Пажитник сенной

Министерство  здравоохранения РБ

Витебский государственный  медицинский университет

Курсовая работа

По фармакогнозии

Тема: пажитник сенной

Исполнитель:

Студентка 10 группы 3 курса

Фарм. факультета

Ломако Е. В.

Научный руководитель:

Старший преподаватель 

Погоцкая А. А.

Витебск, 2011 

Содержание:

Введение            3

1. Происхождение названия         4
2. Систематическое положение и описание       5
3. Ареал, местообитания и районы культуры      7
4. Рациональные приемы сбора сырья       8
5. Первичная обработка, сушка и хранение сырья      8
6. Химический состав          9

6.1.  Стероидные сапонины       10

6.2.  Галактоманнаны        12

6.3.  4-гидроксиизолейцин       13

7. Подлинность и доброкачественность       14
8. Медицинское применение         16

8.1.  Антидиабетические свойства пажитника греческого   16

8.2.  Гипохолестеролемические свойства пажитника греческого  17

8.3.  Другие терапевтические свойства пажитника греческого  18

Заключение            20

Литература            21

Введение

Несмотря на огромные успехи химии в создании лечебных средств, лекарственные препараты, получаемые из растений, в настоящее время не потеряли своей актуальности; в общем лечебном арсенале врача они составляют до 40,0%. Из года в год увеличивается потребность химико-фармацевтического производства и аптечной сети в лекарственно-растительном сырье. В СССР уже на XI пятилетку эта потребность составляла почти 96 тыс. тонн, что превышает задание двух предыдущих пятилеток в 1,5-2 раза, причем доля культивируемых лекарственных растений значительно увеличивается в общем объеме производства лекарственного растительного сырья.

Стероидные соединения прочно вошли в медицинскую практику и занимают одно из важнейших мест при лечении многих заболеваний, неподдающихся лечению другими лекарственными средствами.

Основными источниками сырья  для производства стероидов являются диоскорея кавказская, ниппонская и дельтовидная, паслен дольчатый, якорец стелющийся, различные виды луков и др. Однако получаемое из этих культур сырье далеко не удовлетворяет мировой потребности. Вместе с тем производство сырья из этих культур сопровождается рядом нежелательных обстоятельств, которые вынуждают на поиски новых стероидосодержащих растений. В последние годы как в СССР, так и в других странах, в том числе и Судане, значительный интерес проявляется к пажитнику сенному (Trigonella foenum-graecum L.) как возможному источнику растительного сырья для получения стероидных гормонов в промышленных масштабах. Наряду с этим пажитник сенной привлекает интерес в качестве пищевого и кормового растения. Как бобовое растение он является хорошим предшественником для других культур [5].

Целью данной работы явилось  обобщение данных литературных источников, посвященных изучению пажитника  сенного, касающихся его систематического положения, морфологических особенностей, химического состава и медицинского применения.

Пажитник  сенной

- Trigonella foenum-graecum L. (рисунок 1, 2)

Рисунок 2.

Рисунок 1.

1. Происхождение названия

Пажитник сенной в виде пряности выступает в кухнях разных стран под различными именами: фенугрек, фенум-грек, фенигрекова трава, греческое сено, греческий козий трилистник, греческая сочевица, треуголка, верблюжья трава.

Сенной пажитник назван так  за то, что с самой глубокой, древности  разводится как кормовое растение. Вероятно, одновременно он начал использоваться и в медицине. Во всяком случае, уже  в папирусе Эберса он упомянут как  лекарственное растение. Знали его  не только в древнем Египте, но и  в древней Индии, где он упоминается  в древних рукописях, написанных на санскрите. Сейчас родину этого растения установить невозможно, так же, как  и выяснить, где оно растет естественно, а где одичало за тысячелетия  знакомства с ним человека. Сейчас его ареал включает всю Центральную  и Южную Европу от Пиренейского полуострова  до Украины, Индию, Китай, Южную и Восточную Африку [8].

