тритерпены что это такое простыми словами
Тритерпеновые гликозиды (сапонины)
Кто из вас слышал термин тритерпеновые сапонины или гликозиды? С уверенностью можно сказать, что таковых единицы. А еще меньше людей могут объяснить значение данного термина.
Тритерпеновые сапонины достаточно широко распространены в растительном мире. Установлена их важная роль в регуляции жизнедеятельности растений, в частности, как стимуляторов роста и повышения стрессоустойчивости растений к неблагоприятным условиям
Установлена активность тритерпеновых гликозидов (ТГ) и в отношении целого ряда патогенных грибков, что дает определённые надежды для создания на их основе эффективных и безопасных препаратов. Так же получены обнадеживающие данные о гиполипидемической (снижение холестерина) активности ТГ, о возможности применения их в косметологии и в лечении ряда кожных заболеваний. Ограничением к использованию растительных ТГ служат сложности в выделении их из растений.
Голотурия – это необыкновенное животное, визуально напоминающее растение. Относят это животное к классу беспозвоночных, типу иглокожих. У этих морских обитателей множество названий – морской огурец, трепанг, морской женьшень.
Ареал распространения голотурий достаточно широк и включает практически все моря, за исключением Каспийского и Балтийского. Наиболее широко они представлены в тихоокеанском регионе, в частности в Охотском и Японском морях. Селиться голотурии могут как на мелководье, так и в глубоководных впадинах. Основным их убежищем являются коралловые рифы и поросшие растительностью каменистые грунты. Размеры голотурий весьма разнообразны; встречаться особи длинной от 0,5 см до нескольких метров. Окрас голотурий зависит от места их обитания.
Голотурии являются донными животными и хорошо себя чувствуют даже на очень большой глубине. Характерной особенностью голотуриях является высокая степень регенеративных возможностей. Так, из разрезанной на две половины особи могут образоваться два самостоятельных организма. Средняя продолжительность жизни голотуриях составляет 5-10 лет.
Наибольший интерес, в качестве источника ТГ, представляет трепанг дальневосточный и кукумария японская.
Из голотурий выделяют несколько видов ТГ, такие как: кукумариозид, кукумариозид А2-2, фрондозид А и голотоксин А1. В ряде работ было показано выраженное иммуномодулирующее действие данных субстанций на организм млекопитающих.
Так же был выполнен целый ряд работ, доказывающих важность ТГ для организма человека благодаря фунгицидным, антимикробным действиям, способностью снижать артериальное давление, иммуномодулирующей и радипротективной активностью (Савватеева, 1984; Савватеева, 1987; Калинин и др.,1994; Лебская и др., 1998а; Лебская и др., 1998б; Лебская и др., 2000б).
Такой представитель голотурий, как кукумария, является богатым источником каротиноидов, обладающих выраженными антиокислительными свойствами. По своему строению каротиноиды относятся к ТГ.
В настоящее время, ТГ из голотурий активно исследуются научным сообществом. Интерес к этим соединениям вызван разнообразной биологической активностью гликозидов голотурий. Для них установлено гемолитическое и ихтиотоксическое, антигрибковое и противоопухолевое действие, а в последние годы открыты иммуностимулируюпше и адыовантные свойства. В качестве иммуномодуляторов ТГ из кукумарий оказывают эффективное воздействие на формирование гуморального и клеточного иммунитета, то есть эффективны как в отношении вирусной, так и микробной и грибковой инфекций. Есть данные, демонстрирующие возможность ТГ оказывать противоопухолевое действие, что проявляется в угнетении опухолевого роста.
Заслуживают внимание и нормализующее влияние ТГ на эндокринную и сердечно-сосудистые системы, что особенно важно в условиях постоянного роста сердечно-сосудистой патологии и диабета 2 типа, принявших в настоящее время характер пандемии.
