Среди многих миллионов видов молекул, составляющих биохимическую среду организма, имеются многие тысячи, выполняющие информационную роль. Даже если не рассматривать те вещества, которые организм выделяет в окружающую среду, сообщая о себе другим живым существам: соплеменникам, врагам и жертвам, - огромное разнообразие молекул может быть отнесено к различным классам биологически активных веществ (сокращенно - БАВ), циркулирующих в жидких средах организма и передающих ту или иную информацию от центра к периферии, от одной клетки к другой, либо от периферии к центру. Несмотря на разнообразие состава и химического строения, все эти молекулы так или иначе влияют непосредственно на обменные процессы, осуществляемые конкретными клетками организма.
Наиболее важными для физиологической регуляции БАВ являются медиаторы, гормоны, ферменты и витамины.
Медиаторы - это вещества небелковой природы, имеющие сравнительно простое строение и небольшой молекулярный вес. Они выделяются окончаниями нервных клеток под влиянием поступившего туда очередного нервного импульса (из специальных пузырьков, в которых они скапливаются в промежутках между нервными импульсами). Деполяризация мембраны нервного волокна приводит к разрыву созревшего пузырька, и капли медиатора поступают в синаптическую щель. Синапс - это место соединения двух нервных волокон или нервного волокна с клеткой другой ткани. Хотя по нервному волокну сигнал передается в электрическом виде, в отличие от обычных металлических проводов нервные волокна нельзя просто механически между собой соединить: импульс таким образом передаваться не может, поскольку оболочка нервного волокна не проводник, а изолятор. В этом смысле нервное волокно больше похоже не на провод, а на кабель, окруженный слоем электроизолятора. Вот почему нужен химический посредник. Эту роль как раз и выполняет молекула медиатора. Оказавшись в синаптической щели, медиатор воздействует на постсинаптическую мембрану, приводя к местному изменению ее поляризации, и таким образом зарождается электрический импульс в той клетке, на которую нужно передать возбуждение. Чаще всего в организме человека в качестве медиаторов выступают молекулы ацетилхолина, адреналина, норадреналина, дофамина и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Как только действие медиатора на постсинаптическую мембрану завершилось, молекула медиатора разрушается с помощью специальных ферментов, постоянно присутствующих в этом месте соединения клеток, - таким образом предотвращается перевозбуждение постсинаптической мембраны и соответственно клеток, на которые оказывается информационное воздействие. Именно по этой причине один импульс, дошедший до пресинаптической мембраны, порождает единственный импульс в постсинаптической мембране. Истощение запасов медиатора в пресинаптической мембране может иногда служить причиной нарушения проведения нервного импульса.
Гормоны - высокомолекулярные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции для управления активностью других органов и систем организма.
По своему химическому составу гормоны могут относиться к различным классам органических соединений, существенно различающихся по размеру молекул (табл. 13). Химический состав гормона определяет механизм его взаимодействия с клетками-мишенями.
Гормоны могут быть двух типов - прямого действия либо тропные. Первые непосредственно воздействуют на соматические клетки, изменяя их метаболическое состояние и заставляя их менять свою функциональную активность. Вторые предназначены для воздействия на другие железы внутренней секреции, в которых под влиянием тропных гормонов ускоряется либо замедляется выработка собственных гормонов, которые обычно действуют уже непосредственно на соматические клетки.
Биологически активные вещества лекарственных растений
1. Классификация биологически активных веществ
|
Растения |
||||
|
Органические вещества |
||||
|
Минеральные вещества |
Вещества первичного биосинтеза |
Вещества вторичного биосинтеза |
||
|
Минеральные соли |
Алкалоиды |
|||
|
Микроэлементы |
Гликозиды |
|||
|
Углеводы |
Сапонины |
|||
|
Органические кислоты |
Дубильные вещества |
|||
|
Флаваноиды |
||||
|
Эфирные масла |
||||
|
Растительные гормоны |
||||
|
Витамины |
||||
Биологически активные вещества – это такие вещества, которые оказывают влияние на биологические процессы в организме человека и животных.
Они могут быть продуктами первичного (витамины, жиры, углеводы, белки) и вторичного биосинтеза (алкалоиды, гликозиды, дубильные вещества).
В растениях всегда содержится комплекс биологически активных веществ, но терапевтическим и профилактическим действием обладает одно или несколько. Их называют Действующими веществами и используют при производстве лекарственных препаратов.
В растениях также содержаться так называемые Сопутствующие вещества . Это условное название продуктов первичного и вторичного синтеза в растениях (ментол, папаверин, танин). Некоторые сопутствующие вещества позитивно влияют на организм человека, так как дополняют действие основного действующего вещества. Например, витамины, минеральные вещества, флаваноиды усиливают всасываемость действующих веществ, усиливают полезное действие или ослабляют вредное действие сильнодействующих соединений. Наряду с полезными сопутствующими веществами в растениях содержаться и вредные, которые необходимо удалять. Например, в семенах клещевины, кроме касторового масла содержится и вещество ядовитое вещество рицин, которое можно разрушить при термической обработке. В коре крушины содержатся окисленные гликозиды, которые оказывают лечебное действие, и неокисленные, которые вызывают боль в желудке и рвоту. Удалить эти вещества можно при термической обработке или при хранении в течение одного года.
