Флавоноиды
Флавоноидами называется группа природных биологически активных соединений - производных бензо-y-пирона, в основе которых лежит фенилпропановый скелет, состоящий из С6-С3-С6 углеродных единиц. Это гетероциклические соединения с атомом кислорода в кольце.
В 1814 г. Шевроле выделил из коры дуба кристаллическое вещество, названное кверцитрином, а в 1854 г. Риганд установил гликозидный характер этого вещества и назвал его агликон кверцетином. Однако интерес к флавоноидам появился, главным об-
разом, после того, как в 1936 г. француз Сент-Дьерди обнаружил, что сумма флавоноидов, полученная из корки лимона, обладает
Р-витаминной активностью, то-есть, способностью укреплять стенки кровеносных сосудов
Распространение.
Флавоноиды широко распространены в растительном мире. Особенно богаты флавоноидами высшие растения, относящиеся к семействам розоцветных (различные виды боярышников, черноплодная рябина), бобовых (софора японская, стальник полевой, солодка), гречишных (различные виды горцев - перечный, почечуйный, птичий: гречиха), астровых (бессмертник песчаный, сушеница топяная, пижма), яснотковых (пустырник сердечный) и др. Более часто флавоноиды встречаются в тропических и альпийских растениях. Обнаружены и у низших растений: зеленые водоросли (ряски), споровые (мхи, папоротники), хвощи (хвощ полевой), а также у некоторых насекомых (мраморно-белая бабочка) . Находятся флавоноиды в различных органах, но чаще в надземных: цветках, листьях, плодах; значительно меньше их в стеблях и подземных органах (солодка, шлемник байкальский, стальник полевой). Наиболее богаты ими молодые цветки, незрелые плоды. Локализуются в клеточном соке в растворенном виде. Содержание флавоноидов в растениях различно: в среднем 0,5-5%, иногда достигает 20% (в цветках софоры японской). В растениях флавоноиды встречаются в виде гликозидов и в свободном виде. Под влиянием ферментов они расщепляются на сахара и агликоны. В качестве cахаров встречаются D-глюкоза, D-галактоза, D-ксилоза, LT-рамноза и LT-арабиноза, D-глюкуровая кислота.
Классификация.
Общепринятая классификация флавоноидов предусматривает их деление на 10 основных классов, исходя из степени окисленности трехуглеродного фрагмента:
катехины (флаван-3-олы, производные флавана — катехины, лейкоантоцианы)
лейкоантоцианидины (флаван-3,4-диолы)
флаваноны (производные флавона — флаваноны, флаванонолы, флавоны, флавонолы)
дигидрохалконы
халконы
антоцианидины и антоцианы
флавононолы
флавоны и изофлавоны
флавонолы
ауроны
В растениях флавоноиды встречаются как в свободном виде, так и в виде гликозидов. Все флавоноидные гликозиды делятся на три группы: O-гликозиды, С-гликозиды и комплексные соединения.
Флавоноиды встречаются как в свободном состоянии (катехины), так и в виде гликозидов. В качестве углеводной части
при этом могут быть моно-, ди- и трисахариды. Обычно флавоноидные гликозиды – это 0-гликозиды. Но имеются и С-гликозиды (сахар присоединен к атому углерода в положении С-8), которые вообще не гидролизуются даже при жесткой обработке. Агликоны С-гликозидов являются флавонами.
Факторы, влияющие на накопление флавоноидов .
Основными являются возраст и фаза развития растений. Наибольшее количество их накапливается у многих растений в фазе цветения, а в фазе плодоношения уменьшается. Факторы окружающей среды (свет, почва, влага, высота над уровнем моря и др.) оказывают также значительное влияние на накопление флавоноидов . В южных и высокогорных районах, под влиянием света и на почвах, богатых микроэлементами, увеличивается содержание флавоноидов .
Физико-химические свойства.
Флавоноиды - кристаллические соединения, бесцветные (изофлавоны, катехины, флавононы, флавононолы), желтые (флавоны, флавонолы, халконы и др.), а также окрашенные в красный или синий цвета (антоцианы). Обладают оптической активностью, имеют определенную температуру плавления, способны к кислотному и ферментативному гидролизу. Гликозиды флавоноидов, содержащие более трех глюкозных остатков, растворимы в воде, но нерастворимы в полярных органических растворителях. Под влиянием света и щелочей легко окисляются, изомеризуются, разрушаются. При нагревании до температуры 200°С эти соединения возгоняются, а при более высокой температуре разрушаются.
Некоторые флавоноидные соединения придают вкус и аромат пище. Нарингин из корок плодов цитрусовых – горький, рутин – безвкусный, халконы – сладкие.
Наиболее восстановленными флавоноидами являются катехины, а наиболее окисленными – флавонолы. Восстановленные
соединения (катехины, лейкоантоцианидины) бесцветны, а окисленные окрашены в желто-оранжевые цвета.
Способы получения.