И, конечно, нельзя не сказать о выраженном влиянии ТГ на адаптогенные и репродуктивные способности человеческого организма. При этом стимулирующее действие ТГ не ведет к истощению биологических резервов организма, а, наоборот, является источником их пополнения.
Что же касается нормализующего действия ТГ на показатели мужского здоровья, то оно непосредственно связано как с нормализацией обменных процессов, улучшение состояния кровеносных сосудов и антистрессорным эффектами, что в совокупности обеспечивает физиологическое восстановление, не вызывая при этом опасных сосудистых реакций, свойственных ряду лекарственных препаратов.
С учетом вышеизложенных возможностей благотворного влияния ТГ на организм человека, важно остановиться на источниках их получения. Не секрет, что трепанг и кукумария в свежем виде практически недоступны для жителей средней полосы и всех тех, кто не живет на побережье, возможностью из получения являются биоактивные добавки, созданные на основе трепанга и кукумарии и сохраняющие их природные свойства.
В настоящее время в России продукция на основе гидробионтов, представлена компанией «ФармОушен лаб.», расположенной в г. Партизанск Приморского края, работающего на сырье, добываемом в экологически чистых регионах Охотского и Японских морей.
Терпены: какие бывают и какое влияние они оказывают на здоровье?
Терпены – это ароматические биологически активные вещества растений. Они могут представлять большую пользу для здоровья человека. Например, многие из терпенов оказывают противовирусный, противогрибковый, антибактериальный, антисептический и противоотечный эффект.
Терпены – это ароматические соединения, содержащиеся во многих растениях, хотя многие люди обычно связывают их с каннабисом, потому что растения каннабиса содержат их в высоких концентрациях. Далее в статье вы узнаете какие бывают терпены и какое влияние они оказывают на ваше здоровье.
Что такое терпены?
Некоторые терпены играют защитную роль в растении, помогая ему оправиться от повреждений; другие действуют как часть иммунной системы растения, подавляя инфекции.
Терпены – самый большой одиночный класс соединений, обнаруженных в эфирных маслах, также называемых изопреноидами. Терпены состоят из молекул изопрена. Строительный блок представляет собой пятиуглеродный изопреновый блок. Терпеновые углеводороды имеют молекулярную формулу (C5H8)n; где n диктует количество количество вовлеченных единиц.
Каждая молекула изопрена (иногда называемая изопреновой единицей) содержит пять атомов углерода с двойными связями. Простейшие терпены – это монотерпены, содержащие две молекулы изопрена. Сесквитерпены имеют три молекулы изопрена, а дитерпены – четыре.
Терпены можно подразделить на группы ациклические или циклические, которые указывают на их структуру. Ациклические терпены линейны, как и монотерпен β-мирцен. Циклические терпены образуют кольцо, подобное монотерпеновому р-цимену. Моноциклические, бициклические и трициклические монотерпены (то есть одно, два или три неароматических кольца) встречаются в эфирных маслах.
Терпеноиды
Терпены содержат менее пяти единиц исходных углеродных скелетов и могут быть сгруппированы в первые три из следующего списка:
Терпеноиды, также называемые изопреноидами, имеют более пяти единиц изопрена и представляют собой большой и разнообразный класс природных молекул, сходных с терпенами, но часто с измененными углеродными скелетами (например, в тетрациклическом или пентациклическом) и насыщенных кислородом во многих отношениях по своей природе.
Влияют ли терпены на людей?
Многие терпены биологически активны, а это значит, что они могут воздействовать на организм. Этот эффект будет варьироваться в зависимости от концентрации самого терпена и того, как человек его использует.
Поскольку терпены производят яркие запахи, они составляют основу многих эфирных масел и являются неотъемлемой частью многих альтернативных методов лечения, таких как ароматерапия. Вдыхание ароматов некоторых растений и эфирных масел может повлиять на настроение человека и уровень стресса.