Наряду с сопутствующими веществами выделяют группу Балластных веществ (фармакологически индифферентные). К ним в основном относятся продукты первичного синтеза. Понятие балластные – условное, так как и эти вещества влияют на организм человека и животного. Например, клетчатка стимулирует перистальтику кишечника, нормализует холестериновый обмен, усиливает выделение желудочного сока. Если эти вещества используют в медицине и фармации, то их относят к основным.
Все биохимические процессы в растении происходят в водной среде. Содержание воды в лекарственных растениях составляет 50-90%. Большая часть ее – в свободном состоянии, примерно 5% - в связанном. Поэтому растения сравнительно легко высыхают.
Все вещества растений можно разделить на две группы: минеральные и органические. Минеральные делятся на микроэлементы и макроэлементы.
2. Алкалоиды
Это сложные азотсодержащие соединения щелочного характера, которые вырабатываются в организме растений. Они могут быть кислородсодержащие (твердые) и безкислородные (жидкие). В растениях содержатся в форме солей блочной, щавелевой, лимонной, винной и других кислот. Алкалоиды есть во всех частях растения, но распределены неравномерно: у одних растений – в плодах, у других – в коре и корнях. Содержание алкалоидов зависит от экологических условий, биологических особенностей растения и стадии его развития.
Алкалоиды добывают из растений методом экстракции, одновременно с этим из сырья поступают дубильные вещества, слизи, смолы. Алкалоиды относятся к сильнодействующим веществам широкого спектра действия. Некоторые из них отличаются малой токсичностью и избирательным действием, так как в организме животных разлагаются на производные, сходные с присущими для их биосинтеза. Например, алкалоиды группы кофеина (производные пурина) распадаются в организме на гипоксантин, ксантин и мочевинную кислоту. В организме животных подобный распад есть в белковом обмене. Поэтому токсичность низкая.
Сами алкалоиды в воде не растворяются, но их соли растворяются хорошо. Содержание их в растениях от следовых количеств до 2-3% в сухом продукте (в хинной коре до 16%). Большинство растений содержит несоколько разных алкалоидов, например в маке снотворном и чистотеле их по 26. Образование алкалоидов присуще для растений из семейств маковых, лютиковых, пасленовых, бобовых.
Самые известные алкалоиды: морфин – в головках мака снотворного, атропин – белладонна обыкновенная, никотин – в листьях табака. К этой группе относят и некоторые стимуляторы нервной системы – производные ксантина – кофеин – в семенах кофейного дерева, колы и какао, листьях чайного куста; теобромин – в семенах какао, теофилин – в чайных листьях.
Лекарства, сделанные на основе алкалоидов, оказывают сложное и многостороннее действие на организм. Они активизируют деление клеток, повышают артериальное давление, усиливают общий обмен веществ, улучшают секрецию пищеварительных желез.
Из алкалоидных растений чаще всего используют мак снотворный, чистотел большой, барбарис обыкновенный, головатень круглоголовый, головня ржи, листья чая, корень раувольфии обыкновенной, семена ореха рвотного.
3. Гликозиды
Состоят из соединений глюкозы или других сахаров с разными веществами. Гликозиды легко распадаются на углеродную часть – гликон и одну или несколько несахаристых соединений – агликоны или генины. Агликоны гликозидов по химическому строению бывают алифатическими, ароматическими, гетероциклическими соединениями.
Лекарственными свойствами обладают агликоны. Но в чистом виде они плохо растворяются в воде и из-за этого плохо всасываются желудочным трактом и усваиваются. В то же время, гликозиды легко растворяются и всасываются и поэтому более активны.
К алкалоидам относятся: альдегиды, алкалоиды, спирты, терпены, флавоны, органические кислоты. Распад гликозидов происходит при кипячении в воде, нагревании с разведенными кислотами или основаниями, а также под действием ферментов – гликозидаз. Гликозиды – преимущественно кристаллические, реже – аморфные вещества, хорошо растворяющиеся в воде, спирте, горькие на вкус. Из растений их экстрагируют водой или этанолом низкой концентрации.
В зависимости от химической природы гликозиды подразделяют на три группы:
1. О-гикозиды, агликоны которых не содержат азота (гликозиды группы наперстянки), наиболее часто встречающиеся в природе
2. N-гликозиды, в составе агликонов которых есть азот (нитрилгликозиды, циангликозиды - амигдалин)
Амигдалин образуется в семенах косточковых фруктовых пород (абрикос, вишня, миндаль, слива, персик, терн и другие), а также при экстремальных условиях (вытаптывание, градобой, ливень) в сорго обыкновенном, суданской траве, клевере полевом и ползучем, льне полевом. Амигдалин, расщепляясь образует синильную кислоту (сильный яд).
3. S-гликозиды, агликоны которых содержат азот и серу (тиогликозиды, горчичные гликозиды)
В медицине используют такие основные группы этих соединений:
А) фенилгликозиды, которые в агликоне содержат фенильный радикал (одноатомные и многоатомные фенолы);
Б) антрагликозиды, в составе которых есть проиводное антрахинона (выделены из крушины, ревеня, алоэ)
В) флавоновые гликозиды, агликон которых – производное флавона (рутин, катехин)
Г) стероидные гликозиды или сердечные (О-гликозиды), в агликоне содержат стероидную группу и действуют на сердечную мышцу (гликозиды ландыша майского, горицвета весеннего, наперстянки).
