Фармакогностический анализ лекарственного растительного сырья, обладающее противоопухолевой активностью

Условия произрастания также играют важную роль, например, растущие в горах деревья реже поражаются чагой, так как их древесина имеет более плотную структуру [6]. Наиболее распространена чага в лесах северных широт.

Причиной образования чаги является заражение коры дерева паразитным трутовым грибом. Споры его рассеиваются по воздуху и прорастают лишь в тех случаях, когда попадают на пораженные вследствие различных причин участки коры деревьев. Образующийся нарост постепенно разрастается, значительно увеличиваясь в размерах. Иногда масса его достигает 3 - 5 кг и более. Рост чаги при благоприятных для ее развития условиях может продолжаться более 15 лет.

Форма наростов чаги зависит от характера повреждений, через которые береза заражается трутовым грибом. Большей частью наросты имеют округлую или вытянутую форму.

 

Заготовка и качество сырья

Заготавливают чагу только с живых или свежесрубленных, старых берез. На сухостое или валежнике чага разрушается, и содержание в ней биологически активных веществ резко снижается [7].

Собирать чагу можно в любое время года. Однако чаще всего ее заготавливают поздней осенью, зимой или ранней весной, когда на деревьях нет листьев и чагу легче заметить.

Чагу подрубают топором у ствола дерева, а затем от нее отсекают непригодную для использования рыхлую светлоокрашенную часть [8].

Собранную чагу рубят на куски по 3 – 6 см и сушат в сушилках или печах при температуре не выше 50-60 °С. Высушенное сырье должно содержать не менее 20 % экстрактивных веществ и не более 12 % влаги. Допускается присутствие рыхлой светло-коричневой или желтой легко крошащейся части древесины – не более 25 %, вросших в куски чаги остатков древесины – не более 5 % [6], хромогенного комплекса не менее 50 %, бересты не более 1 % [9].

Согласно требованиям Фармакопейной статьи ФС 42-53-72 готовое сырье чаги состоит из кусков неопределенной формы с черным, сильно растрескивающимся наружным слоем. Ткань нароста очень плотная, твердая. Цвет темно-коричневый с мелкими желтыми прожилками, число которых увеличивается к внутренней части нароста. Размер кусков около 10 см в поперечнике, запах отсутствует, вкус горьковатый [10].

Сырье чаги упаковывают в мешки по 20 - 30 кг и хранят в закрытом сухом, хорошо проветриваемом помещении, оберегая от сырости. Отсыревшая чага легко плесневеет и становится непригодной к употреблению. Срок годности не более двух лет [10].

 

Применение

В народной медицине чага известна также под названием «черный березовый гриб» или березовая губа (губа по-старославянски «gaga»), возможно отсюда название «чага». Чага – старинное излюбленное средство жителей северных районов России, применяемое для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний и даже рака [11-12]. Чагой в сочетании с другими растениями лечат язву желудка и двенадцатиперстной кишки, гастриты. В полевых условиях, в лесу пьют чай из чаги при расстройстве желудка, тяжести и болях в кишечнике. Популярен чай из чаги у охотников и лесников. Он утоляет голод, снимает усталость, бодрит, улучшает общее самочувствие и повышает работоспособность. В некоторых районах жители вместо чая используют чагу. Было замечено, что в таких областях заболеваемость раком меньше, чем в соседних. Чагу используют как общеукрепляющее средство для повышения общего тонуса организма [12].

На электроэнцефалограммах коры больших полушарий в эксперименте наблюдается отчетливое повышение спонтанной биоэлектрической активности коры, что свидетельствует о благоприятном влиянии галеновых препаратов чаги на обмен веществ и функции некоторых отделов коры головного мозга. Настоями чаги лечат пародонтоз, экзему, дерматит, псориаз. Ингаляциями с использованием чаги с травами снимают воспалительный процесс при опухолях гортани, что облегчает дыхание. Ссадины, порезы присыпают порошком чаги, чтобы прекратить нагноение раны [13]. Чага нетоксична, хорошо переносится и практически не имеет противопоказаний к применению. Ее используют в животноводстве. Добавление чаги в рацион свиней стимулирует рост поросят и прибавку в весе. Шрот чаги применяют в качестве удобрения для защиты растений от фитофтороза и симуляции роста. Настои чаги используют для консервирования овощных и ягодных соков. Чага обладает большой адсорбционной емкостью, что позволило ее применять как средство по очистке воды.

Интерес к чаге не угасает. В современной народной и научной медицине чага используется как самостоятельно, так и в составе многокомпонентных препаратов для внутреннего и наружного применения в виде отваров, настоев мазей и прочего [14].

Запатентованы композиции с включением чаги, обладающие общеукрепляющим, тонизирующим, противоопухолевым действием, для лечения и профилактики желудочно-кишечных заболеваний, послеоперационного лечения злокачественных новообразований, синдрома хронической усталости. Широкий спектр действия предполагает наличие богатого комплекса биологически активных веществ.

