Исследования в области изучения диоскореи ниппонской и диоскореи Кавказской

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

Фармацевтический факультет

Кафедра фармакогнозии с  курсом ботаники и основ фитотерапии

 

 

 

Курсовая работа на тему:

«Исследования в  области изучения диоскореи ниппонской и диоскореи кавказской»

 

 

Выполнила:

Студентка 3 курса 302а группы

 

 

 

 

-2011

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

План:

1. Введение
2. Общая характеристика диоскореи ниппонской и диоскореи кавказской

1. Морфологическое описание

2. Распространение и местообитание
3. Описание лекарственного сырья
4. Химический состав
5. Фармакологические свойства
6. Лекарственные средства и применение

3. Методы анализа

1. Микроскопия

2. Качественный анализ
3. Количественный анализ

4. Выводы
5. Литература

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Мир растений - величайшее чудо природы, царство красоты и наше целительное богатство. С глубокой древности человек использовал естественные блага растительного мира и как источник своего пропитания, и для облегчения своих недугов. Наблюдательность и народная мудрость заложили основу применения растений в лечении человека вначале из местной флоры, а в ходе общественного развития и налаживания торговых отношений - практически со всего земного шара. Обмен знаниями позволил человеку создать весьма значительный арсенал лекарственных средств.

Изучением лекарственно – растительного сырья занимается такая наука, как фармакогнозия. Фармакогнозия (от греч. pharmakon – лекарство, gnosis-изучение, знание)– это наука, изучающая лекарственные средства, получаемые из лекарственного растительного и животного сырья, а также продуктов их жизнедеятельности и некоторые продукты их первичной переработки (эфирные и жирные масла, смолы, млечные соки и другие). Особое место в фармакогнозии отводится для анализа лекарственного растительного и животного сырья, так как, только раскладывая природные соединения на составные элементы, изучая состав, можно сделать вывод об их лечебных свойствах.

Несмотря на то, что в  настоящее время имеется большое  количество высокоэффективных синтетических  лекарственных препаратов, лекарственные  растения продолжают занимать одно из первых мест в арсенале лечебных средств.

Лекарственные растения также широко применяются в комплексной терапии  атеросклероза. Атеросклероз – (от греч. athere – «пшеничная кашица» и sclerosis – «твердый») хроническое заболевание артерий эластического и мышечно-эластического типа, возникающее вследствие нарушения липидного обмена и сопровождающееся отложением холестерина и некоторых фракций липопротеидов в интиме сосудов. Отложения формируются в виде атероматозных бляшек. Последующее разрастание в них соединительной ткани (склероз), и кальциноз стенки сосуда приводят к деформации и сужению просвета вплоть до облитерации (закупорки). Это заболевание было известно еще в древние времена, так в Древнем Египте были найдены папирусы, в которых описывалась болезнь атеросклероз. Леонардо да Винчи писал, что «у стариков сосуды ограничивают прохождение крови».  Изучением атеросклероза в России занимались И.Н.Аничков и С.С.Халатов.

Чрезвычайно широкое в последнее  время распространение атеросклеротических  сосудистых заболеваний среди населения, особенно в старших возрастных группах, практически 100 %-ная (по патолого-анатомическим данным) пораженность людей атеросклеротическим процессом различной степени выраженности способствуют распространению взглядов на атеросклероз как на процесс, неизбежно и закономерно сопутствующий старению. Масштабы распространенности атеросклероза в настоящее время таковы, что речь идет об «эпидемии» атеросклероза, охватившей цивилизованные страны и пришедшей на смену эпидемии инфекционных заболеваний. Атеросклероз расценивают как своего рода болезнь цивилизаций. Причиной смерти более половины взрослых людей в наше время является атеросклероз. Внимание к проблемам атеросклероза в настоящее время очень велико. Ими занимаются различные специалисты: биологи, медики, гигиенисты и др.

В этом отношении особый интерес  представляют Диоскорея ниппонская (Dioscorea nipponica Makino) и Диоскорея кавказская (Dioscorea caucasica Lipsky). Лекарственное растительное сырье данных растений популярны в народной медицине и используются в медицинской практике Российской Федерации в качестве гипохолестеринемических средств в комплексной терапии атеросклероза (общего, церебрального, коронарных сосудов). При этом выявлено что, препараты диоскореи обладают и мочегонным действием, снижают кровяное давление, усиливают выделение желчи и уменьшают свертываемость крови. В этом и состоит актуальность нашего исследования.

Цель  исследования: изучить фармакологические свойства диоскореи, также лекарственных средств на основе сырья данного растения.