2. Систематическое положение и описание

Семейство Trifoliaceae. Включает Trigonelleae и Ononideae.

Высокоспециализированная  триба, включающая 6 (или более) родов, насчитывающих около 500 видов. Много хозяйственно важных растений [12].

Однолетние и многолетние  травы, редко кустарники (2 вида Medicago); опушенные простыми кроющими или железистыми волосками (Ononis). Листья без подушечек, чаще пальчато-тройчато (иногда 5-7 листочков), редко перисто-тройчатосложные, либо однолисточковые; жилкование листочков обычно краебежное и жилки часто заканчиваются в зубчиках; прилистники более или менее прирастающие к черешку или почти свободные. Соцветия пазушные (у Trifolium кажущиеся верхушечными!), редко верхушечные, зонтиковидные, головчатые, колосовидные, кисти, иногда цветки одиночные; прицветники имеются, прицветнички отсутствуют. Гипантий отсутствует, чашечка колокольчатая, с равными или почти равными по длине зубцами, иногда в конце цветения вздувающаяся. Венчик типично мотыльковый, устроен различно у разных родов, в частности у части видов Trifolium все лепестки отчасти срастаются в трубку; у Medicago крылья без скульптуры; имеют нередко особые выросты – зубцы на наружной поверхности, с помощью которых соединяются с лепестками лодочки; лепестки лодочки всегда срастаются, образуя туповатый, выемчатый на верхушке или острый киль. Андроцей двубратственный, 9 тычинок объединены в косую или прямую трубку, одна (вексиллярная) свободная, иногда прирастающая к трубке близ середины, либо все 10 тычинок сросшиеся (Ononis); свободные части тычинок иногда утолщенные; пыльники одинаковые или диморфные. Завязь на ножке или сидячая; столбик голый, короткий или длинный, рыльце маленькое или несколько расширенное и особым образом устроенное (Medicago). Плоды очень разнообразные, плоские или цилиндрические, прямые, согнутые или улиткообразно закрученные, короткие и достаточно длинные, одно-, многосемянные; вскрывающиеся или невскрывающиеся, иногда растрескивающиеся неправильно (Trifolium), нередко полностью или частично заключенные в видоизмененную чашечку (Trifolium). Семена гладкие, бугорчатые или морщинистые, рубчик маленький, округлый; корешок согнутый; семядоли с подушечками при основании или без них. Корневые клубеньки кроталяроидного типа.

В трибу объединены несколько  родственных линий бобовых. Часть  из них следует рассматривать  в качестве подтриб.

1. Все тычинки срослись; пыльники диморфные; растения обычно железисто опушенные……………………………………………………………………………..Ononidinae

+ Девять тычинок объединены  в трубку, вексиллярная тычинка  свободная или лишь прирастающая к трубке близ середины, все пылинки одинаковые, железистого опушения нет……………………………………………………………………………….………………… 2.

2. Прилистники почти свободные, не приросшие к черешку; киль заостренный; ползучие травы (укореняются в узлах) ……………………………………………..Parochetiinae

+ Прилистники более или  менее прирастающие к черешку; киль обычно туповатый; растения не ползучие (т.е. не укореняются в узлах) ………………………..……..Trigonellinae

Подтриба Trigonellinae.

Представители подтрибы, особенно род Trifolium, очень широко распространены во внетропических областях северного полушария (ряд видов заходит и в южное). Однако центром видового многообразия являются преимущественно Средиземноморье, Западная Азия и Северная Америка (последняя для рода Trifolium).

В подтрибе Trigonellinae объединены две близкие, но самостоятельные линии. В одну из них входит единственный род Trifolium. Вторая линия объединяет роды Medicago, Trigonella и Melilotus.

Группа Medicago. Medicago L. (вкл. Melilotoides = Melissitus = Factorovskya; Rhodusia, Crimea, Turuchania, Pseudomilissitus); Trigonella L., Melilotus [12].