Из чаги получают препарат «Бефунгин» (экстракт чаги + соли кобальта: CoCl2 0,175 % или NiSO4 0,2 %), который используется при хронических гастритах, дискензиях желудочно-кишечного тракта, при язвенных болезнях желудка. Используют в форме настоя. Настой чаги не токсичен, но его ограничивают при заболеваниях, сопровождающихся задержкой жидкости в организме [14]. В настоящее время разрешены в качестве общеукрепляющих биологически активные добавки капсулы и фитоэлексир «Чаговит», драже «Экстрабесунгин», бальзам «Березка», таблетки «Литовит Ч», сухой экстракт, порошок и другие производные чаги.

Побочные явления: при длительном применении препаратов чаги у некоторых больных наблюдается повышенная возбудимость вегетативной, нервной системы. Эти явления постепенно исчезают при уменьшении дозы или отмене препарата [3].

 

Химический состав

Химический состав чаги впервые исследовал Г. Драгендорф в 1864 году и, не найдя активные субстанции (гликозиды, алколоиды), потерял к ней интерес. Только через 100 лет советские исследователи П.А. Якимов, А.А. Шиврина, Е.В. Ловягина, Е.Г. Платонова и другие провели достаточно полный химический анализ чаги и концентрата на ее основе в сравнении с другими трутовыми грибами.

 

А) Терпеновые соединения

Производными циклогексана является большая группа природных веществ преимущественно растительного происхождения, известных под названием терпенов. Они входят в состав смол хвойных деревьев и эфирных масел. Термин «терпены» происходит от названия терпентинового дерева, из смолы которого был получен первый представитель [16].

Для терпенов характерно число атомов углерода, кратное 5, то есть 5, 10, 15 и т.д. Хотя большая часть терпенов – ненасыщенные углеводороды, к этой группе соединений относятся также соответствующие спирты, кетоны, карбоновые кислоты и даже пероксиды.

Монотерпены состоят их двух остатков изопрена С5Н8. Соединения, кратные по составу изопрену, очень распространены в растениях. Такие производные называют изопреноидами [16].

В 1920 году Ружичка приступил к классическим экспериментам, в результате которых было сформулировано «изопреновое правило». Это правило, суммировавшее все предшествующие исследования по установлению строения терпенов, гласит, что терпены образуются в результате полимеризации изопрена по типу «голова – хвост». Изопрен сам по себе не является строительным материалом терпенов в растениях. Тем не менее, можно рассматривать терпены как полимеры изопрена [17].

Таким образом, известна следующая классификация терпенов:

По количеству остатков изопрена в молекуле:

- терпены или монотерпены, соответствующие  формуле С10Н16 – димеры изопрена;

- сесквитерпены (полуторатерпены) –  тримеры изопрена состава С15Н24;

- дитерпены С20Н32 – тетрамеры изопрена;

- тритерпены С30Н48;

- тетратерпены С40Н64;

- политерпены (С5Н8)n.

Иногда углеводороды состава С5Н8 (изопрен и его изомеры), называют гемитерпенами, то есть полутерпенами [16].

В свою очередь, каждый ряд терпенов разделяется на группы:

1. Алифатические, или ациклические терпены – соединения с открытой цепью углеродных атомов. Собственно терпены этой группы (С10Н16) содержат три двойные связи;
2. Карбоциклические терпены – содержат одно или несколько колец углеродных атомов. По числу колец терпены разделяют на:
1. моноциклические, содержащие одно шестичленное кольцо и две двойные связи;
2. бициклические, содержащие два кольца, одно из них обычно шестичленное, а второе пяти-, четырех- или трехчленное. Терпены этой группы содержат только одну двойную связь;
3. трициклические, содержат три кольца углеродных атомов, из которых хотя бы одно шестичленное. Терпены этой группы не содержат двойные связи и являются насыщенными карбоциклическими соединениями;
4. дитерпены, тритерпены и политерпены могут содержать и более трех циклов. Производные терпенов по характеру функциональных групп подразделяют на спирты, альдегиды, кетоны, окиси, гидроокиси, перекиси, кислоты галогенопроизводные [17].

Плотность (ρ) терпенов обычно меньше 1, Ткип собственно терпенов колеблется от 150 до 190 °С, сесквитерпенов от 230 до 300 °С, дитерпенов выше 300 °С. Терпены не растворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (особенно неполярных). Собственно терпены легко перегоняются с водяным паром, сескви- и дитерпены – труднее, а три- и политерпены практически не перегоняются. Запах терпенов, как правило, приятный. Особенно у алифатических и моноциклических терпенов, их спиртов и эфиров. Терпены весьма реакционноспособные соединения, они легко окисляются на воздухе, особенно на свету, и превращаются при этом в кислородсодержащие полимеры; легко изомеризуются при нагревании, особенно в присутствии кислых агентов. По двойным связям терпены легко гидрогенизируются, гидратируются, присоединяют галогены, кислород, серу. При длительном нагревании без доступа воздуха (400-500 °С) кольца терпенов раскрываются, при этом из бициклических терпенов можно получить моноциклические и даже алифатические терпены. При нагревании до 700 °С и выше все терпены деполимеризуются до изопрена [18].