Задачи:

1. Изучение химического состава корневищ и корней диоскореи ниппонской и диоскореи кавказской.

2. Изучение фармакологических свойств диоскореи.

3. Качественный и количественный  анализ сапонинов, содержащихся  в диоскореи.

Родовое название растение получило по имени греческого врача Диоскорида, который является отцом европейской фармакогнозии, живший в I в.н.э. Им составлено описание всех лекарственных растений, применявшихся в античном мире, а его сочинение “ Materia medica ”, снабженное многочисленными рисунками и переведенное на латинский язык, в течение столетий стало настольной книгой для врачей и фармацевтов.

Описание

Диоскорея ниппонская - Dioscorea nipponica Makino

Семейство Диоскорейные- Dioscoreaceae

Диоскорея ниппонская, или многокистевая, — двудомная многолетняя травянистая лиана (длиной до 4 м) с расположенным неглубоко в почве толстым маловетвистым корневищем (длиной до 1,5 м и толщиной до 2 см) коричневого или буровато-коричневого цвета с отслаивающимися при высыхании наружными слоями; на срезе корневище светло-желтого, почти белого цвета. На корневище хорошо заметны следы отмерших стеблей и многочисленные жесткие тонкие корни. Над землей почти вертикально поднимаются несколько простых, вьющихся на большей высоте голых стеблей, каждый диаметром 3—5 мм. При отсутствии опоры стебли опускаются на землю и стелятся, переплетаясь, преимущественно в одном направлении. Листья черешковые, очередные, в очертании широкосердцевидные (широкояйцевидные с сердцевидным основанием), нижние 7-лопастные, средние 5-, 3-лопастные, верхние почти без лопастей, с дуговидными жилками. Цветки невзрачные, мелкие, однополые, зеленоватые (иногда желто-зеленые), мелкие, с глубокораздельным простым венчиковидным околоцветником. Тычиночные цветки (с 6 тычинками, завязь редуцирована, короткий столбик с 3 рыльцами) по 1—3 в пучке в рыхлых пазушных кистях. Пестичные расположены по одному цветку (не пучками) также в кистях. Цветение начинается в мае — июне и заканчивается в июле или начале августа. Плоды — трехгнездные коробочки длиной до 2,5 см. Семена плоские, с длинным перепончатым крылом. Плодоношение — с июля (августа) по сентябрь включительно.

 

 

 

 

Диоскорея кавказская – Dioscorea Caucasica Lypsky

Семейство Диоскорейные - Dioscoreaceae

Диоскорея кавказская - многолетняя двудомная травянистая лиана. Корневище горизонтальное, длинное, плагиотропное, слабо разветвленное, толщиной 1,5—2 см; в природных условиях ежегодно образуется 1—2 побега. На верхней поверхности корневища группами расположены остатки оснований стеблей и спящие почки. Корневища покрыты тонким слоем желтовато-бурой перидермы. Придаточные корни длинные, тонкие, очень упругие. Стебли вьющиеся. Нижние листья мутовчатые, 6-15 см длины, верхние очередные или супротивные, сердцевидноовальные, заостренные, цельные, снизу густо опушенные. Цветки мелкие, зеленые, в простых пазушных колосовидных кистях. Плод - округлая, трехгранная, трехгнездная коробочка. Семена с крылом, окружающим семя со всех сторон, почти одинаково широким по всей окружности. Цветет в мае - июне, плодоносит в сентябре.

Распространение и местообитание.

Диоскорея ниппонская достаточно широко распространена, помимо Японских островов, в Приамурье (на юго-востоке Амурской области России), юго-западной части Хабаровского края, спорадически в Приморском крае и на территории Корейского полуострова. Встречается обычно в смешанных лесах (где хвойные представлены преимущественно кедровой сосной и пихтой) с преобладанием широколиственных пород, на старых залежах вдоль лесных опушек (где развивается особенно сильно, образуя наиболее мощные корневища) и речных долин, среди кустарников, а также на лесных полянах разреженных широколиственных лесов.

 

Диоскорея кавказская - эндемичное растение Кавказа, встречается в основном в западной части Закавказья (Абхазия и Адлерский район Краснодарского края), в нижнем лесном поясе. Занесена в Красную книгу. Ввиду ограниченных природных ресурсов диоскореи приняты меры к ее культивированию.

 

 

 

 

Лекарственное сырье.