Д) тиогликозиды – наименее распространенная группа среди растений. Они содержат серу, обнаружены в семенах растений семейства капустные.
По действию на организм выделяют такие гликозиды: сердечные, антрагликозиды, тиогликозиды, сапонины, горькие (несердечные) гликозиды.
1. Сердечные или стероидные гликозиды.
Химические соединения, действующие на сердечную мышцу, усиливая ее сокращение (кардиотоническое влияние). Некоторые из них успокаивающе действуют на центральную нервную систему. При передозировке могут вызвать летальный исход.
Химический состав их однотипный. Их агликоны являются производными циклопентано-пергидрофенантрена и принадлежат к классу стероидов.
Сердечные гликозиды уменьшают содержание ионов калия в клетках и повышают содержание ионов натрия и кальция, улучшают процесс проникновения сахаров через клеточную мембрану, активизируют клеточное дыхание, увеличивают общее содержание белков или увеличивают количество небелкового азота. Эта группа гликозидов нормализует ферментативные процессы углеводно-фосфорного обмена в сердечной мышце и облегчает усвоение ими АТФ.
Сердечные гликозиды содержат горицвет весенний, наперстянка, ландыш майский, строфант.
2. Антрагликозиды
Агликоны этой группы гликозидов представляют собой мономеры: антранолы, антроны, антрахиноны и их димеры. Они содержатся в алоэ, коре и плодах крушины ломкой, листьях и корнях ревеня. Содержание действующих веществ в алоэ древовидном не менее 18%, в листьях сены 2,5-3%, в коре крушины ломкой – до 7%, в корнях ревеня 2,6%. Экстракты и отвары смеси антрагликозидов проявляют более сильный эффект, чем выделенные в чистом виде. Оказывают синергическое действие по отношению к другим препаратам, и антагонистическое по отношению к дубильным веществам.
3. Триогликозиды.
Соединения, в состав агликонов которых входит сера, принимающая участие в освобождении сахаристого компонента. Эти соединения горькие, острые на вкус. Они возбуждают аппетит, способны раздражать слизистые оболочки и кожу, благодаря чему усиливают кровеоборот при внешнем применении, проявляют активное бактерицидное и бактериостатическое действие на патогенные группы микроорганизмов, вызывающих воспаление кожи, подкожной основы и мышц. В небольшом количестве возбуждают аппетит, усиливают кровеоборот.
4. Сапонины
Это гетерозидные соединения стероловых или тритерпеновых агликонов с разными сахарами (глюкоза, рамноза, арабиноза, галактоза), а также с глюкуроновой кислотой. Они содержаться в многих растениях, особенно из семейств первоцветных и гвоздичных, а в некоторых (мыльнянка аптечная, первоцвет весенний, остудник голый) накапливаются в значительном количестве. Сапонины хорошо растворяются в воде, образуя коллоидные растворы, а при вибрации – густую пену. Даже в очень концентрированных растворах они находятся в молекулярном или ионном состоянии. Характерная особенность сапонинов – их способность образовывать сложные соединения с определенными алкоголями и фенолами, особенно с холестерином. Такого типа соединения дают возможность сапонинам находиться в инертном состоянии, и лишь при разложении под действием высокой температуры их действие активизируется.
– стероидные сапонины принадлежат к группе природных гликозидов, которым свойственная высокая гемолитическая активность. Они обнаружены в растениях разных семейств, но главным образом, в растениях семейств диоскорейные, бобовые, лютиковые, лилейные. Стероидные сапонины обладают фунгицидным, противоопухолевым, цитостатическим действием. Они понижают артериальное давление, нормализируют сердечный ритм, делают дыхание более ровным и глубоким. Эти сапонины используются как производное сырье для синтеза стероидных гормонов.
– тритерпеновые сапонины в большинстве обладают гемолитическим действием. Они разрушают оболочку эритроцитов и освобождают гемоглобин. Сапонины имеют едкий горький вкус, раздражают слизистую оболочку глотки, желудка и кишечника, вызывают рвоту и усиливают бронхиальную секрецию. Их назначают при тяжелом легочном кашле для откашливания.
Сапонины разных растений обладают разным действием. Так сапонины солодки голой имеют эстрогенную активность, элеутерококка – повышают иммунитет, женьшеня – дают адаптогенный эффект.
Сапонины способствуют выделению желчи и ее разреженности, активизируют выделение желудочного и кишечного сока, сока поджелудочной железы.
Растительные препараты с содержанием сапонинов, принимаемые перорально, даже в небольших дозах раздражают нервные окончания слизистой желудка и вызывают тошноту. Одновременно вызывается раздражение дыхательного центра, углубляется и учащается дыхание. Образующаяся водянистая слизь облегчает кашель, а усиленное дыхание способствует удалению слизи из дыхательных путей.
Сапонины увеличивают проницаемость стенок слизистой оболочки пищеварительного канала и улучшают всасываемость солей кальция, железа, сердечных гликозидов. Эта их особенность имеет большое значение для усвоения витаминов или минеральных солей, содержащихся в томатах, фасоли и других плодах и овощах, в которых есть сапониновые гликозиды.
