 7 раз чаще, чем у некурящих. В последующем хронический бронхит осложняется эмфиземой легких и пневмосклерозом, заболеваниями, существенно нарушающими функцию легких;

Ø к примеру, если у регулярно употребляющих алкогольные напитки, но не курящих, риск развития рака полости рта, гортани и пищевода повышается в 2 – 3 раза, то у потребляющих то же количество алкоголя и активно курящих – уже более чем в 9 раз;

Ø курение во время беременности увеличивает риск ее неблагоприятного завершения почти в 2 раза.

Статистика. Каждая выкуренная сигарета сокращает жизнь на 15 мин. Каждые 13 секунд умирает человек от заболевания, связанного с курением: за год – это 2,5 млн. человек.

Бросить курить может каждый человек. Более того, это намного легче, чем это может представляться некоторым курильщикам. Характерно, что 60% бросивших курить говорят, что если бы они знали, как легко им будет бросить курить, они давно бы это сделали.

Характерно, что 95% курильщиков, которым до этого «не хватало силы воли» отказаться от курения, после перенесенного инфаркта миокарда сразу бросают курить. Не надо ни лекций, ни уговоров, больные люди сами принимают решение.

Что происходит, когда человек бросает курить:

§ через 20 минут после последней сигареты артериальное давление снизится до нормального, восстановится работа сердца, улучшится кровоснабжение ладоней и ступней;

§ через 8 часов нормализуется содержание кислорода в крови;

§ через 2 суток усилится способность ощущать вкус и запах;

§ через неделю улучшится цвет лица, исчезнет неприятный запах от кожи, волос, при выдохе;

§ через месяц явно станет легче дышать, покинут утомление, головная боль, особенно по утрам, перестанет беспокоить кашель;

§ через 1 год риск развития коронарной болезни сердца по сравнению с курильщиками снизится наполовину;

§ через 5 лет резко уменьшится вероятность умереть от рака легких по сравнению с теми, кто выкуривает пачку в день.

Борьба с курением в разных странах на уровне законодательства:

Ø Австралия. Курение запрещено внутри всех аэропортов, государственных и медицинских учреждений и на рабочих местах. Рестораны и торговые центры также имеют статус свободных от курения зон;

Ø Великобритания. Курение запрещено практически во всех закрытых общественных местах – в том числе барах, ресторанах и на рабочих местах. Предприятие вычитает деньги из зарплаты за время, проведенное в курительной комнате;

Ø Европа. Запрет на курение в барах, ресторанах, ночных клубах, за исключением особых зон, и на автобусных остановках и подземных железнодорожных станциях. Нарушители подвергаются штрафу в размере 80 евро, в то время как владельцы кафе и ресторанов в которых посетитель закурит могут столкнуться со штрафом в размере до 2000 евро. На севере Европы отношение к курильщикам прямо-таки ледяное: средняя стоимость одной пачки сигарет составляет 7 – 12 долларов, а купить их можно только после личной просьбы – на прилавках сигареты и табачные изделия не лежат. Таковы требования законодательства в Финляндии, Швеции, Норвегии, Исландии;

Ø Индия. Запрет на курение в общественных местах, прямую и косвенную рекламу табачных изделий и продажу сигарет детям. Любой пойманный за нарушении закона, будет оштрафован на 200 рупий (примерно 4,50 доллара);

Ø Дания – запрещено курить в общественных местах;

Ø Канада, уровень курения один из самых низких в мире (в 2002 г. всего лишь 21% канадцев курят). Спад был обусловлен жёсткой борьбой с курением. Помимо запрета на курение на рабочих местах и общественных местах, пачки сигарет несут графические изображения об ущербе который наносит курение внутренним органам;

Ø Сингапур – курение – 500 долларов штраф. Нет рекламы на табачные изделия.

Хинин. Формула C₂₀H₂₄N₂O₂. Содержится в коре хинного дерева или рвотного ореха, Чилибухи (Cinchona succirubra, семейство логаниевые) и Ремиджии (Remijia семейство Мареновые), произрастающих в тропических странах (Рис. 23). Концентрация алкалоидов колеблется от 2 до 15%.