Для выделения флавоноидов проводят экстракцию растительного материала этанолом. Спиртовое извлечение упаривают, к остатку добавляют горячую воду и после охлаждения удаляют неполярные соединения (хлорофилл, жирные и эфирные масла и др.) из водной базы хлороформом или четыреххлористым углеродом. Для выделения отдельных флавоноидов существуют специфические методы.
Участие и роль флавоноидов в организме человека.
Хотя большинство исследований флавоноидов относится к их функции антиоксидантов, существуют убедительные доказательства того, что флавоноиды модулируют механизмы передачи вещества и информации в клетке и между клетками и, таким образом участвуют в осуществлении многих функций клеток. В частности флавоноиды осуществляют следующие действия:
(1) Стимулируют активность ферментов, катализирующих реакции, которые содействуют выведению из организма потенциально токсических или канцерогенных веществ.
(2) Предохраняют от нарушений регулирование нормального клеточного цикла. Каждая клетка от одного деления до другого проходит последовательность стадий развития (клеточный цикл). Если повреждается ДНК, клеточный цикл блокируется. Если степень повреждения невелика и возможно восстановление ДНК, повреждение является сигналом для ее восстановления. Некомпенсируемые последствия повреждающего воздействия являются сигналом для клеточной смерти (апоптоз). Нарушение регулирования нормального клеточного цикла может приводить к воспроизводству мутаций и к развитию злокачественных новообразований.
(3) Тормозят пролиферацию и запускают апоптоз. В отличие от обычных клеток, клетки злокачественных новообразований быстро пролиферируют и теряют способность отвечать на сигналы смерти, побуждающие клетку к апоптозу.
(4) Тормозят начальное внедрение опухоли и ангиогенез в новообразованиях. Клетки злокачественных новообразований вторгаются в нормальную ткань посредством ферментов, называемых матрикс-металлопротеиназами. Внедрившееся в нормальную ткань злокачественное новообразование интенсивно растет при условии получения достаточного питания из вновь развивающихся в нем кровеносных сосудов (ангиогенез).
(5) Тормозят развитие воспаления. Воспаление сопровождается секрецией и выведением воспалительных ферментов. Они являются причиной местного увеличения выработки свободных радикалов. Аналогично выведение воспалительных медиаторов способствует пролиферации клеток, ангиогенезу и тормозит апоптоз.
(6) Предотвращают заболевания сердечно-сосудистой системы. В настоящее время атеросклероз относят к воспалительным заболеваниям. Атеросклероз и некоторые другие виды воспаления связывают с увеличением риска инфаркта миокарда.
(7) Уменьшают способность клеток кровеносных сосудов к сцеплению с лейкоцитами. На ранних этапах развития атеросклероза, как воспалительного заболевания, лейкоциты, участвующие в реализации воспаления, из потока крови мобилизуются к стенке артерии. Это явление зависит от выведения клетками эндотелия, выстилающего внутреннюю поверхность артерии, молекул вещества, способствующего сцеплению лейкоцитов с внутренней поверхностью артерии.
(8) Уменьшают активность эндотелиальной синтазы окиси азота (nitric oxide synthase, eNOS). Синтаза окиси азота - фермент, который катализирует образование эндотелиальными клетками окиси азота. Окись азота является сосудорасширяющим веществом (вазодилататором), средством управления тонусом артерий и их просветом. Нарушение процесса образования окиси азота считают одной из причин увеличения риска заболеваний сердечно-сосудистой системы.
(9) Уменьшают способность кровяных пластинок к агрегации. Агрегация кровяных пластинок - первая ступень в образовании кровяного сгустка, который может закупорить венечную артерию, питающую миокард или артерии головного мозга. Результатом этого может быть инфаркт миокарда или инсульт. Торможение агрегации кровяных пластинок рассматривается как важная мера профилактики заболеваний сердечно-сосудистой системы.
(10) Полагают, что противовоспалительное действие флавонидов, их антиоксидантное действие и способность связывать металлы играют важную роль в этиологии и патогенезе ряда нейродегенеративных заболеваний, в частности болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера. Поэтому ученые работают над созданием специальных диет для профилактики нейродегенеративных заболеваний.
Источники:
Трифонов Е.В. Психофизиология человека
Русско-англо-русская энциклопедия 12-е изд., 2008
http://www.tryphonov.ru/tryphonov2/terms2/vitnP.htm
Другая интерпритация полезностей флавоноидов:
Фармакотерапевтическое действие
Многообразие химической структуры флавоноидов сказывается на проявлении ими разнообразной биологической активности. В настоящее время известно более 40 видов различных фармакологических эффектов, в частности:
Тонизирующий (трава очитка большого свежая Sedummaximum, препарат «Биосед», качественный состав флавоноидов которого изучал Н.С. Фурса),
Кардиотонический (плоды боярышника Cratаegussanguinea, припарат «Кардиовален», настойка боярышника, настой, жидкий экстракт),
Гипотензивный (плоды черноплодной рябины, трава сушеницы топяной, корни шлемника байкальского),
Мочегонный (трава горцов, грыжника, репейника, якорцев, хвоща полевого),
Противоотечный, регулируя кровоток и лимфоток (трава астрагала, цветки василька синего, трава леспедезы копеечниковой, золотарника канадского.
