Ламинараны (ламинарины)
Ламинараны (ламинарины) - запасные полисахариды водорослей. Наиболее известны ламинараны бурых водорослей (Laminaria, Fucus), построенные из остатков D-глюкопиранозы, соединенных в линейные цепи в-1>3-связями. Наряду с линейными ламинараны могут содержать слаборазветвленные молекулы (1-3 точки ветвления), причем боковые цепи присоединяются связями в-1>6; изредка эти связи содержатся и в линейных цепях. До 75% молекул могут быть присоединены связью в-1>1 к остатку D-маннита (М-цепи), остальные оканчиваются остатком глюкозы со свободным гликозидным центром (G-цепи). Средняя молекулярная масса ламинаранов - 3000 - 3500.
Структурный участок ламинарана
Ламинараны из разных видов водорослей различаются степенью разветвления молекул, содержанием маннита, числом и взаимным расположением 1>6-связей, величиной молекулярной массы. Кроме бурых водорослей, присутствие ламинаранов установлено в диатомовых (хризоламинаран, лейкозин), зеленых и эвгленовых (парамилон) водорослях. Общее содержание ламинаранов в водорослях может достигать 35% от сухой массы.[8]
Ламинараны - бесцветные аморфные вещества без запаха и вкуса; не растворяются в органических растворителях, легко растворяются в горячей воде; в холодной воде растворяются только разветвленные или обогащенные в-1>6-связями в линейных цепях ламинараны ("растворимые"). Обычный источник "растворимого" ламинарана -Laminaria digitata, "нерастворимого" - Laminaria hyperborea.
При получении маннита и альгиновых кислот из бурых водорослей сопутствующие им ламинараны можно использовать как источник глюкозы. Сульфатированные ламинараны - антикоагулянты крови гепариноподобного действия; наибольшей активностью обладают препараты с высоким содержанием сульфатных групп. Некоторые производные ламинаранов проявляют антилипидемическую активность.
Фукоиданы (фукоидины)
Фукоиданы (фукоидины) - сложные сульфатированные полисахариды, главным моносахаридным остатком которых является L-фукоза. [1]
Структурная формула L-фукозы
Фукоиданы содержатся в клеточных стенках и межклеточных пространстве бурых водорослей, их содержание может достигать 25 - 30% сухого веса. Наиболее богаты фукоиданами Saundersella simplex, Chordaria flagelliformis, Chordaria gracilis, Dictyosiphon foeniculaceus, Fucus evanescens. Несмотря на то, что фукоиданы были открыты достаточно давно, далеко не все их структурные особенности выяснены с достаточной определенностью. В настоящее время установлено, что большинство известных фукоиданов можно отнести к двум структурным типам: первый тип содержит в основной цепи б-1>3-, второй тип -- чередующиеся б-1>3- и б-1>4-связанные остатки фукозы. Разветвления присоединены в положении С2, а сульфатные группы могут находиться при С4 остатка фукозы. Выделены фукоиданы, в которых сульфатные группы расположены при С2, а также при С2 и С4. Кроме того, известны фукоиданы, в которых остатки фукозы не только сульфатированы, но и ацетилированы. Фукоиданы проявляют важные биологические эффекты, связанные с их способностью модифицировать свойства поверхности клеток.
В литературе имеются сообщения об антикоагулянтных, антиадгезивных, антиангиогенных, антилипидемических, противоопухолевых, иммуномодулирующих, антибактериальных, антивирусных, противовоспалительных, контрацептивных и других свойствах фукоиданов.
Выраженность антикоагулянтного и липидемического действия связывают со степенью сульфатированности фукоиданов (прямая зависимость: чем более сульфатирован фукоидан, тем выше его активность). Необходимо также отметить, что просветляющее действие на липемическую плазму экспериментальных животных они оказывают как при внутрисосудистом, так и при внутримышечном, подкожном и интраперитонеальном введении.