В состав суммы алкалоидов входит более двадцати органических оснований, однако хинин выделяется вместе с тремя алкалоидами: цинхонином, цинхонидином и хинидином.

Биологические свойства хинина. Хинин до недавнего времени был единственным эффективным препаратом для лечения малярии. Теперь известны синтетические заменители хинина – акрихин, бигумаль, хлоридин и др. Соли его очень горьки на вкус.

Алкалоид казывает сложное и многостороннее действие на организм человека и животных: антиаритмическое действие, замедляет проводимость, снижает возбудимость и автоматизм сердечной мышцы и одновременно оказывает слабое атропиноподобное действие. Понижает температуру тела, угнетая терморегулирующий центр гипоталамуса. В средние века его широко применяли как жаропонижающее и как стимулятор аппетита.

Действие на насекомых. Хинин тормозит размножение бесполых эритроцитарных форм малярийного плазмодия, что позволяет применять его при малярии. Но и в этом качестве он сегодня применяется редко, так как появились более эффективные и безопасные синтетические противомалярийные средства. Вместе с тем хинин порой бывает эффективен при формах малярии, устойчивых, например, к хлорохину.

Токсичность. В больших дозах хинин угнетает ЦНС; вызывает состояние оглушения, звон в ушах, головную боль, головокружение; может вызвать нарушение зрения. Смертельной разовой дозой для взрослого человека считается 8 г.

 

Стрихнин. Формула C₂₁H₂₂N₂O₂. Также содержится в орешках Чилибухи (Cinchona succirubra семейство логаниевых), произрастающей в тропических районах Азии и Африки (Рис. 23).

Состав. Рвотный орех содержит наряду со стрихнином другие алкалоиды (бруцин и др.). Количество стрихнина и бруцина составляет не менее 2,5%.

Свойства. Стрихнин и другие препараты чилибухи возбуждают ЦНС и в первую очередь повышают рефлекторную возбудимость. В терапевтических дозах стрихнин оказывает стимулирующее действие на органы чувств (обостряет зрение, вкус, слух, тактильное чувство), возбуждает сосудодвигательный и дыхательный центры, тонизирует скелетную мускулатуру, а также мышцу сердца, стимулирует процессы обмена, повышает чувствительность сетчатки глаза.

Избыток приводит к возбуждению, головным болям, одышке, повышению тонуса затылочных мышц, тризму жевательной мускулатуры, тетаническим судорогам при малейшем раздражении. Далее возможен спазм дыхательной мускулатуры с развитием резкой ригидности грудной клетки. Смерть наступает при явлениях асфиксии (удушья).

Действие стрихнина связано с облегчением проведения возбуждения в межнейронных синапсах спинного мозга. Он действует преимущественно в области вставочных нейронов. По современным представлениям стрихнин блокирует действие аминокислотных нейромедиаторов, главным образом глицина, играющих роль тормозящих факторов в передаче возбуждения в постсинаптических нервных окончаниях в спинном мозге. Блокируя торможение, стрихнин оказывает таким образом, «возбуждающий» эффект.

Токсичность. При передозировке возможны напряжение лицевых, затылочных и других мышц, затруднение дыхания, в тяжелых случаях – тетанические судороги. По воздействию на организм стрихнин относится к I классу опасности. Средняя летальная доза (LD₅₀) составляет около 1 мг/кг (у цианистого калия – 1,7 мг/кг).

Морфин. Формула: C₁₇H₁₉NO₃, (Рис. 24). Содержится в маке снотворном (Papaver somniferum). Морфин и другие морфиновые алкалоиды встречаются в растениях рода мак, стефания, синомениум, луносемянник. Реже они встречаются в родах кротон, коккулюс, триклизия, окотея.

Основной путь биосинтеза морфина в растении: L-тирозин – L-ДОФА – ретикулин – салутаридин – тебаин – кодеин.