 Пажитник греческий (Trigonella foenum-graecum L.) – однолетнее травянистое растение семейства Fabaceae. Оно имеет прямые, реже приподнимающиеся ветвистые полые стебли, достигающие 70 см высотой. Листья тройчатые; пластинка листочков яйцевидной или яйцевидно-продолговатой формы с неравнозубчатым краем; основание листочка округло-клиновидное; верхушка выемчатая. Цвет верхней стороны листочка – темно-зеленый, нижней – серо-зеленый. Жилкование перистокраебежное. Листорасположение очередное.

Листочки слабо опушенные, с ясно выраженным черешком. Стебель  четырехугольный, матовый, гладкий, светло-зеленый. Главный корень стержневой, конический, гладкий, светло-коричневый, сильно ветвистый. Цветки сидячие, по 1-2 в пазухах листьев, чашечка образует короткую трубочку. Венчик бледно-желтый, длиной 15 мм. Плод – боб, 7-12 см длиной с сильно вытянутым носиком, содержит до 15 желто-коричневых многогранных ромбовидной или почти кубической формы семян. Семена в зрелом состоянии буровато-желтые, продолговатые, длиной до 5 мм и шириной около 2 мм, твердые. На узкой стороне семени находится рубчик, от которого тянется складка, внедряющаяся между семядолями и согнутым корешком [5, 10].

3.  Ареал обитания и районы культуры

Пажитник сенной распространен  в европейской части России, на Кавказе, в Средней Азии, на Дальнем  Востоке и в Приморье. Растет вдоль  дорог, на полянах, в кустарниках, по сорным местам и на пустырях, в целинной степи со средним или изреженным травостоем. Используют как кормовую культуру для крупного рогатого скота, а также как инсектицид против моли. Является хорошим медоносом. Культивируют в Грузии, на Украине и в Латвии.

 На территории Беларуси в  Горецкой сельскохозяйственной  академии проводится изучение  перспективных для условий Беларуси  сортов пажитника греческого. С  2006 года сорт пажитника греческого Ovari 4 успешно выращивается в ГНУ  «Центральный ботанический сад НАН Беларуси» [9].

 Начаты работы по  исследованию особенностей роста  и развития культуры, оценке продуктивности  различных сортов пажитника с  последующей разработкой практических  рекомендаций по технологии возделывания  данной культуры для хозяйственного  и фармакологического использования [4].

4.  Рациональные приемы сбора сырья

Лекарственным сырьем служат семена. Заготавливают их осенью, в сентябре.

Были проведены исследования влияния различных факторов, в  частности минеральной подкормки  растений, на продукцию семян и  содержащихся в них сапогенинов. Нитрогенизация оказала положительное влияние на содержание стероидных гликозидов и выход суммы диосгенина и тигогенина с урожаем, а также на содержание азота в семенах и сбор белка. В полевых опытах содержание стероидных гликозидов составляло 114%, а выход суммы диосгенина и тигогенина 193% по сравнению с контролем.

В вегетационных опытах высокий  эффект получается от сочетания повышенных норм азота, использования нитрагина  и кобальта. При этом урожай семян  составлял 328%, выход суммы диосгенина и  тигогенина 402%,а сбор белка 463% по сравнению с контролем [4].

5. Первичная обработка, сушка и хранение

Сушат в сушилках при температуре 40-60°С. Хранят в матерчатых мешках 2-3 года [6].

6. Химический состав

Семена пажитника сенного  содержат: небольшие количества алкалоида тригонеллина (0,3%), никотиновую кислоту (витамина РР) - 3,5-18 мг%, рутин, стероидные сапонины и фитостерины, флавоноиды, слизистые (до 30%) и горькие вещества, немного эфирного масла (0,3%), около 6% жирного масла, белки, танины, витамины, фосфор, железо, мышьяк. Из суммы стероидов выделены диосгенин, ямогенин, гитогенин, тигогенин и гликозиды диосцин и ямосцин, из фитостеринов – фитостерин [7].

Основные биологически активные вещества пажитника сенного сведены  в таблицы 1 и 2 [9].