Корневище с корнями диоскореи – Rhizomata cum radicibus Dioscoreae

Куски корневищ длиной до 20 см, толщиной от 0,5 до 4 см, неправильно цилиндрические, с короткими ответвлениями и  бугорками. Корни длиной до 30 см, толщиной от 0,5 до 1 мм, тонкие, очень упругие. Поверхность корневищ от светло-бурого до коричневого цвета, на изломе они белые или кремоватые, корни светлее. Запах отсутствует. Вкус горьковатый, слегка жгучий.

Сбор корневищ с корнями  обычно производится весной, не позднее  периода цветения, или осенью после  созревания и осыпания семян, которые  желательно оставлять в почве  для восстановления популяции диоскореи. Тщательно очищенные от остатков стеблей и почвы, нарезанные по 5—10 см и высушенные корневища с корнями сохраняют свои полезные свойства в течение трех лет. Сушат собранное сырье при температуре +60°С в сушилках с постоянной циркуляцией воздуха (достаточно хорошей вентиляцией). Перед сушкой допускается подвяливать их под навесами или на солнце, разложив слоем до 10 см и обязательно многократно переворачивая куски корневищ в течение дня. На участках, где выкапываются корневища, желательно сразу же высаживать небольшие их куски или даже семена для более быстрого восстановления зарослей диоскореи.

Стандартизация. Качество сырья регламентировано требованиями ФС 42-1521-80.

Химический  состав

Корневища диоскореи кавказской содержат до 25% стероидных гликозидов (сапонинов), диоскореи ниппонской - до 8%. Наиболее важные из них - протодиосцин, протограциллин и диосцин (1-1,2%). Диосцин распадается на диосгенин, рамнозу и глюкозу. Диосгенин служит в настоящее время сырьем для синтеза кортизона и других кортикостероидов. В корневищах диоскореи ниппонской обнаружены также крахмал, флавоноиды и жироподобные вещества.

 

 

 

 

 

Фармакологические свойства

Сапонины диоскореи тормозят развитие экспериментального атеросклероза, артериальной гипертензии, предупреждают судороги, вызванные в эксперименте стрихнином, кордиамином, коразолом, у мышей и лягушек. Настой и экстракты диоскореи кавказской и ниппонской стимулируют моторную и секреторную деятельность желудочно-кишечного тракта, возбуждают сокращения изолированного отрезка кишки и тормозят всасывание холестерина из кишечника. В механизме противоатеросклеротического действия препаратов диоскореи имеет значение стимулирующее влияние на функцию печени и желчевыделение. Под влиянием сапонинов диоскореи кавказской и ниппонской активизируется синтез желчных кислот из холестерина в печеночных клетках, усиливается секреция желчи гепатоцитами, выведение холестерина с желчью; усиливается синтез гиппуровой кислоты, что считают показателем активизации антитоксической функции печени.

Препараты диоскореи дают некоторый рентгенозащитный эффект, увеличивая продолжительность жизни облученных белых мышей.

 

 

 

 

 

 

Лекарственные средства и применение.

 

Полиспонин — сухой экстракт из корневищ с корнями диоскореи ниппонской.

Показания: Атеросклероз, атеросклероз сосудов головного мозга (как в начальных стадиях, с целью профилактики, так и при выраженных формах заболевания); атеросклероз сосудов сердца (коронарный атеросклероз); при сочетании атеросклероза с гипертонической болезнью.

Диоспонин — сухой очищенный экстракт из корневищ и корней растения диоскореи кавказской. Экстракт содержит сумму водорастворимых стероидных сапонинов в количестве не менее 30%. Выпускают в таблетках по 0,1 г. Таблетки в аптеках хранят в банках оранжевого стекла с навинчивающимися крышками с прокладкой из пергамента (препарат гигроскопичен), залитых парафином или мастикой, в сухом темном месте. Срок годности 1 год, после чего производят контроль.

Показания: Атеросклероз сосудов головного мозга, общий атеросклероз, атеросклероз, сочетающийся с гипертонической болезнью, кардиосклероз.

В народной медицине диоскорею применяют при следующих заболеваниях:

• Подагра
• Ревматизм
• Инсульт
• Катаракта
• Головная боль
• Инфаркт Миокарда
• Атеросклероз
• Артрит

Диоскорея (в народе – «корень молодости»).

 

Методы анализа

Микроскопия.

 На поперечном срезе корневищ  виден тонкий слой пробки. Кора  узкая и состоит из мелких, тангентально-вытянутых клеток с  неодревесневшими оболочками. В отдельных, более крупных клетках находятся пучки рафид длиной около 100 мкм, ориентированные вдоль корневища. Эндодерма выражена неясно. В центральном цилиндре расположены закрытые проводящие коллатеральные пучки более мелкие по периферии и более крупные округлые в центре. В пучках паренхима почти отсутствует, трахеиды широкопросветные. Клетки паренхимы многоугольные, плотно прилегающие друг к другу. Оболочки клеток одревесневшие, с многочисленными крупными порами. В клетках паренхимы в большом количестве простые крахмальные зерна различной формы (угловатые, округлые и др.) диаметром от 1,5 до 24 мкм. Вместе с друзами встречаются капли жирного масла.