Получают морфин практически только из застывшего млечного сока (опия), выделяющегося при надрезании незрелых коробочек опиумного мака. Содержание морфина в сыром опии достигает 10-20%, минимальные концентрации около 3%. В других сортах мака морфина меньше, но полностью избавиться от него удалось только методами генетической инженерии в 2006 году, когда в Индии получили «безморфиновый мак». В 1874 году из морфина синтезировали диацетилморфин, более известный как героин.

Свойства и биологические эффекты. Морфин имеет низкую (около 26%) биодоступность при энтеральном (внутрь) приеме. При внутривенном введении морфин интенсивно поглощается тканями, в течение 10 минут после внутривенного введения 96 – 98% морфина исчезает из системного кровотока. Период полувыведения морфина составляет в среднем 1,9 часов.

Обладает сильным болеутоляющим, выраженным снотворным и эйфорическим действием. Тормозит условные рефлексы и усиливает действие наркотических снотворных и местно-анастизирующих средств. Возбуждает рвотный центр и понижает возбудимость дыхательного и кашлевого центров, тормозит двигательную и секреторную активность желудочно- кишечного тракта. Понижает основной обмен. Длительное применение приводит к наркомании (морфинизму).

Токсичность. LD₅₀ – 46 мг/кг (крысы); LD₅₀ – 200 мг/кг (мыши); LD₅₀ – 316 мг/кг (собаки). Летальная суточная доза морфина для взрослого составляет 0,1 – 0,5 г.

Кофеин. Формула: C₈H₁₀N₄O₂ (Рис. 25). Содержится в таких растениях, как кофейное дерево, чай (кофеин, содержащийся в чае или экстрагированный из него иногда называют теин), мате (кофеин, содержащийся в мате или экстрагированный из него иногда называют матеин), гуарана, кола, и некоторых других. Также производится синтетически. Содержится в различных напитках, оказывает стимулирующее действие на нервную систему.

Биологические эффекты. Усиливает и регулирует процессы возбуждения в коре головного мозга; в соответствующих дозах он усиливает положительные условные рефлексы и повышает двигательную активность. Стимулирующее действие приводит к повышению умственной и физической работоспособности, уменьшению усталости и сонливости. Большие дозы могут, однако, привести к истощению нервных клеток. Кофеин ослабляет действие снотворных и наркотических средств, повышает рефлекторную возбудимость спинного мозга, возбуждает дыхательный и сосудодвигательный центры. Сердечная деятельность под влиянием кофеина усиливается, сокращения миокарда становятся более интенсивными и учащаются

Кофеин является действующим компонентом большинства «энергетических напитков». Употребляя энергетические напитки, человек обманывает собственный организм. Они действительно бодрят, однако это искусственная бодрость. Кофеин – хорошее мочегонное средство. Это может привести к значительной потере воды.

Энергетические напитки, продаваемые в фитнес-клубах, могут быть опасны для здоровья. К такому выводу пришли эксперты Научного комитета по пище Европейского союза. За два часа интенсивных занятий человек теряет с потом не менее 1 литра воды и массу солей. Это серьезное обезвоживание организма, и маленький энергетический напиток потери не восстановит. В такой ситуации гораздо полезнее будет минералка.

Во Франции подобные смеси (конечно же, без алкоголя) продаются в аптеке, потому что относятся к разряду лекарственных средств. В Дании и Норвегии энергетические напитки запрещены к продаже.

Кофеин можно использовать в качестве экологически чистого пестицида (моллюскоцид) для уничтожения улиток и слизняков. Крепкий кофе сначала делает их движения беспорядочными, а потом и убивает. Эффект был обнаружен учеными из исследовательского центра Министерства земледелия США в Хило (Гавайи), когда они испытывали воздействие распыляемого раствора кофеина на лягушек. Оказалось, что раствор с концентрацией в 1 – 2% убивает слизняков и улиток, а концентрация в 0,01% отвращает их от еды (обычная чашка растворимого кофе содержит около 0,05% кофеина).

Механизм действия этого алкалоида пока непонятен, но ранее было известно, что у многих сельскохозяйственных вредителей кофеин вызывает усиление действия ядов и его предлагалось использовать в качестве добавки к ядохимикатам.