Существует множество медицинских исследований по изолированным терпенам, и некоторые из них могут даже найти свое применение в медицине. Исследования в области химико-биологических взаимодействий отмечают, что многие терпены продемонстрировали благотворное воздействие на организм и могут служить альтернативной медициной или даже терапией.
Типы некоторых терпенов
В то время как в природе существует много терпенов, ученые изучили лишь несколько из них. Вот несколько примеров более известных терпенов.
Лимонен
Лимонен – это обычный терпен, который большинство людей могут узнать по его запаху. Как следует из названия, лимонен придает кожуре фруктов, таких как лимоны и апельсины, цитрусовый запах. Лимонен представлен в двух формах: D-лимонен и L-лимонен. D-лимонен обладающий цитрусовым запахом, содержится до 90% в цитрусовом эфирном масле и до 6% в скипидаре из живицы сосны.
В исследованиях отмечается, что лимонен обладает следующими терапевтическими свойствами:
Отмечается, что D-лимонен снижает токсичность для печени от таких веществ, как фенацетин, парацетамол и кофеин. Лимонен, по-видимому, модулирует поведение некоторых иммунных клеток и цитокинов, что может защитить организм от целого ряда проблем. Лимонен считается безопасным для людей, которые принимают его в качестве добавки.
Пинен
Пинен – еще один природный терпен. Существует две формы пинена: а-пинен и b-пинен. Пинен дает свежий, яркий аромат многих растений, в том числе сосновой хвои, розмарина и базилика. Пинен также обладает некоторыми терапевтическими свойствами. Сообщалось о широком спектре лечебных свойств пинена, включая модуляцию устойчивости к антибиотикам, антикоагулянтное, противоопухолевое, противомикробное, противомалярийное, антиоксидантное, противовоспалительное и обезболивающее действие.
Ширин-Йоку (Shinrin-yoku), что означает “лесное купание”, – это японская терапия, которая включает в себя неспешные прогулки в лесу, впитывание атмосферы и наслаждение ароматом. Ширин-Йоку может оказывать профилактическое и восстановительное воздействие на психику и физиологию человека.
Одно исследование сравнило эффект пешего туризма в лесах с городскими прогулками и обнаружило, что “лесные купания” (даже просмотр изображений лесов!) значительно снижает у людей кровяное давление, частоту пульса и выброс гормона стресса кортизола по сравнению с аналогичными прогулками в городе.
Исследование в Acta Salus Vitae отмечает, что количество пинена в воздухе здорового леса достаточно для лечебного воздействия. Пинен действует как бронходилататор, позволяя большему количеству воздуха проникать в легкие. Он также обладает противовоспалительным действием и может бороться с некоторыми инфекционными микроорганизмами во вдыхаемом воздухе.
Перечень некоторых заболеваний и состояний организма, где пинен показал себя с положительной стороны, как терапевтическое или снижающее риск средство:
Мирцен (myrcene)
Мирцен – сильный антиоксидант. Одно исследование на мышах показало, что мирцен может помочь защитить мозг от окислительного повреждения после инсульта.
Другое исследование на мышах показало, что мирцен оказывает аналогичное защитное действие на сердечную ткань. Исследователи отмечают, что мирцен может быть полезным альтернативным средством лечения после ишемического инсульта.
Однако важно иметь в виду, что в этих исследованиях использовались очень высокие концентрации мирцена, вплоть до 200 миллиграммов (мг) на килограмм (кг) (мг/кг) веса.
Еще в одном исследовании на клеточной модели остеоартрита было отмечено, что мирцен, по-видимому, оказывает противовоспалительное действие и может предотвращать разрушение некоторых клеток хряща. Это может сделать его полезным против остеоартроза.
Бета-кариофиллен (beta-caryophyllene)
Бета-кариофиллен (beta-caryophyllene) содержится во многих травах и овощах, таких как гвоздика и черный перец. Как и другие терпены, бета-кариофиллен может оказывать противовоспалительное действие на организм, что может снизить уровень боли у некоторых людей.