Таблица 1. Биологически активные соединения пажитника греческого.

Таблица 2. Химический состав свежих листьев и семян пажитника  греческого (на 100 г сырого веса) [9].

6.1. Стероидные сапонины.

Пажитник сенной является сырьем для получения диосгенина. Сумма гликозидов генинов в семенах  составляет 7,3%. При гидролизе образуется смесь генинов. Фракция монооксигенинов  при последовательном ферментативном гидролизе составляет 0,27% от веса семян, из них 80-85% диосгенина с ямогенином, 15-20% неотигогенина с тигогенином.

При непосредственном гидролизе  НCl 2н. выход генинов 0,44% [1].

Изучение углеводной части  стероидных сапонинов показало преобладающее  присутствие глюкозы, рамнозы, связанных  α -1,4-гликозидными связями [2].

R = Rha

R’ = H, CH₃

Рисунок 3. Общая формула прогенинов (стероидных гликозидов) семян Trigonella foenum-graecum.

Рисунок 4. Ненасыщенные стероиды семян Trigonella foenum-graecum.

R’ = H, R” = Me  - диосгенин

R’ = Me, R” = H  - ямогенин

Рисунок 5. Насыщенные стероиды семян Trigonella foenum-graecum.

R  R’  R”

OH  H  Me гитогенин

H  H  Me тигогенин

OH  Me  H неогитогенин

H  Me  H неотигогенин

Продукция сапогенинов в  семенах пажитника сенного не коррелирует с массой семян, числом семян и длиной бобов [3]. Но применение микроэлемента кобальта при предпосевной и внекорневой обработке положительно влияло на рост растений и содержание стероидных  гликозидов. Высокая эффективность кобальта на урожайность семян, выход сапогенинов и сбор белка отмечается на фоне нитрагина и высоких доз азотных удобрений [4].

6.2.  Галактоманнаны.

Галактоманнаны — группа гетерополисахаридов, молекулы которых состоят из остатков галактозы и маннозы в разных соотношениях, при этом манноза образует скелет с присоединенными боковыми остатками галактозы (рисунок 6). По назначению представляют собой запасные углеводы, составляющие основную часть эндосперма семян некоторых растений семейства бобовых.

Галактоманнаны пажитника  греческого состоят из галактозы  и маннозы в соотношении 1:1, что  обуславливает гидрофильность молекулы вследствие большого содержания гидроксильных  групп, образующих водородные связи. Таким образом, вода удерживается внутри полисахаридного матрикса.

Галактоманнаны широко применяются  в пищевой промышленности как  стабилизаторы, загустители и желирующие агенты (список пищевых добавок E400-E499) в производстве майонеза, соусов, молочных продуктов, мороженого, желе, мясных изделий, в хлебопечении, кондитерском производстве. Поскольку организм человека не содержит пищеварительных соков и кишечных культур, разлагающих галактоманнаны, они выводятся из кишечника в неизменном виде, тем самым, оказывая диетическое действие («углеводные пищевые волокна») [9].

Рисунок 6. Структурная формула галактоманнана.

6.3.  4-гидроксиизолейцин.

4-гидроксиизолейцин –  свободная аминокислота, обладающая  инсулинотропным и антидиабетическим свойствами. В семенах пажитника она составляет примерно 80% от общего количества свободных аминокислот (рисунок 7). По мнению ученых, за процесс гидроксилирования изолейцина в 4-гидроксиизолейцин в растительных тканях отвечает цитохром Р450. Аминокислота присутствует в виде двух диастереоизомеров. Мажорный изомер обладает 2S, 3R, 4S конфигурацией и составляет примерно 90% от общего количества 4-гидроксиизолейцина пажитника греческого, минорный - 2R, 3R, 4S конфигурацией. Как показали исследования, мажорный изомер обладает антидиабетическим эффектом, регулируя секрецию инсулина поджелудочной железой.

Рисунок 7. Структурная формула 4-гидроксиизолейцина.