Сапонины, введенные парентерально (внутримышечно или подкожно) раздражают ткани, вызывают их воспаление, нагноение, некроз. Действуют как сильнейший протоплазматический яд. В первую очередь действие сапонинов проявляется на паренхиматозных органах. Значительно поражается капиллярная система печени, почек, сердечной мышцы, возникают кровеизлияния и деструктивные изменения в альвеолярной системе легких и тонкого кишечника.
Образуя комплексные соединения с холестерином и стероидными веществами, сапонины приводят к гемолизу, гемолитической анемии, тяжелых повреждений гемопоетической функции и костного мозга. Некоторые из них (токсические) чрезмерно усиливают гемолиз эритроцитов, а другие (малотоксичные), наоборот, замедляют этот процесс: соединяются с альбуминами крови в достаточно устойчивые комплексы.
Введенные внутримышечно в большом количестве, они сначала возбуждают, а потом поражают важные отделы головного и спинного мозга, дыхательный центр, сердечную мышцу.
Сапонинсодержащие растения используются в медицине как отхаркивающие средства при заболеваниях дыхательных путей, как мочегонные, общеукрепляющие, стимулирующие, тонизирующие лекарства. Значительную их часть применяется при лечении болезней сердечно-сосудистой системы, как седативные и противосклеротичные средства. Эффективны при лечении атеросклероза сосудов головного мозга, атеросклерозе совместно с гипертонической болезнью и злокачественными новообразованиями.
5. Горькие (несердечные) гликозиды
Очень горькие на вкус. В отличие от горьких алкалоидов и горьких сердечных гликозидов не опасны и применяются в медицинской практике для усиления секреторной функции желудка, лучшего усвоения пищи. К горьким гликозидам относятся абсинтин (из полыни горькой), аукубин (из вероники лекарственной), эритаурин (из золототысячника малого). Горькие гликозиды относят также к группе горечей.
6. Гликоалколоиды
В растениях образуются как «гибриды» между алкалоидами и гликозидами. Впервые был выделен гликоалкалоид из ягод паслена черного, который долгое время не находил применения в медицине. Долгое время для синтеза гормонов, и в частности кортизона, использовали кору надпочечников, что было экономически невыгодно. В 1935 году из них добывали 20 гормонов для медицины. Эти вещества применяют как мощный регулятор обмена веществ в организме.
Необходимо было найти растительный аналог для получения гормонов. Таким растением оказался паслен дольчатый, произрастающий в Австралии. В этом растении содержатся наиболее сложно синтезируемые молекулы соласодина для фармацевтической промышленности по производству гормональных препаратов.
Биологически активные вещества
К биологически активным веществам относятся ферменты, гормоны, антибиотики, витамины.
Ферменты (энзимы) – специфические белки, выполняющие в организме функции биологических катализаторов. Известно около 1000 ферментов, катализирующих соответствующее число индивидуальных реакций. Ферменты имеют высокую специфичность действия, интенсивность, действуют в «мягких» условиях (температура 30-35ºС, нормальное давление, рН~7). Процесс катализа строго ограничен в пространстве и времени. Часто, вещества, образующиеся под действием одного фермента, являются субстратом для другого фермента. Ферменты имеют все уровни белковой структуры (первичная, вторичная, третичная; четвертичная – особенно для регуляторных ферментов). Структурная часть молекулы, принимающая непосредственное участие в катализе наз. Каталитическим участком. Контактная площадка – место на поверхности фермента, к которому прикрепляется вещество. Каталитический центр и контактная площадка образуют активный центр (в молекуле их обычно несколько). Группы ферментов:
1. Не имеющие небелковых компонентов;
2. Имеющие белковый компонент – апофермент и требующие для проявления активности определенные органические вещества – коферменты.
Иногда в состав фермента входят различные ионы, в том числе и ионы металлов. Ионный компонент называется ионным кофактором. Ингибиторы – вещества угнетающие активность ферментов, образуют с ними инертные соединения. Такими веществами иногда являются сами субстраты или продукты реакции (в зависимости от концентрации). Изоферменты – генетически детерминированные формы фермента в одном и том же организме, характеризующиеся сходной субстратной спецификой.
Классификация ферментов
Ферменты классифицируются по типу реакции, которую они катализируют. Классы:
1. Оксидоредутазы – катализируют реакции окисления.
2. Трансферазы – перенос функциональных групп.
3. Гидролазы – гидролитический распад.
4. Лиазы – негидролитическое отщепление определенных групп атомовс образованием двойной связи.
5. Изомеразы – пространственная перестройка в пределах одной молекулы.
6. Лигазы – реакции синтеза, сопряженные с распадом догатых энергией связей.
Гормоны – химические вещества, обладающие чрезвычайно высокой биологической активностью, образованы специфической тканью (железами внутренней секреции). Гормоны контролируют обмен веществ, клеточную активность, проницаемость клеточных мембран, обеспечивают гомеостаз, др. специфические функции. Обладают дистантным действием (разносятся кровью во все ткани). Образование гормонов контролируется по принципу обратной связи: не только регулятор влияет на процесс, но и состояние процесса влияет на интенсивность образования регулятора.