В одном исследовании на животных, бета-кариофиллен уменьшил боль от воспаления и болезненность нерва. Другие исследования показали, что противовоспалительный и обезболивающий эффект бета-кариофиллена может быть полезен для лечения длительной хронической боли, поскольку организм не проявляет признаков развития толерантности к этим эффектам.
Гумулен (humulene)
Гумулен (humulene) является ключевым компонентом растения – хмеля. Другие растения, такие как гвоздика и имбирь, также содержат его.
Одно из исследований в области фармакологии отмечает, что терпены, включая гумулен, могут иметь потенциал в предотвращении аллергических реакций и астмы. В животных моделях гумулен уменьшал аллергическое воспаление в дыхательных путях. Это может сделать его полезным соединением для естественного лечения астмы в будущем.
Другое исследование в области пищевой и химической токсикологии показало, что гумулен может также оказывать защитное действие на некоторые клетки. Этот защитный эффект может снизить риск рака. Однако это только предварительные данные, и ученые должны продолжать изучать эффекты гумулена, чтобы подтвердить эти утверждения.
Линалоол (linalool)
Линалоол (Linalool) – терпен, который наиболее распространен в лаванде и придает цветку его богатый аромат. Линалоол является одним из наиболее важных соединений в ароматерапии и отвечает за успокаивающий эффект, который многие люди получают, когда вдыхают запах лаванды или ее эфирного масла.
Исследование в области доставки лекарственных средств отмечает, что линалоол может влиять на организм различными способами из-за целого ряда свойств, включая:
Оцимен (ocimene)
Оцимен (ocimene) – терпен, присутствующий в различных фруктах и растениях, включая петрушку, базилик, манго, кумкваты и орхидеи.
Оцимен известен своими привлекательными, травяными и древесными ароматами. Эти сильные ароматы присутствуют во многих духах, и они помогают растениям защищаться от насекомых. Оцимен способен отгонять тлю от растений, что может объяснить, почему комары не приближаются к цветам, содержащим цитрусовые масла, в которых много оцимена.
Медицинская польза оцимена может включать противовирусные, противогрибковые, антибактериальные, антисептические и противоотечные эффекты. Но пока эти возможности полностью не доказаны.
Валансен (valencene)
Валансен (valencene)- терпен который является ароматическим компонентом цитрусовых фруктов и цитрусовых отдушек. Его получают из апельсинов. Он является предшественником нуткатона, основного компонента аромата и вкуса грейпфрута.
Тритерпеновые гликозиды
Тритерпеновые гликозиды (сапонины) – органические соединения, содержащиеся в растениях семейств Астровые, Яснотковые, Бобовые и др. Широко применяются в нетрадиционной медицине, фармацевтике, косметологии, производстве пищевых продуктов и в легкой промышленности. Гликозиды данной группы повышают иммунитет и помогают организму противостоять широкому кругу неблагоприятных факторов. Употребление гликозидосодержащих продуктов положительно сказывается на физической работоспособности и интеллектуальных способностях.
Действие на организм
Тритерпеноиды повышают устойчивость организма к негативным внешним факторам: гипоксии, высоким и низким температурам, инфекциям и токсинам. Тритерпеновые сапонины индуцируют продукцию интерферона и усиливают иммунитет, поэтому полезны при простудных и острых респираторных заболеваниях.
Потребление биодобавок и фитоэкстрактов с высоким содержанием тритерпеновых гликозидов положительно сказывается на физической и умственной продуктивности. Тритерпеноиды показаны к приему при хроническом переутомлении, сильных стрессах, послеоперационной реабилитации и т.д.
Тритерпеноиды токсично воздействуют на кровь, поэтому их принимают исключительно внутрь. Вещества практически не всасываются в пищевом тракте, но повышают активность сердечных гликозидов и других веществ, а также оказывают следующее действие:
Снимают все виды воспалительных процессов.
Оказывают антигистаминное действие.