Что же касается противосвертывающего эффекта, то он реализуется через два механизма. Первый механизм - прямое ингибирование активности факторов VII, XI, XII свертывания крови, второй основан на гепариноподобном ингибировании свертывающих факторов посредством активации специфического эндогенного ингибитора - антитромбина-III (АТ-III). Фукоиданы, действующие по первому механизму, могут применяться при антикоагулянтной терапии у больных с врожденным или приобретенным дефицитом антитромбина АТ III, когда гепарин не эффективен.
Структура фукоидана Laminaria saccharina
Действие фукоидана
· Индуцирует апоптоз
· Обладает противоопухолевой активностью
· Проявляет иммуностимулирующую активность
· Влияет на снижение веса
· Обладает действием по снижению артериального давления
· Обладает гипогликемической активностью
Противоопухолевая активность фукоидана
Научные данные показали, что фукоидан вызывает апоптоз (гибель) раковых клеток, как самой опухоли, так и метастазов. К сожалению, механизм уничтожения раковых клеток до конца не изучен.
На сегодняшний день достоверно доказано, что фукоидан действует на клетки:
· рака крови (лейкемии)
· рака кожи (меланома)
· рака матки
· рака кишечника
· рака молочной железы
· рака желудка
Заключение
Различные представители этого класса органических соединений оказывают антикоагулянтное, антиадгезивное, антиангиогенное, противоопухолевое, иммуномодулирующее, противовирусное, противовоспалительное, контрацептивное действие.
Данный раздел фармакогнозии, несомненно, является перспективным и актуальным для изучения, и в дальнейшем спектр применения полисахаридов водорослей будет только расширяться. Поэтому становится ясной необходимость углубления уже имеющихся знаний, а также проведения соответствующих научных исследований в данной области, таких как установление структуры полисахаридов, связи между структурой полисахаридов и их биологической активностью, совершенствование методов выделения полисахаридов из сырья с повышением выхода продукта, поиск новых источников полисахаридов.
Литература:
1. Фармакогнозия. Лекарственное сырьё растительного и животного происхождения: учебное пособие/ под ред. Яковлева Г.П. - 2-е изд., испр. и доп. - СПб.: СпецЛит, 2010. - 863 с.
2. Муравьева Д.А, Самылина А.И, Яковлев Г.П. Фармакогнозия: Учебник - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, 656 с.
3. Козицкая В.Н., Сиренко Л.А. Биологически активные вещества водорослей и качество воды - Киев: Наукова Думка, 1988, 256 с.
4. Мурманская область - 2004 (Презентационный диск)
5. Бемиллер Дж.Н. Методы химии углеводов, пер. с англ. - М.. 1967, с. 314
6. Cборник: Прогресс химии углеводов, Усов А.И., М. 1985, с. 77-96
7. Хауг А. Методы химии углеводов, пер. с англ. - М.. 1967, с. 317-321
8. Блэк В.А.П. в кн.: Методы химии углеводов, М., 1967, с. 371-73
9. Percival Е.К., McDowell R. H., Chemistry and enzymology of marine algal polysaccharides, N.Y.-L, 1967
10. Усов А.И. Морские водоросли - источник необычных полисахаридов ioc.ac.ru
11. ЛР и ЛРС, содержащие полисахариды, витамины, жирные масла. Составители: Коренская И.М., Ивановская Н.П., Колосова О.А. Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2008
12. Муравьева Е.А. Комплексная технология получения экстрактивных БАВ из бурых водорослей Белого моря, Рыбпром №3 / 2010, с. 54 - 57
13. Бурая водоросль Laminaria saccharina (L.) Lam. как источник фукоидана, Усов А.И. Биоорганическая химия, 1998, том 24, №6, с. 437 - 445
14. ГОСТ 26185-84. Водоросли морские, травы морские и продукты их переработки. Методы анализа; Введ. с 01.01.85. - М.: Издательство стандартов, 1984. - 54 с.