Классификация гормонов
Есть несколько классификаций гормонов: связанная с происхождением гормона, с его химическим составом и др. По химической природе гормоны делятся на (химическая классификация):
1. Стероидные – производные стеролов с укороченными боковыми цепями.
Эстрон, эстрадиол, эстриол – яичники; вызывают образование женских вторичных половых признаков.
Кетоны и оксикетоны:
Тестостерон (XVI) – семенники; вызывает образование мужских вторичных половых признаков.
Кортизон, кортизол, кортикостерон (XVII), 11-дегидрокортикостерон,17-оксикортикостерон – кора надпочечников; регулируют обмен углеводов и белков.
11-дезоксикортикостерон, альдостерон – кора надпочечников; регулируют обмен электролитов воды.
2. Пептидные.
Циклические октапептиды.
Окситоцин, вазопрессин – гормоны задней доли гипофиза.
Полипептиды.
Интермедин, хроматотропин – гормоны промежуточной доли гипофиза; вызывает расширение меланофор в хроматофорах кожи.
Адренокортикотропный гормон – гормон передней доли гипофиза; стимулирует функцию коры надпочечников.
Инсулин – гормон поджелудочной железы; регулирует обмен углеводов.
Секретин – гормон слизистых желез кишечника; стимулирует выделение панкреатического сока.
Глюкагон – гормон островков Лангеранса поджелудочной железы; повышает концентрацию сахара в крови.
Белковые вещества
Лютеотропин – передняя доля гипофиза; поддерживает функцию желтого тела и лактацию.
Паратиреокрин – околощитовидная железа; поддерживает концентацию кальция и фосфора в крови.
Соматотропин – передняя доля гипофиза; стимулирует рост, регулирует анаболизм белков.
Ваготонин – поджелудочная железа; стимулирует парасимпатическую нервную систему.
Центропнеин – поджелудочная железа; стимулирует дыхание.
Гликопротеины
Фолликулостимулирующий (гонадотропный) гормон – передняя доля гипофиза; стимулирует рост фолликул, яичников и сперматогенез.
Лютеинизирующий гормон – передняя доля гипофиза; стимулирует образование эстрогенов и андрогенов.
Тиреотропин – передняя доля гипофиза; стимулирует деятельность щтовиной железы.
3. Родственные тирозину.
Фенилалкиламины
Адреналин (XVIII), норадреналин (медиатор нервного возбуждения) – гормоны мозгового слоя надпочечников; повышают кровяное давление, вызывают гликогенолиз, гипергликемию.
Иодированые тиронины.
Тироксин, 3,5,3-трииодотиронин – гормоны щитовидной железы; стимулируют основной обмен.
Антибиотики – вещества, образованные микроорганизмами или получаемые из других источников, обладающие антибактериальным, антивирусным, противоопухолевым действием. Выделено и описано св. 400 антибиотиков, которые принадлежат к различным классам химических соединений. Среди них есть пептиды, полиеновые соединения, полициклические вещества.
Для них характерно избирательное действие на определенные виды микроорганизмов; характеризуются специфическим антимикробным спектром действия. Подавляют некоторые болезнетворные микроорганизмы, не повреждая при этом растительных и животных тканей. Антибиотики действуют встраиваясь в обмен веществ.
Классификация антибиотиков
Есть несколько классификаций антибиотиков. По происхождению:
1. Грибкового происхождения
2. Бактериального происхождения
3. Животного происхождения
По спектру действия:
1. С узким спектром действия – действующие на грамположительные микробы(различные кокки). Это: пенициллин, стрептомицин.
2. С широким спектром действия – действующие как на грамположительные так и на грамотрицательные микроорганизмы(различные палочки). Это: тетракциклины, неомицин.
(Грамположительные и грамотрицательные антибиотики отличаются по отношению к определенным красителям. Грамположительные образуют с крастелем окрашенный комплекс, который не обесцвечивается с спирте; грамотрицательные не окрашиваются).
3. Действующие на грибки – группа полиеновых антибиотиков. Это: нистатин, кандицидин
4. Действующие как на микроорганизмы так и на опухолевые клетки животных. Это: актиномицины, митомицин…
По типу противомикробной активности:
1. Бактерицидные.
2. Бактериостатические.
Витамины – группа дополнительных веществ еды, которые не синтезируются в организме человека. Витамины являются биологическими катализаторами химических реакций или реагентами фотохимических процессов в организме. Участвуют в обмене веществ в составе ферментных систем. В организмы человека и животных попадают из внешней среды. Некоторые производные витаминов с замещенными функциональными группировками оказывают противоположное по сравнению с витаминами действие, и называются антивитаминами. Становятся витаминами. Провитамины – вещества, которые после ряда превращений в организме
Классификация витаминов
Классификация по отношению к человеческому организму:
1. Повышающие общую активность организма – регулируют функциональное состояние центральной нервной системы (B1, B2, PP, A, C).
2. Антигеморрагические – обеспечивающие нормальную проницаемость и эластичность кровеносных сосудов (C, P, K).
3. Антианемические – регулируют кроветворение (B12, Bc, C).
4. Антиинфекционные – повышающие устойчивость организма к инфекциям (C, A).