Токсичность. В чашке кофе содержится около 100 мг кофеина; в стакане чая или колы – примерно 50 мг; в чашке какао – в пределах 10 мг. Вызывает привыкание. Подтвержденная летальная доза составляет 10 г. У маленьких детей прием внутрь 35 мг/кг может вызвать интоксикацию средней тяжести. Дети метаболизируют кофеин очень медленно. Концентрация 10 мг/кг нормальны для пьющих кофе, но 80 мг/кг несовместима с жизнью.

Томатин. Формула: С₂₇Н₄₆О₂N (α–томатин). Содержится в листьях, незрелых плодах и частично в зрелых (3 – 5 мг на 100 г) томатов.

Биологические эффекты:

Ø обладает токсическим действием на личинки колорадского жука:

Ø обладает антибиотическими и фунгицидным действием действием;

Ø установлено, что наличие α–томатина в листьях в значительной мере определяет устойчивость томатов к фитофторозу и галловой нематоде. Формы с высоким содержанием α–томатина могут быть использованы в селекции путем отдаленной гибридизации, а также для получения трансгенных растений (сортов);

Ø может использоваться как репеллент на насекомых (колорадского жука). При этом чем выше содержание α-томатина, тем устойчивее сорт к колорадскому жуку. Выявлены конкретные механизмы устойчивости картофеля к колорадскому жуку в лабораторных условиях и возможно осуществление целенаправленной селекцию устойчивых сортов, обладающих высокими пищевыми и вкусовыми качествами.

Тропановые алколоиды. Наиболее известными представителями ряда являются атропин, скополамин, кокаин. Скополамин. Формула: C₁₇H₂₁NO₄. Содержится в растениях семейства паслёновых (скополии, красавке, белене, дурмане и некоторых других).

Свойства. Подобно атропину вызывает расширение зрачков, паралич аккомодации, учащение сердечных сокращений, расслабление гладких мышц, уменьшение секреции пищеварительных и потовых желёз. Оказывает также центральное холинолитическое действие. Обычно вызывает седативный эффект: уменьшает двигательную активность, может оказать снотворное действие. Характерным свойством скополамина является вызываемая им амнезия.Токсичен в любых дозах

Биологические эффекты. Используется в и качестве инсектицидного средства, так как воздействиет на нервную систему насекомых.

Таким образом, алкалоиды некоторых растений могут использоваться в практике защиты растений. К ним относятся пиретрин (ромашка далмацкая), никотин (представители семейства паслёновых), хинин (Чилибуха), кофеин (чай), томатин и скополамин (томаты, пасленовые) и многие другие (Приложение В).

2.3.5. Гликозиды

 

Гликозиды (от греческих слов glykys – сладкий и eidos – вид, поскольку они при гидролизе распадаются на сахаристую и несахаристую компоненты) – это органические соединения, молекулы которых состоят из двух частей: углеводного (пиранозидного или фуранозидного) остатка и неуглеводного фрагмента (агликона).

Гликозиды представляют собой обширную группу органических веществ, встречающихся в растительном (реже в животном) мире. Многие из гликозидов токсичны или обладают сильным физиологическим действием, например, гликозиды наперстянки, строфанта и другие. Они весьма распространены в растительном мире и довольно часто являются носителями специфически действующих лекарственных и красящих веществ.

Чаще всего гликозиды встречаются в листьях и цветах растений, реже в других органах. В их состав входят углерод, водород, кислород, реже азот (амигдалин) и только некоторые содержат серу (синальбин, мирозин).

В романе Томаса Манна «Волшебная гора» описываются злоключения путника, который имел неосторожность заснуть под сенью анчара (Antiaris toxicaria). Листья этих больших деревьев выделяют мелкие капельки, образующие в окружающем воздухе ядовитый аэрозоль. Известно, что Antiaris toxicaria содержит кардиотоксические стероидные гликозиды.

В зависимости от химической природы агликона выделяют около 8 групп гиликозидов, в данном курсе будет рассмотрены лишь некоторые из них:

Ø сердечные гликозиды;

Ø цианогенные гликозиды (производные синильной кислоты);

Ø антрагликозиды (антрацен);

Ø тиольные гликозиды;

Ø сапонины.