Повышают уровень гемоглобина в крови.
Регулируют водно-солевой обмен.
Нормализуют повышенное артериальное давление.
Снижают уровень тревожности и стресса.
Усиливают секрецию бронхиальных желез, разжижают мокроту.
Укрепляют стенки капилляров, повышают тонус вен.
Какие продукты содержат вещество
тритерпеновые гликозиды встречаются в растительном мире намного чаще, чем стероидные. Особенно высокая концентрация этих веществ отмечена в растениях семейств Синюховые, Розоцветные, Бобовые и Гвоздичные. Содержание сапонинов может колебаться от незначительных чисел и вплоть до 30%, как, например, в мыльном корне. Вещества накапливаются в различных частях растения: в корне (солодка, мыльный корень), в траве (мыльнянка, астрагал), в листьях (наперстянка), в цветках (коровяк скипетровидный) или в семенах (конский каштан).
В компании “Экстракт Маркет” представлен широкий выбор фитоэкстрактов с высоким содержанием тритерпеновых гликозидов:
Побочное действие
Применение препаратов с тритерпеноидами должно быть согласовано с лечащими врачом. Вещества обладают высокой биологической активностью и при неправильном применении могут нанести вред организму. Абсолютные противопоказания – беременность, грудное вскармливание и ранний детский возраст.
Терпены: что это такое и в чем их польза
Терпены – это класс природных углеводородов, которые содержатся в растениях и животных. Они образуются из изопреновых единиц, которые состоят из 5 атомов углерода, прикрепленных к 8 атомам водорода.
Терпены растений и животных
Биологическое образование терпенов происходит, когда две молекулы уксусной кислоты (CH3COOH) объединяются с образованием мевалоновой кислоты (C6H12O4), которая затем превращается в изопентенилпирофосфат. Он содержит изопреновый скелет с 5 атомами углерода, дальнейшее превращение которого дает истинные терпены.
Изопреноиды встречаются в эфирных маслах, а также в живицах и латексах различных кустарников и деревьев. Эти соединения влияют на рост растений и являются причиной появления желтых, красных и оранжевых пигментов.
У животных изопреноиды встречаются в виде воска или маслянистых веществ, таких как шерстяной воск, печеночное масло рыбы, а также желтый пигмент в бабочках и пр.
Зачем растениям и животным нужны терпены
Цель производства сесквитерпенов и монотерпенов в растениях еще предстоит установить. Однако предполагается, что эти соединения помогают привлекать одних животных (насекомых) и отталкивать других.
Растения. Они вырабатывают изопреновые соединения, схожие с гормонами, участвующими в росте насекомых, которые питаются этими растениями. Таким образом останавливается развитие насекомого и растение получает выгоду.
Животные. Пигменты являются источником витамина А, который участвует в росте и важен для зрения, развития нервной системы и репродуктивной функции. Витамин К, необходимый для свертывания крови, и витамин Е, необходимый для размножения, также являются частично терпеноидами. [R]
Насекомые. Некоторые терпеноидные вещества влияют на поведение во время спаривания и созревание, отмечают путь между источниками пищи и даже отталкивают хищников.
Структурные особенности терпенов
В 1887 году немецкий химик Отто Валах установил, что фундаментальная единица, состоящая из 5 атомов углерода, может быть соединена множеством различных способов, чтобы создать множество различных видов расположения атомов углерода в монотерпенах и сесквитерпенах. Его предложение — так называемое правило изопрена, которое помогло химикам-органикам разобраться в структурах еще более сложных соединений терпена.
Изопрен сам по себе является газообразным углеводородом (C5H8), который выделяется некоторыми растениями как естественный побочный продукт метаболизма растений. Наряду с метаном это самое летучее органическое соединение, присутствующее в атмосфере.