5. Регулирующие зрение – усиливающие остроту зрения.(A, B2, C).
Также различают:
1. Водорастворимые (витамины С, В1, В2, В6, В12, РР, пантотеновая кислота, биотин, мезоинозит, холин, п-аминбензойная кислота, фолиевая кислота).
2. Жирорастворимые (витамины А, А2, D2, D3, Е, К1, К2).
Витамин А (ретинол) – влияет на зрение, рост (V).
Витамин В1 (тиамин) – участвует в обмене углеводов (VI).
Витамин В2 (рибофлавин) – участвует в обмене углеродов, жиров, белков; влияет на рост, зрение, центральную нервную систему (VII).
Витамин РР (никотиновая кислота) –участвует в клеточном дыхании (VIII).
Витамин В6 (пиридоксин)– участвует в усвоении белков, жиров; азотистый обмен (IX).
Витамин В9 (фолиевая кислота) – участвует в обмене веществ, синтезе нуклеиновых кислот, кроветворении (X).
Витамин В12 (цианокобаламин) – участвует в кроветворении (XI).
Витамин С (аскорбиновая кислота) – участвует в усвоении белков, восстановлении тканей (XII).
Витамин D (кальциферол) – участвует в обмене минеральных веществ (XIII).
Витамин Е (токоферол) – мышцы (XIV).
Витамин К (филлохиноны) – влияет на сворачиваемость крови (XV).
Вещества (сокращено - БАВ) - это особые химические вещества, которые обладают при небольшой концентрации высокой активностью к определенным группам организмов (человек, растения, животные, грибы) или к определенным группам клеток. БАВ применяют в медицине и в качестве профилактики болезней, а также для поддержания полноценной жизнедеятельности.
Биологически активные вещества бывают:
1. Алкалоиды - азотсодержащие природы. Как правило, растительного происхождения. Обладают основными свойствами. Нерастворимы в воде, с кислотами образуют различные соли. Обладают хорошей физиологической активностью. В больших дозах - это сильнейшие яды, в малых - лекарства (медикаменты "Атропин", "Папаверин", "Эфедрин").
2. Витамины - особенная группа органических соединений, которые жизненно необходимы животным и человеку для хорошего метаболизма и полноценной жизнедеятельности. Многие из витаминов принимают участие в образовании нужных ферментов, тормозят или ускоряют активность определенных ферментных систем. Также витамины используются как к пище (входят в их состав). Некоторые витамины поступают в организм с пищей, другие образуются микробами в кишечнике, третьи - появляются в результате синтеза из жироподобных веществ под воздействием ультрафиолета. Недостаток витаминов может привести к различным нарушениям в обмене веществ. Болезнь, которая возникла в результате малого поступления витаминов в организм, называют авитаминозом. Недостаток - а чрезмерное количество - гипервитаминоз.
3. Гликозиды - соединения органической природы. Обладают самым разнообразным воздействием. Молекулы гликозидов состоят из двух важных частей: несахаристой (агликона или генина) и сахаристой (гликон). В медицине используют для лечения заболеваний сердца и сосудов, как противомикробное и отхаркивающее средство. Также гликозиды снимают усталость умственную и физическую, дезинфицируют мочевые пути, успокаивают ЦНС, улучшают пищеварение и повышают аппетит.
4. Гликолалкалоиды - биологически активные вещества, родственные гликозидам. Из них можно получить следующие лекарственные препараты: "Кортизон", "Гидрокортизон" и другие.
5. (другое название - таниды) способны осаждать белки, слизи, клеевые вещества, алкалоиды. По этой причины они несовместимы с этими веществами в лекарствах. С белками они образуют альбуминаты (противовоспалительное средство).
6. Масла жирные - это жирных кислот или спирта трехатомного. Некоторые жирные кислоты участвуют в выведение из организма холестерина.
7. Кумарины - это биологически активные вещества, в основе которых лежит изокумарин или кумарин. В эту же группу относят пиранокумарины и фурокумарины. Некоторые кумарины обладают спазмолитическим действием, другие проявляют капилляроукрепляющую активность. Также существуют кумарины противоглистного, мочегонного, курареподобного, противомикробного, обезболивающего и иного действия.
8. Микроэлементы, как и витамины, тоже добавляются в биологически активные пищевые добавки. Они входят в состав витаминов, гормонов, пигментов, ферментов, образуют химические соединения с белками, накапливаются в тканях и органах, в железах эндокринных. Для человека важны следующие микроэлементы: бор, никель, цинк, кобальт, молибден, свинец, фтор, селен, медь, марганец.
Существуют и другие биологически активные вещества: (бывают летучие и нелетучие), пектиновые вещества, пигменты (другое название - красящие вещества), стероиды, каротиноиды, флавоноиды, фитонциды, экдизоны, эфирные масла.
Все биологически активные вещества или отдельные элементы, вызывающие отравления животных или нормальное функционирование отдельных систем организма, в зависимости от их целевого назначения подразделяются на ряд групп.