Числовые показатели. Фуростаноловых гликозидов не менее 3%; влажность не более 13%; золы общей не более 3,5%; отшелушившейся пробки и обломков мелких корней диоскореи не более 1,5%; органической и минеральной примесей не более чем по 0,5%. Для измельченного сырья, кроме того, определяют содержание частиц, не проходящих сквозь сито с диаметром отверстий 7 мм, не более 1%, и частиц, проходящих сквозь сито с размером отверстий 0,5 мм, не более 5%.

 

 

 

Качественный  анализ.

Для обнаружения сапонинов  в растительном сырье пользуются реакциями, которые можно разделить на три группы:

1. Реакции, основанные на физических свойствах сапонинов;
2. Реакции, основанные на химических свойствах сапонинов;
3. Реакции, основанные на биологических свойствах сапонинов;

К первой группе реакций  относится реакция на пенообразование.

Ко второй группе качественных реакций относятся реакции осаждения  сапонинов и цветные реакции.

Для качественных реакций  готовят  водный настой 1:10, нагревая измельченное растительное на водяной  бане в течение 10 мин. Настой после охлаждения фильтруют и проводят с ним необходимые реакции.

Учитывая, что многие из перечисленных  химических реакций могут давать и другие соединения, проводят еще  и биологические испытания. Для  проведения этой реакции из растительного  сырья готовят настой на изотоническом  растворе.

 

 

 

 

Качественные  реакции.

1. Реакция на пенообразование (реакция Фонтан-Кандела). Берут две пробирки, в одну приливают 5 мл 0,1 н раствора хлороводородной кислоты, а в другую-5 мл 0,1 н раствора гидроксида натрия. Затем в обе пробирки добавляют по 2-3 капли извлечения. В обеих пробирках образуется пена, но стероидные сапонины в щелочной среде образуют пену в несколько раз больше по объему и стойкости.
2. К 2 мл водного настоя в пробирке прибавляют несколько капель основного ацетата свинца. Образуется осадок стероидных сапонинов.
3. К 1 мл спиртового раствора сапонинов прибавляют несколько капель 1% спиртового раствора холестерина. Образуется осадок.
4. Реакция Либермана-Бурхарда. Сухой остаток очищенного извлечения растворяют в 1 мл уксусного ангидрида. Полученный раствор осторожно вливают в пробирку с 1 мл концентрированной серной кислоты. Слой уксусного ангидрида приобретает желтовато-зеленое окрашивание в присутствии стероидных сапонинов.
5. Реакция Лафона. К 2 мл водного настоя прибавляют 1 мл концентрированной серной кислоты, 1 мл этилового спирта и 1 каплю 10 % раствора сернокислого железа. При нагревании появляется сине-зеленое окрашивание.
6. Реакция Санье. К 2 мл водного настоя прибавляют 1 мл 0,5% спиртового раствора ванилина, 3-4 капли концентрированной серной кислоты и нагревают на водяной бане. Стероидные сапонины дают окрашивание желтого цвета.
7. Гемолиз эритроцитов. К 1 мл настоя на изотоническом растворе добавляют 1 мл 2% взвеси эритроцитов в изотоническом растворе. Кровь становится прозрачной, ярко-красной (гемолиз).

 

 

 

 

Методика  количественного определения сапонинов  в корневище с корнями диоскореи ниппонской  (Rhizomata cum radicibus Dioscoreae nipponicae, ФС 42-1521-80)

Около 1  г (точная навеска, измельченная до размера частиц, проходящих сквозь сито с диаметром отверстий 2мм) измельченного сырья помещают в плоскодонную колбу вместимостью 100 мл, прибавляют пипеткой 50мл 95%-ного этилового спирта и вносят  остеклованный перемешивающий стержень. Колбу с содержимым взвешивают (с погрешностью до 0,1 г) и нагревают на магнитной мешалке в течение 1 ч с момента закипания растворителя. По окончании указанного времени экстракт охлаждают до комнатной температуры, потерю в массе восполняют 95%-ным этиловым спиртом, перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр 30-40 мл раствора. 5 мл фильтрата переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 50 мл. Объем раствора доводят до метки 95-ным этиловым спиртом и тщательно перемешивают (раствор А).