Изопреновый скелет с 5 атомами углерода описывает схему, в которой атомы углерода связаны и расположены в молекуле, без учета атомов других элементов и различий между множественными и одинарными связями. Это объясняется тем, что большая часть органических химических реакций обычно не разрывает связей между атомами углерода, то есть скелет углерода остается неизменным.
Классификация терпенов
Как применяют терпены
Большинство применений терпенов было обнаружено в древности, прежде всего, в качестве ингредиентов благовоний и парфюмерии, специй и ароматизаторов, лекарств и лаков.
Окаменевший терпеноид под названием «янтарь» ценился как драгоценный камень с доисторических времен. А центральные и южноамериканские индейцы широко использовали резину еще до испанского завоевания.
Современное применение терпенов довольно разнообразно. Скипидар широко используется в качестве растворителя. Отдельные его компоненты долгое время использовались в качестве сырья для определенных видов химической обработки.
Некоторые из продуктов, полученных из скипидара, включают ингредиенты для витамина А, парфюмерию, инсектициды, смазочные добавки, промышленные химикаты и смолы, используемые при производстве клеев.
Смола, которая обычно подвергается химической обработке, широко используется в производстве недорогого мыла и различных видов покрытий. Другие терпеноиды, такие как ментол, камфора, натуральный каучук и масло цитронеллы очень ценны в торговле и промышленности.
Как выделяют терпены
Разработан ряд процедур, позволяющих осуществлять процессы выделения терпеноида из его природных источников. Выбор методики в идеале зависит от ряда факторов, включая физико-химические свойства соединения, его обилие в источнике и распространение в природе.
Например, наиболее распространенные и летучие вещества, такие как скипидар, извлекаются путем перегонки канифольных кислот, олеорезинов и жирных кислот в талловом масле, которое является побочным продуктом процесса производства бумажной массы из сосновой древесины. Затем соединения разделяют фракционной перегонкой при низком давлении.
С другой стороны, чрезвычайно редкие нелетучие соединения выделяют с помощью процесса хроматографии, который представляет собой метод разделения различных компонентов смеси или раствора на основе адсорбции на колонке или слое подходящего материала.
Для выделения чувствительных к нагреву ингредиентов для изготовления парфюма из цветочных лепестков используется энфлюраж. Этот трудоемкий процесс включает в себя размещение лепестков в тонких слоях тщательно очищенного жира, где растворяются цветочные масла. Затем раствор промывают спиртом для восстановления цветочных масел.
Химическое выделение терпеноида следует классической схеме, которая имеет ступени с целью предоставления полного описания молекулы. Описание обычно включает в себя идентификацию различных видов и количество атомов, присутствующих в молекуле, расположение (3-D) атомов и химические связи, удерживающие атомы вместе. Операция, необходимая для проведения идентификации, включает в себя определение атомного состава, очистку и идентификацию присвоения структуры.
Заключение
Терпены – это бесконечно увлекательный уголок природы, который привлекает внимание ученых и химиков на протяжении сотен лет. По мере того, как проводится все больше исследований по этим соединениям, результаты оказываются не только положительными, но и совершенно чудесными.
Терпеноиды, эфирные масла. Пути биогенеза, классификация
» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>
Терпеноиды – это органические соединения, содержащие кислород, углеродный скелет которых образован из изопреновых звеньев. Терпеноиды обычно являются веществами растительного происхождения (ЛРС, содержащее терпеноиды), реже животного. Терпеноиды являются производными терпенов. В некоторых случаях их углеродный скелет образовывается из полиизопреновых структур с помощью перемещения или потери углеродного фрагмента, обычно метильной группы
Терпеноиды. Общая характеристика
В растительном и животном мире широко распространена группа веществ, известных под общим названием “терпены”. Впервые термин «терпен» появилось в XIX веке при изучении химического состава эфирного масла сосны – скипидара (от немецкого Terpentin – скипидар). Так был назван углеводород состава С10Н16, состоящий из двух молекул изопрена. В течение многих лет слово «терпен» связывали с ароматными летучими веществами, содержащимися в высших растениях. Однако по мере развития исследований в этой области, с открытием множества родственных соединений, в том числе и кислородсодержащих, с точки зрения химической номенклатуры окончание «ен» стало не пригодным и появился более общий термин “терпеноид”, что означает терпеноподобный. Это название имеет больше прав на существование, так как с одной стороны подчеркивает общее биогенетическое происхождение этой группы биологически активных веществ, а с другой – указывает неоднородность их химической структуры. В настоящее время используются оба термина, но правильнее словом «терпен» называть углеводороды, а терпеноидами – их производные: альдегиды, кислоты, спирты и т.д.