Пестициды (pestis - вредное, caedere - убивать). Пестициды - средства борьбы с вредителями растений и животных. Для ветеринарной токсикологии они имеют большее значение, чем токсические вещества всех остальных групп. Именно среди пестицидов наибольшее количество химических соединений с высокой биологической активностью. Однако ведение современного высокопродуктивного сельского хозяйства невозможно без их применения. Поэтому отмечается рост как ассортимента, так и объема применения пестицидов. Пестициды имеют не только токсикологическое, но и ветеринарно-санитарное значение, так как некоторые из них загрязняют объекты окружающей среды и накапливаются в тканях животных, выделяются с молоком и яйцами, что приводит к загрязнению их остатками продуктов питания животного происхождения.
Микотоксины. К микотоксинам относят токсичные вещества (метаболиты), образуемые микроскопическими грибами (плесенью). Среди них имеются соединения, обладающие исключительно высокой биологической активностью, действующие экст-рогенно, канцерогенно, эмбриотоксически, гонадотоксически и тератогенно. Так, ЛД^о одного из метаболитов гриба из рода фузариум - Т-2-токсина для белых мышей составляет 3,8 мг/кг, примерно такой же токсичностью обладает афлатоксин В ь В настоящее время неизвестно другого такого соединения, применяемого для защиты растений или животных, с такой высокой токсичностью. ЛДзо карбофурана (фурадана) - одного из наиболее токсичных пестицидов, применяемого для обработки семян свеклы и не допущенного к применению на животных, составляет 15 мг/кг, т. е. он в 4 раза менее токсичен, чем Т-2-токсины.
Во многих странах мира проводятся обширные исследования по выделению микотоксинов, изучению их химической структуры, определению биологической активности, разработке методов определения в кормах и тканях животных, факторов, влияющих на процесс токсинообразования.
Токсичные металлы и их соединения . Из соединений металлов наибольшее санитарно-токсикологическое значение имеют ртуть-, свинец-, кадмийсодержащие вещества и в меньшей степени -хром-, молибден-, цинксодержащие соединения.
До недавнего времени часто отмечали отравления сельскохозяйственных и диких животных соединениями ртути, которые применяли для протравливания семян. В нашей стране для этих целей использовали в основном этилмеркурхлорид (C 2 H 5 HgCl), который относится к группе сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) и является действующим веществом протравителя гранозана. С 1997 г. гранозан исключен из списка пестицидов. Отравления другими соединениями тяжелых металлов встречаются реже, однако представляют опасность как загрязнители продуктов питания, в том числе животного происхождения - молока, мяса, яиц, рыбы. Основной источник загрязнения тяжелыми металлами и их соединениями - промышленные предприятия, использующие в технологическом процессе эти элементы. По мере развития промышленности, использующей тяжелые металлы и их соединения, увеличивается их выброс в окружающую среду, повышается содержание соединений тяжелых металлов в почве, воде, растениях, животных и, следовательно, в продуктах питания. В связи с этим возрастает необходимость контроля за их накоплением в объектах окружающей среды, кормах и продуктах питания, с тем чтобы не допускать в пищу продукты питания, содержащие токсикоэлементы выше максимально допустимого уровня.
Токсичные металлоиды . К группе токсичных металлоидов относят соединения мышьяка, фтора, селена, сурьмы, серы и др. Однако причислить эти элементы и их соединения к ядам можно лишь условно. Токсичность металлоидов определяется дозой и видом соединения, поэтому она варьирует в очень широких пределах. Так, например, ЛД 50 натрия арсенита для крыс составляет 8- 15 мг/кг их массы, тогда как гербицида монокальций метиларсената - 4000 мг/кг (Н.Н.Мельников, 1975). Совсем недавно соединения мышьяка в небольших дозах применяли в качестве стимуляторов роста. Используют их в качестве лекарственных препаратов (новарсенол, осарсол и др.), для уничтожения вредных грызунов (кальция арсенит). Фтор- и селенсодержащие вещества в небольших дозах применяются для лечения ряда заболеваний, в то время как большие дозы их вызывают отравления животных.
Элементы этой группы позволяют наиболее наглядно продемонстрировать двойственное воздействие ядов на организм в зависимости от дозы. Например, селеном возможно отравление сельскохозяйственных животных, в то время как небольшие количества этого элемента, поступающие с кормом, предотвращают развитие у них ряда заболеваний (беломышечной болезни, токсической дистрофии печени). Известно также, что этот элемент необходим для организма животных (В. В. Ермаков, В. В. Ковальский, 1974). Могут быть причиной отравления животных плохо обесфторенные фосфаты, используемые в качестве кормовых добавок. В то же время в небольших концентрациях фтор добавляют в питьевую воду для предотвращения кариеса зубов.
Полихлорированные и полибромированные бифенилы (ПХБ, ПББ) . Токсические вещества этой группы близки по химическому строению к ДДТ и его метаболитам. ПХБ и ПББ - стойкие хлор- и броморганические соединения, широко применяемые в промышленности при производстве резины, пластмасс, в качестве пластификаторов. Токсичность этих веществ сравнительно невелика (ЛД 5 о азрола - наиболее распространенного соединения этой группы - составляет 1200 мг/кг массы животного). Однако некоторые из них действуют канцерогенно в опытах на лабораторных животных. Исходя из этого, установлены очень низкие допустимые уровни их содержания в продуктах питания. ПХБ и ПББ очень медленно разрушаются в окружающей среде и накапливаются в органах и тканях животных. Отмечены случаи отравления людей и животных ПХБ, а также высокий уровень загрязнения их остатками кормов и продуктов питания животного происхождения. Особое внимание уделяется изучению биологической активности ПХБ и ПББ, отдаленных последствий их действия, а также миграции в объектах окружающей среды и организме животных.