5 мл раствора А пипеткой переносят в стеклянную пробирку с нормальным шлифом и сюда же прибавляют пипеткой 5 мл 1% раствора n-диметиламинобензальдегида в 4 н спиртовом растворе соляной кислоты. Пробирку закрывают стеклянной пробкой, резиновым колпачком, встряхивают для перемешивания жидкости и нагревают в течение в 2 ч в ультратермостате при температуре 58 ±0,5°С. Раствор охлаждают водопроводной водой до комнатной температуры и определяют его оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны 518 нм в кюветах с толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения используют смесь 5 мл раствора А и 5 мл 4 н. спиртового раствора соляной кислоты, который выдерживают в ультратермостате при 58 ±0,5°С.

Построение  калибровочного графика: 5 г хлорида кобальта помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, прибавляют дистиллированной воду, 1 каплю концентрированной хлороводордной кислоты и доводят объем до метки водой. В мерные колбы вместимостью 25 мл отмеряют бюреткой 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15 мл исходного раствора и объем доводят до метки водой. Полученные растворы содержат соответственно 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,03 г хлорида кобальта в 1 мл. Оптическую плотность растворов измеряют на спектрофотометре при длине волны 518 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, и по полученным данным строят калибровочный график. Для построения графика необходимо по 3 измерения в каждой точке. По оси ординат откладывают значение оптической плотности, а по абсцисс -содержание хлорида кобальта в 1 мл в граммах.

Содержание сапонинов  вычисляют по формуле:

,где

а - количество хлорида кобальта, найденное по калибровочному графику, г/мл;

0,0101 – коэффициент пересчета  концентрации хлорида кобальта  на концентрацию сапонинов;

50 – исходный объем  извлечения, мл;

10 – число разведений;

m - масса навески абсолютно сухого сырья, г;

К – поправочный коэффициент на титр кислоты.

 

 

 

 

Вывод:

Изучив химический состав диоскореи, было выяснено, что основными действующими веществами являются стероидные сапонины. Стероидные сапонины – гликозиды растительного происхождения, которые образуют при взбалтывании с водой устойчивую пену. Сапонины очень ядовиты для рыб. Для человека они ядовиты только при введении в кровь, а попадание их в желудочно-кишечный тракт безвредно.

С помощью клинических  исследований было выявлено, что сапонины диоскореи обладают противосклеротическим действием. Механизм антилипемической активности, по-видимому, заключается в том, что сапонины связываются в кишечнике с холестерином, выделяющимся с желчью и кишечным соком или поступающим с пищей. Образующиеся при этом труднорастворимые комплексы не поддаются реабсорбции, в связи, с чем содержание холестерина в крови понижается.

Таким образом, приведенные  исследования показали, что препараты  диоскореи находят широкое применение в медицине. И поэтому корневище диоскореи является ценным сырьем для производства препаратов. Но ввиду ограниченных природных ресурсов, приняты меры к культивированию диоскореи.

 

 

 

 

 

Литература:

 

1. Муравьева, Д.А. Фармакогнозия / Муравьева Д.А, И.А.Самылина, Г.П.Яковлев.-М:Медицина,2002. С.315-317
2. Фитохимический анализ /Н.В.Кудашкина, С.Р. Хасанова, С.А. Мещерякова.-Уфа:Издательство ГОУ ВПО БГМУ РОСЗДРАВА 2006.-С.208-215
3. Фармакогнозия. Атлас:Учеб.пособие/ Под ред. Н.И. Гринкевич, Е.Я. Ладыгиной.-М:Медицина,1989 – С.296-298
4.   Грушвицкий И. В. Семейство диоскорейные (Dioscoreaceae) // Жизнь растений. В 6-ти т. Т. 6. Цветковые растения / Под ред. А. Л. Тахтаджяна. — М.: Просвещение, 1982. — С. 228—244.
5. Ботаника. Энциклопедия «Все растения мира»: Пер. с англ. (ред. Григорьев Д. и др.) — Könemann, 2006 (русское издание). — С. 308, 872—873.
6. Растительный и животный мир Дальнего Востока. Серия: Экология и систематика растений. Выпуск 5. - Уссурийск: Изд-во УГПИ,2001. C. 16-20
7. Лавренов В.К., Лавренова Г.В. Полная энциклопедия лекарственных растений. СПб.: "Издательский дом "Нева"; М.: "Олма-Пресс", 1999. N. 1.
8. Государственная фармакопея [Издание 10/Москва 1968,] ФС 42-1521-80

Ссылки: 1.http://druidgor.narod.ru/travnik/travnik318.html

               2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Dioscorea