7. Подлинность и доброкачественность

Как лекарственное растение Trigonella foenum-graecum L. включено в ряд европейских и других фармакопей. По литературным данным, в семенах данной культуры содержится 45-60% углеводов (в основном, галактоманнаны), 6-10% липидов, 20-30% белков (богатые метионином, аргинином, аланином, глицином, но бедные лизином), 5-6% стероидных сапонинов, 2-3% алкалоидов, 4-гидроксиизолейцин, а также эфирные масла, витамины А, С, В, Р, каротины, минеральные вещества и др.

В государственной фармакопее РБ нет статьи на пажитник сенной. Для  определения подлинности и доброкачественности сырья можно использовать Британскую фармакопею. Том IV BP (British Pharmacopoeia) 2009 дает следующие данные [14]:

Идентификация:

А. Твердые сплюснутые семена коричневого или красновато-коричневого  цвета  и более или менее ромбовидной формы с закругленными уголками. В длину 3-5 мм, в ширину 2-3 мм и 1,5-2 мм толщиной. Наиболее широкая поверхность семени имеет желобок, разделяющий семя на 2 неравные части. Меньшая часть содержит корешок, большая – семядоли.

В. Измельченное сырье. Желтовато  коричневый порошок. Исследуют под  микроскопом с помощью раствора хлоралгидрата. Порошок характеризуется следующими диагностическими признаками: фрагменты семенной кожуры в разрезанном виде с тонкой оболочкой, покрытой бокаловидными эпидермальными клетками, с подлежащей гиподермой с большими клетками, ограниченными сверху и суженными в средней части, с четковидными утолщениями радиальных  стенок; желтовато-коричневые фрагменты эпидермиса в поверхностном слое, состоящие из мелких, многоугольных клеток с тонкими и выемчатыми стенками, часто связанными с гиподермальными клетками, кольцевидные по контурам с тонкими, почти четковидными стенками. Фрагменты гиподермы просматриваются снизу, состоят из многоугольных клеток, четковидные утолщения которых вытянуты вдоль верхних и нижних стенок; паренхима семенной кожуры с продолговатыми, прямоугольными клетками со слегка утолщенными четковидными стенками; фрагменты эндосперма с неравномерно утолщенными, иногда продолговатыми клетками, содержащими слизь.

С. Тонкослойная хроматография. 1,0 г измельченного материала  помещают в 25мл-коническую колбу и  добавляют 5,0 мл метанола. Нагревают  на водяной бане при 65°С в течение 5 минут. Охлаждают и фильтруют.

Раствор сравнения. Растворяют 3,0 тригонеллина гидрохлорида в 1,0 мл метанола.

Пластинка силикагелевая.

Подвижная фаза – вода : метанол= 30:70. Наносят 20мкл исследуемого раствора и 10 мкл раствора сравнения на пластинку в виде полоски. Хроматографируют до длины пробега растворителя 10см. Высушивают на воздухе.

Детекция А. Просматривают в ультрафиолете при длине волны 254 нм.

 Результат А. Хроматограмма, полученная с помощью исследуемого раствора,  в нижней части имеет зону тушения, идентичную таковой для раствора сравнения.

Детекция В. Опрыскивают раствором калия иодвисмутата.

Результат В. Хроматограмма, полученная с помощью исследуемого раствора, имеет интенсивную красно-оранжевую зону, идентичную по окраске и расположению такой же зоне на хроматограмме, полученной с помощью раствора сравнения. Также дает в верхней части пластинки широкую светлую коричневато-желтую зону (триглицериды).

Испытания

Потеря в массе при  высушивании. Максимально 12,0%, определяют, высушивая 1,0000г измельченного сырья  в печи при 105°С в течение 2 часов.

Общая зола

Минимально 5,0%

Коэффициент набухания

Минимально 6, в зависимости  от степени измельченности сырья [14].