Соединения азота . Из соединений этой группы санитарно-ток-сикологическое значение имеют нитраты (NO 3), нитриты (NO 2), нитрозоамины и в определенной степени мочевина - карбамид и др. Мочевина используется в качестве кормовой добавки животным. В связи с широкой химизацией сельского хозяйства и применением в больших масштабах азотистых удобрений существенно возрастает санитарно-токсикологическое значение нитратов и нитритов, которые могут в значительных количествах накапливаться в кормовых культурах, особенно в корнеклубнеплодах, за счет адсорбции из почвы.
Натрия хлорид (поваренная соль). Практически все виды сельскохозяйственных животных одинаково чувствительны к натрия хлориду. Однако чаще других травятся свиньи и птицы. Это связано с тем, что зерновые корма, употребляемые для их кормления,
Яды растительного происхождения . В связи с окультуриванием пастбищ, развитием промышленного животноводства и переводом животных на круглогодичное стойловое содержание значение ядов растительного происхождения в отравлениях сельскохозяйственных животных снижается, хотя и не утрачивается полностью. Кроме того, некоторые яды, образуемые растениями в сравнительно небольших количествах, не вызывают острого отравления, зато действуют эмбритоксически и тератогенно. К ним относятся, например, алкалоиды люпина. В количествах, не вызывающих острого отравления у коров, они оказывают тератогенное действие, в связи с чем у 50 % подопытных коров рождались телята с уродствами.
Растительные яды могут быть алкалоидами, тио- и цианогликозидами, токсичными аминокислотами и растительными фе-нольными соединениями.
Среди алкалоидов наибольшее ветеринарно-токсикологическое значение имеют алкалоиды растений рода люпина (спортеин и люпинин), аконита (липоктонин, относящийся к классу полициклических дитерпенов), живокости, триходесмы седой и некоторых других.
Тиогликозиды в основном содержатся в растениях семейства крестоцветных. Они могут быть причиной острых и хронических отравлений животных. Кроме того, поступление с кормом большого количества растений этого семейства может привести к снижению их продуктивности. Тиогликозиды взаимодействуют в организме с йодом, в результате чего могут наступить йодная недостаточность и развитие патологического процесса.
Из растительных фенольных соединений наибольшее ветери-нарно-санитарное значение имеют дикумарин и госсипол.
Лекарственные средства и премиксы . Многие лекарственные препараты в терапевтических дозировках обладают побочным действием - вызывают аллергические реакции, поражают отдельные органы. В завышенных дозах они вызывают интоксикацию и гибель животных. Некоторые лекарственные препараты могут длительное время сохраняться в тканях животных, выделяться с молоком или яйцами. Например, антигельминтик гексахлорпа-раксилол обнаруживают в жире обработанных животных через 60 Дней после его однократного введения. В значительных количествах он выделяется с молоком коров. В яйцах кур нередко обнаруживают антигельминтик фенотиазин, применяемый для обработки птиц. Поэтому вопросы токсикологической и ветеринарно-санитарной оценки лекарственных препаратов приобретают особое значение. Решение этих вопросов - одна из задач ветеринарной токсикологии. Такое же значение имеют токсикологическая и ветеринарно-санитарная оценки премиксов.
Полимерные и пластические материалы . До последнего времени полимерные и пластические материалы являлись объектом исследования медицинской токсикологии в связи с тем, что их использовали в основном в жилых и производственных помещениях, изделиях бытового назначения и других предметах, с которыми контактировал в основном человек. Однако в последнее время различные отходы полимерных материалов и пластические массы широко применяют в животноводстве. Некоторые полимерные материалы для животноводческих помещений изготовляют непосредственно на месте без необходимого технологического контроля. Были случаи отравления животных при использовании в животноводческих помещениях полимерных материалов, не прошедших токсикологической оценки. Поэтому все новые полимерные материалы, предназначенные для животноводческих помещений, должны проходить токсикологическую оценку. Они и являются предметом исследования и контроля ветеринарных токсикологических лабораторий.
Корма новых видов . В последнее время идут активные поиски новых биологических субстратов, которые могли бы быть использованы для кормления животных. Ведутся попытки использовать для этой цели куриный помет и навоз свиней, поскольку птицы и свиньи переваривают не более 50 % питательных веществ, содержащихся в кормах. Более 50 % дефицитного белка выбрасывается с фекалиями. Перспектива использования такого белка для кормления животных вполне реальна. Однако этому препятствуют два обстоятельства: психологический фактор и возможное присутствие в навозе токсических веществ, выделяемых организмом. Аналогичные затруднения возникают и при внедрении кормов других видов, например белково-витаминного концентрата, представляющего собой дрожжи или бактерии, выращенные на отходах нефти или метанола и других продуктов. Все корма этих видов должны пройти токсикологическую и ветеринарно-санитарную оценку и являются объектом исследования ветеринарных токсикологов.
Загрузка...
