Полисахариды: классификация, строение, физико-химические свойства. Биомедицинское применение полисахаридов.

Полисахариды – линейные или разветвленные высокомолекулярные полимерные цепочки из остатков моносахаридов, связанных О-гликозид-ными связями. В фармакогнозии наибольшее значение имеют крахмал, целлюлоза, инулин, слизи, кáмеди, пектиновые вещества, альгинаты.

Полисахариды можно классифицировать по разным признакам: запасные и структурные, нейтральные и кислые, линейные и разветвленные (причем разветвленные по 1-4 и 1-6 С-атомам – соответственно в амилозе и амилопектине), гомо- и гетерополисахариды.

Полисахариды играют важную роль в обмене растений и животных, особенно в энергетике. В медицине они показали себя как пролонгаторы действия лекарств, иммуомодуляторы и антиканцерогены (полисахариды грибов-дождевиков и некоторых других грибов), как обволакивающее, противовоспаоительное, гипогликемическое (инулин) средства, как наполнители в таблетках (крахмал), бинты и вата.

Крахмал является запасным полисахаридом растений, накапливающимся в форме зерен и состоящим из амилозы (17-24%) и амилопектина (76-83%). Оба из них являются 1,4-α-глюканами. Амилопектин сосредоточен в наружных слоях крахмальных зерен, а амилоза составляет середину их. Йод окрашивает амилозу в синий цвет, а амилопектин – в фиолетовый. Крахмал нерастворим в холодной воде, спирте, эфире. Он подвержен ферментативному и кислотному гидролизу с образованием декстринов и конечного продукта – глюкозы. При набухании в горячей воде зерна крахмала лопаются и образуют клейстер. Однако у крахмальных зерен гороха, где 60-70% составляет амилоза, этого не происходит и клейстер почти совсем не образуется.

Применение. Крахмал используется в медицинской практике в качестве присыпки, компоненов таблеток, мазей, а декстрин – для приготовления эмульсий. Крахмал используется также как обволакивающее средство при воспалительных процессах в желудочно-кишечном тракте. Усиливает секрецию инсулина, снижает содержание холестерина, усиливает синтез рибофлавина кишечными бактериями и обмен желчных кислот, угнетает активность трипсина (за счет комплек-сообразования с белками).

Гликоген является 1,4 – 1,6-D-глюканом. Это главный запасной про-дукт животных.

Целлюлоза является 1,4-β-D-глюканом (глюкопирананом). Основное медицинское применение находит в виде ваты, бинтов, ткани

Инулин - высокомолекулярный фруктозан, состоящий из 34-35 остатков фруктозы, соединенных 1-2-С-связями, но заканчивается цепь остатком α-D-глюкопиранозы. В растениях выполняет функцию запасного вещества. Легко растворяется в теплой воде, образуя коллоидный раствор. Осаждается крепким спиртом, оснóвным ацетатом свинца, не окрашивается йодом, с парами HCl дает пурпурную окраску, а с резорцином в присутствии концентрированной HCl и раствором бензидина в ледяной уксусной кислоте дает красное окрашивание. При кислотном гидролизе образуется фруктоза (и небольшое количество глюкозы). В медицине используется в качестве гипогликемического средства.

Слизи – природные гликопротеиды, углеводная часть которых состоит на 90% из пентозанов и на 10% из гексозанов. В воде они образуют густые слизистые растворы. От крахмала слизи отличаются отсутствием характерных зерен (это серые аморфные вещества), а также негативной реакцией с раствором йода. В отличие от камедей слизи осаждаются нейтральным раствором ацетата свинца.

Кáмеди − экссудативные продукты, образующие натеки на трещинах в коре стволов, ветвей. Первоначально мягкие и вязкие, они затем твердеют. Камеди безвкусны, не растворимы в органических растворителях (в отличие от смол и веществ каучуковой природы). Гидрофильны. Растворы камедей обладают вязкостью, клейкостью и набухаемостью. В медицине камеди используют в качестве эмульгаторов, киселей.

Пектиновые вещества – полимеры, состоящие из остатков D-галактуроновой кислоты, связанных между 1 и 4 С-атомами гликозидными связями. Кроме галактуроновой кислоты в пектиновых веществах присутствуют нейтральные полисахариды – арабинаны, галактаны, связанные с кислыми фрагментами пектинов ковалентными связями.

Важным свойством пектинов является их способность давать гели в кислой среде в присутствии сахара. Пектины нерастворимы в спиртах и органических растворителях.

Пектиновые вещества используют для приготовления кровоостанавливающих препаратов, для снижения токсичности салицилатов, антибиотиков, обладают антисклеротической, противовоспалительной активностью, их желеобразующая способность используется в кондитерском производстве. В промышленности пектин получают из свеклы (где содержание их до 25%), а также из корки плодов цитрусовых.

У бурой водоросли ламинарии содержится альгиновая кислота: полимер β-D-мануроновой и α-L-гулуроновой кислот и их K+, Na+, Mg2+, Ca2+ солей.