8. Медицинское применение

Во Франции, Польше, Испании  пажитник сенной использовался в  медицинских целях с начала ХХ века. Его применяли в виде жидкого  экстракта, сухого экстракта, также  в виде лечебных чаев для лечения  заболеваний ЖКТ, в качестве улучшающего  аппетит, легкого мягчительного  средства; настойки применялись для  лечения воспалительных процессов  кожи. В настоящее время пажитник активно исследуется в клинических  испытаниях.

В 2006 г. были проведены испытания  на мышах, крысах и собаках для подтверждения гипохолестеролемической активности препаратов пажитника сенного, также токсические и летальные дозы, тератогенный и мутагенный эффекты [9].

В 2009г. в исследованиях  на здоровых добровольцах было отмечено избирательное уменьшение спонтанного  расхода жиров. Затем в течение 24 недель методом двойного слепого  контроля были проведены исследования действия водно-спиртовой настойки пажитника сенного на уровень глюкозы в крови, инсулина в плазме и липидный состав крови. Также были проведены исследования на лицах, больных диабетом II типа, пожилых людях и детях. Результаты показали эффективность использования пажитника для снижения уровня глюкозы и стабилизации состояния при инсулиннезависимом диабете [13].

1. Антидиабетические свойства пажитника греческого.

Количество людей, страдающих сахарным диабетом, быстро увеличивается  во всем мире. Сахарный диабет бывает двух типов: диабет типа I (или инсулин-зависимый) и диабет типа II (инсулин-независимый). Препараты, изготовленные из пажитника греческого, с успехом используются для поддержки при лечении диабета типа II. Это обусловлено системным действием биологически активных веществ пажитника греческого.

Как было доказано многочисленными  исследованиями, соблюдение больными диеты, богатой растительными волокнами  снижает уровень глюкозы в  крови. Растворимые пищевые волокна (такие как гуаровая камедь, бетаглюкан и галактоманнаны) более эффективны в лечении диабета, чем нерастворимые (целлюлоза и гемицеллюлоза). Исследования, проводимые с участием людей, показали, что пажитник греческий уменьшает уровень глюкозы в крови после приема пищи как у людей, страдающих сахарным диабетом, так и у здоровых людей. Галактоманнаны, полученные из целых и обезжиренных семян пажитника, уменьшали уровень глюкозы параллельно с сокращением ответа инсулина после принятия пищи; напротив, семена, лишенные галактоманнанов, не влияли на гликемический ответ. Эффект уменьшения уровня глюкозы после принятия пищи наблюдался у пациентов, страдающих инсулин-независимым диабетом, когда 15 г молотых семян пажитника греческого были добавлены в ежедневный рацион питания. Учеными было проведено исследование: двум группам людей (по 30 человек), страдающим инсулин-независимым диабетом, была предписана диета (белки : жиры : углеводы = 20:20:60) в течение 24 недель. Одна группа людей соблюдала предписанную диету и употребляла порошок семян пажитника греческого (25 г в день), вторая группа порошок не употребляла. Результаты этого исследования показали, что диета, которая в своем составе содержала семена пажитника, эффективно уменьшала уровень глюкозы в крови.

Механизмы, посредством которых  диетические пищевые волокна  приводят к улучшению гомеостаза глюкозы у людей, страдающих диабетом, возможно, связаны с присоединением молекул сахара к галактоманнанам, и дальнейшим уменьшением их всасывания в желудочно-кишечном тракте, сопровождаемое снижением уровня глюкозы в крови и изменением секреции инсулина. Помимо гликемического контроля, такая диета позволяет предотвратить осложнения, вызванные сахарным диабетом, в частности сердечно-сосудистые заболевания.

Гликемический эффект пажитника  греческого обуславливается не только галактоманнанами, но и свободной аминокислотой - 4-гидроксиизолейцином, присутствующей в большом количестве в семенах пажитника греческого. Исследования, проводимые на животных, показали, что 4-гидроксиизолейцин непосредственно вызывает стимуляцию бета клеток поджелудочной железы. Таким образом, белковая фракция пажитника греческого содержит биологически активные компоненты, которые могут быть использованы как для профилактики, так и для лечения диабета [9].