Желчегонный (трава датиски Коноплевой, препарат из нее «Датискан», цветки бессмертника песчаного и экстракт из него - «Фламин», расторопша пятнистая и ее препараты - «Карсил», «Легалон», «Силибор»),
Спазмолитический (трава горцев, руты, золотарника).
Флавоноиды препятствуют агрегации клеток крови, уменьшают уровень холестерина в ней. Многие из них обладают противовирусным действием. Например, гесперидин, рутин , кверцетин, кверцитрин и аурантиин. Из леспедезы головчатой получают препарат «Хелепин», из бархата амурского - препарат «Флакозид».
Противовоспалительным действием обладают травы череды, хвоща полевого, лабазника.
Антиаллергическое действие характерно для травычереды трехраздельной.
Ранозаживляющимдействием обладает каланхое.
Флавоноиды влияют на обмен веществ, на деятельность желёз внутренней секреции, подавляя гиперфункцию щитовидной железы.
Противолучевое действие заключается в том, что флаваноиды обладают радиозащитным действием. Они используются для лечения и профилактики лучевых поражений. Флаваноиды влияют на течение опухолевого процесса (цитрин, рутин, лейкодельфинидин, кверцетин). Большой вклад в изучение механизма действия внёс Н.М.Эмануэль с сотрудниками 1954-57 г.
Кровоостанавливающее действие присуще травегорца перечного, почечуйного, птичьего.
Антиоксидантноедействие - способность улавливать кислородные радикалы. Департамент США по сельскому хозяйству определил это понятие как ORAC (OxygenRadicalAbsorbanceCapacity). Среди фруктов по величине ORAC абсолютным лидером являются сливы, затем следуют красный виноград, черника и малина. Среди овощей высокой антиоксидантной активностью отличаются шпинат, брюссельская капуста, люцерна и брюкколи. Недавние исследования показали, что питание с высоким значением ORAC повышает антиоксидантные свойства крови на 10-25 %.
Капилляроукрепляющее действие специфично для многих лекарственных и пищевых растений (володушка, рябина черноплодная, плоды цитрусовых, софора японская и другие). Например, Р-витаминной активностью обладает препарат РУТИН. Он увеличивает степень выживаемости мышей, облученных рентгеном с 31 % до 56 %. По этой причине рутин используется при лечении лучевой болезни у людей, например, у жертв радиационных катастроф на ядерных установках. Кроме него, подобным действием обладают кверцетин, флавоноиды цитрусовых, катехины листьев чая, сумма флавоноидов аронии черноплодной. Флавоноиды не только укрепляют стенку кровеносных сосудов, но и уменьшают её проницаемость, являясь, таким образом, отличным средством борьбы с куперозом. Часто именно повреждения кровеносных сосудов вызывают куперозные пятна около носа и на щеках, что значительно ухудшают внешний вид.
Антитромбозным эффектом и венотонизирующим действием отличаются цитрусовые, конский каштан, лещина. В России около 15 % населения страдает болезнями венозных сосудов. Отечественных препаратов для их лечения недостаточно. В качестве примеров приведем следующие. Во Франции производится препарат "Детралекс", содержащий диосметин и гесперидин. В Германии производится препарат «Веноплант».
Флавоноидам присуще также радиопротекторное действие.
Они стимулируют белковый синтез.
Многие из перечисленных свойств осуществляются через взаимодействие флавоноидов с различными ферментами. Показано, что многие флавоноиды являются коферментами, т.е. эти флавоноиды можно приравнивать к витаминам.
Внимания заслуживают на нормализующее действие флавоноидов на ферментную систему организма.
В.А. Барабой (1976 г.) исследовал биологическую активность различных флавоноидных соединений. При этом им установлено, что мочегонным действием обладают кемпферол, морин, мирицетин, робинин, лютеолин, акацетин, нарингенин; Р-витаминной активностью, т.е. ангипротекторной - рутин; противолучевой, активно выводят радионуклиды - рутин; спазмолитической, желчегонной - апигенин, лютеолин; антиоксидантами являются госсипетин, морин, кверцетагенин, кверцетин; противоопухолевое действие оказывают госсипол, лейкоцианидины; противовоспалительные, антимикробное, ранозаживляющее действие свойственно для многих флавоноидов; эстрогенным действием обладают изофлавоноиды; маточным - катехины, рутин, кверцетин; антиязвенным - халконы, дигидрохалконы; гипотензивным - флавоны; седативным - нарингенин; гипоазотемическим и диуретическим - робинин, леспедин, биоробин, гиперозид; кардиотоническим - мирицетин; кверцетагенин; бактерицидным - рамнетин, морин; антиаллергическим - ауроны, халконы, апигенин.
Из этого источника.
АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ.
Под редакцией проф. Η.И. Гринкевич, доц. Л. Η Сафронич.
http://www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1535.pdf
Энциклопедия БАВ
Наиболее распространенные флавоновые и флавоноловые агликоны
)