Сердечные гликозиды (стероидные) используют для лечения болезней сердца. Глюкозиды сердечной группы найдены у представителей семейств: лилейных, лютиковых, крестоцветных, норичниковых, кутровых и ластовневых. Эти соединения, продуцируемые растениями, обладают высокой токсичностью, обусловленной отчасти избирательным действием на сердечную мышцу. Они особенно эффективны при ослаблении сердечной деятельности. С лечебной целью применяют:

Ø строфантин – смесь сердечных гликозидов, выделяемых из семян строфанта Комбе (Strophanthus Kombe Oliver) семейства кутровых (Аросупасеае), имеет кардиотоническое действие;

Ø дигитоксин, получают из разных видов наперстянки (Digitális), используют при хронической сердечной недостаточности;

Ø цимарин, обладает противоопухолевыми свойствами, получают из экстракта из кендыря коноплевого (Trachomitum), горицвета весеннего (Adonis), некоторые виды строфанта и др.

Пример – олеандр обыкновенный (Nerium oleander), выращиваемый в открытом грунте по всему западу и югу США, а иногда и в домах. Красивая вечнозеленая листва и древесина этого вида содержат сердечные гликозиды (олеандрин, одиневрин, периантин и др.) сходные по действию c препаратами наперстянки. Эксперименты показывают, что если как следует прожевать один его лист и проглотить, то доза яда, выделившегося из него в пищеварительном тракте, будет почти смертельной для взрослого человека.

Цаногенные гликозиды содержат в своем составе цианогенную группу CN. Цианогенез, как называют способность некоторых растений выделять синильную кислоту, – явление, извест­ное несколько веков. И люди, и домашний скот часто становились жертвами этого явления. Обычно источниками синильной кислоты являются циангидрины, образующиеся из сахаров, или производные аминокислот (в частности, фенилаланина и тирозина). Известно около 800 видов растений, относящихся к 70 – 80 разным семействам, которые способны к образованию синильной кислоты.

Образование цианогенных гликозидов – способ защиты растений от насекомых. Например, белый клевер. В растении образуются цианогенные гликозиды. Эти вещества запасаются в листьях. Если в растении есть два специфических фермента, то при повреждении листьев происходит расщепление цианогенных гликозидов с образованием цианидного комплекса, из которого затем выделяется свободный цианид (HCN). По способности к образованию цианида у клевера наблюдается «полиморфизм»: лишь в некоторых растениях синтезируются и цианогенные гликозиды, и ферменты, необходимые для образования из них свободного цианида. Поэтому не все особи вида могут защитить себя от врагов с помощью цианогенных гликозидов.

Производные циангидринов:

Ø амигдалин (Рис. 26) из горького миндаля (Prunus dulcis) и черемухи (Prunus padus);

Ø дуррин из сорго (Sorghum) и лотузин из Lotus arabicus;

Ø циангидрин, плоды нигерийской кассавы (Cassavetes). В суточном рационе муки, получаемой из плодов нигерийской кассавы, может набираться до 35 мг HCN, что составляет половину летальной дозы;

Ø ротенон обладает высоким инсектицидным действием. Наибольшее коли­чество ротенона присутствует в африканских растениях из семейства бобовых (Pachyrrhizus erosus Mey, Denis malaccensis L, Mundulea sericea Hook., Tephrosia Vogelii Hook), оказывающих заметное инсектицидное действие;

Ø цветки бузины содержат гликозид самбунигрин, расщепляющийся на синильную кислоту, бензальдегид и глюкозу. Сочетание этих веществ обладает хорошими зооцидными свойствами.

Антрагликозиды, которые являются производными антрахинонов, (гликозиды гидроксиантрахинонов и антрахинонов), встречаются во многих видах растений, применяемых в качестве слабительного и сырья для получения красителей. Растения, содержащие производные антрацена, принадлежат к различным семействам: крушиновые (жостер слабительный, крушина ольховидная); гречишные (ревень, щавель конский); бобовые (сенна); лилейные (различные виды алоэ); зверобойные (зверобой продырявленный). Встречаются в других семействах.