Из растений терпены выделяют перегонкой с паром, сухой перегонкой, экстракцией летучими растворителями. Индивидуальные терпены выделяют из их смесей фракционной перегонкой в вакууме на колонках, методами хроматографии и другими способами [19].

Тритерпеновые соединения

Тритерпеновые соединения – класс соединений, широко распространенных в различных вегетативных органах березы.

Тритерпены, имеющие гликозидный характер, называют тритерпеновыми сапонинами (гликозидами). Термин «сапонин» или «сапонозид», был впервые предложен в 1819 г. Мэлоном для вещества, выделенного Шрайдером в 1811 г. из мыльнянки. Сапонины представляют собой сложные органические соединения гликозидного характера. Большинство из них вызывают гемолиз эритроцитов крови. Водные растворы сапонинов (или извлечения из растительного сырья) образуют при встряхивании обильную пену, подобно мыльной, в результате чего эти вещества и получили название сапонинов, от латинского слова sapo – мыло. Сапонины весьма токсичны для холоднокровных животных. Они вызывают гибель (или парализуют) их даже в очень больших разведениях (1:1000000). Молекулы сапонинов, как и других гликозидов, состоят из углеводной части и агликона, который называется сапогенином. По структуре сапогенина (агликона) сапонины разделяются на две группы, значительно отличающиеся по свойствам: стероидные и тритерпеновые гликозид. Особое внимание привлекают тритерпеновые, обладающие широким спектром биологического действия и являющиеся ценными лекарственными средствами [20].

Тритерпеновые сапонины – пентациклические терпеноиды, в которых изопреновая структурная единица С5Н8 повторяется пятикратно (Рисунок 1.2).

 

 

 

 

Рис. 3 – Структура пентациклического тритерпена

 

 

В их углеводных компонентах могут находиться от 1 до 10 различных моносахаров, отличающихся местами присоединения и видом связи. В состав углеводной части молекулы сапонинов входят моносахара: D–глюкоза, D-галактоза, L-ксилоза, D-галактуроновая кислота, L-рамноза, реже другие [21].

Почти все терпеновые сапонины растительного происхождения можно подразделить по строению агликона на 4 группы (Рисунок 1.3):

 

Рис. 4 – Основные группы тритерпеновых сапонинов

 

Производные лупеола – бетулин и бетулиновая кислота – выделены из березы. Бетулиновая кислота является обычным компонентом бересты, листьев, березового гриба (чаги), хотя её содержание значительно ниже, чем бетулина. Береста березы является местом максимальной локализации тритерпеновых гликозидов, в настоящее время изучен химический состав 27 видов берез. Из них наиболее полно – береста березы бородавчатой, из которой выделено 17 производных лупана и олеана [20].

Идентификация бетулина и его аналогов

Для идентификации тритерпеновых соединений нет индивидуальных специфических, качественных реакций. Наиболее часто применяется ТСХ в системах для нейтральных тритерпеноидов: н-бутиловый спирт – этанол – вода; н-бутиловый спирт – уксусная кислота – вода в различных соотношениях; хлороформ – метанол – вода (65:35:10); хлороформ – этанол (10:1), (7:3);

хлороформ – бензол (10:1).

В качестве проявителей используются:

- 20 % серная кислота с последующим  нагреванием в сушильном шкафу  при 115-120 °С (коричнево-фиолетовое окрашивание);

- 5 % ФМК в спирте с последующим  нагреванием в сушильном шкафу  до 170 °С (синее окрашивание);

- раствором сульфата церия (III) в 30 % серной кислоте и нагреванием пластин при 110 °С (розовое окрашивание).

 

Б) Органические кислоты

В составе чаги были обнаружены следующие органические кислоты: щавелевая, муравьиная, уксусная, масляная, ванилиновая, п-оксибензойная кислоты, две тритерпеновые из группы тетрациклических тритерпенов, обликвиновая, инонотовая, агарициновая, гуминоподобная чаговая кислота [3].

Органические кислоты оказывают большое влияние на организм человека, обладая способностью участвовать в обменных процессах. Ароматические карбоновые и оксикарбоновые кислоты обладают противовоспалительным действием [22].

Гуминоподобная чаговая кислота относится к группе гуминовых кислот, представляющих собой смесь природных органических соединения, образующихся при разложении отмерших растений и их гумификации. По химической структуре гуминовые кислоты – высокомолекулярные (M=1300-1500 г/моль) конденсированные ароматические соединения, в которых установлено наличие фенольных гидроксилов, карбоксильных, карбонильных и ацетогрупп, простых эфирных связей и другие. Элементный состав: 50 – 70 % углерода, 4 – 6 % водорода, 25 – 35 % кислорода.