Фиологическая роль антраценопроизводных точно не установлена. Согласно одной точке зрения, они выполняют функцию защиты от паразитов, согласно другой – играют роль в окислительно-восстановительных процессах растений, а также способствуют накоплению полисахаридов. Чаще встречаются производные 1,8-диоксилантрахинона или хризацина (Рис. 27).

Препарат зверобоя – новоиманин, содержащий конденсированные антраценопроизводные, обладает высокой антибактериальной активностью.

Тиольные гликозиды (тиоцианатные, изотиоцианатные, сульфо- и неорганические агликоны) содержат в своем составе S(II), встречаются в растениях семейства крестоцветных (Cruciferae). Например:

Ø синигрин C₁₀H₁₇O₉NS₂, выделенный из семян черной горчицы (Brássica nígra), около 4% по массе (Рис. 28); коре и цветах сирени (Syringa), акации (Caragána);

Ø синальбин С₃₀Н₄₂О₁₅N₂S₂∙5Н₂О из семян белой горчицы (Sinapis alba). Полезные свойства гликозидов используются в медицине при склерозе сосудов, гипертонии, заболеваниях печени и желчного пузыря, расстройствах пищеварения, метеоризме, ревматизме;

Ø глюкотропеолин, производное глицирризиновой кислоты С₃₀Н₄₆О₄, выделен из садовой настурции (Tropaeolum, Рис. 29).

 

Рис. 28. Черная горчица	Рис. 29. Настурция

Острый, жгучий запах свежего чеснока (семейство луковые, Alliaceae) обусловлен гликозидом аллицином C₆H₁₀OS₂. Это один из компонентов сложного комплекса фитонцидов чеснока, он подавляет бактерии в разведении 1: 250 000.

Сапонины – это высокомолекулярные сложные органические соединения гликозидного характера, обладающие специфическими свойствами: водные растворы из сырья, содержащего сапонины, образуют обильную пену. Это глюкозиды, обладающие физическими свойствами мыла.

Название «сапонин» (от лат. sapo - мыло) впервые появилось в 1819 г., когда из мыльнянки (Saponaria, растение семейства гвоздичных) было выделено вещество, образующее с водой обильное количество пены. Сапонины довольно часто встречаются у представителей семейства гвоздичных и розовоцветных, находясь в различных органах растения и в различных количествах. Сапонины находятся как в подземных так и в наземных частях растений. Они также содержатся в первоцвете весеннем, солодке, истоде (тонколистный и сибирский), хвощах, аралии, диоскореи, патринии (накапливают сапонины в корневой части); наперстянке (листве).

В физиологическом отношении многие сапонины представляют собой сильно ядовитые вещества, убивающие клетку. К ядовитым сапонинам (сапотоксинам) относится, например, сапонин гитагин, находящийся в семенах куколя.

Сапонины действуют на организм характерным образом:

Ø попадая на слизистую носа, вызывают чихание, больших дозах вызывают рвоту, но в малых дозах безвредны;

Ø при попадании в кровь, вызывают гемолиз эритроцитов;

Ø являются смертельным ядом для рыб и холоднокровных (лягушек, рыб, червей), вызывая их гибель даже в разведении 1:1 000 000.

Из люцерны посевной (Medicago sativa) получают сапонины люцерны – биологически активные вещества, способные снижать содержание жиров в крови (Рис. 30). Люцерна довольно эффективно перекрывает процессы усвоения организмом различных жиров и холестеринов животного происхождения, помогая регулировать уровень жиров и холестеринов в крови.

Солодка (Glycyrrhíza). Сладость корня – основной признак растения и источник его целебности. Такой вкус солодке в основном придает соль глицирризиновой кислоты (C₄₂H₆₂O₁₆) – глицирризин. Это соединение группы сапонинов. Глицирризин обладает приторно-сладким вкусом (он в 40 раз слаще сахара) часто используется в качестве подслащивающего компонента, не влияющего на уровень сахара в крови и энергетическую плотность рациона.

Сапонины солодки, р