Наиболее точно определение терпенов дано Хааген-Смитом в 1948 г: « терпены … все соединения, которые имеют определенное архитектурное и химическое отношение к простой молекуле изопрена, т.е. С5Н8”: 
Таким образом, терпены – это обширный класс природных органических соединений с общей формулой (С5Н8)n, где n равно или больше 2-х. Исходя из этого все терпены классифицируются на:
В составе эфирных масел наиболее часто встречаются группа моно- и сесквитерпенов. Ди- и тритерпеноиды входят в состав нелетучих камедей и смол. Тритерпеноидное строение имеют агликоны сапонинов и сердечных гликозидов, тетратерпены входят в состав каротиноидов, политерпены – это каучук и гутта.
Терпеноиды. Пути биогенеза.
Хотя терпеноиды достаточно широко распространены в высших растениях, путь их биосинтеза пока еще изучен недостаточно. Это объясняется следующими причинами. Во-первых, только сравнительно недавно были установлены строение и абсолютная конфигурация основных представителей терпенов высших растений. Разумеется, нельзя изучить такую сложную проблему, как биосинтез каких-либо соединений, пока не будет известно их строение. Во-вторых, имеются большие трудности при выделении и очистке из сложной смеси различных соединений искомого компонента без изменения его химической структуры. В то же время при изучении биогенеза природных соединений необходимо, чтобы исследуемые производные по возможности соответствовали исходному строению с тем, чтобы можно было определить их место в цепи метаболизма. Однако начальные стадии биосинтеза терпенов выяснены полностью.
Еще в 1860 г. Бертоле установил определенную периодичность в строении молекул некоторых терпенов и определил так называемый принцип «изопренового правила”, который состоит в том, что молекулы этого ряда природных соединений построены из нескольких отдельных изопреноидных единиц. Однако фундаментальное значение «изопреновое правило» приобрело лишь после работы О. Валлаха (1914 г), который классифицировал известные тогда терпены, исходя из С5С8-единиц. О. Валлах показал, что моноциклические монотерпены могут быть построены (т.е. их формулы могут быть записаны на бумаге) в виде двух изопреновых единиц, замкнутых определенным образом в кольцо. Изопреновое правило О. Валлаха впоследствии развил Л. Ружечка (1953 г) – появилось биогенетическое правило Л. Ружечки, согласно которому молекулы изопрена могут конденсироваться «голова к хвосту» по ионному или радикальному механизму, образуя все известные моно-, сескви- и дитерпены. Для этого необходимо лишь одно условие – наличие «активного изопрена”. После работ Л. Ружечки в этом направлении появился целый ряд открытий. Так, в частности, Блохом и Линеном в 1958 г было установлено, что роль активного пятиуглеродного фрагмента выполняет изопентилпирофосфат, образующийся из ацетата через мевалоновую кислоту.
Биогенез простейших терпеноидов можно представить в виде следующей упрощенной схемы:
Гераниолпирофосфат является родоначальником большинства существующих монотерпенов. Последующее присоединение к гераниолпирофосфату изопентилпирофосфата (наращивание количества изопреновых звеньев) ведет к образованию фарнезилпирофосфата – родоначальника группы сескви-, ди- (при взаимодействии с еще одной молекулой изопентилпирофосфата) и тритерпенов, в образовании которых принимают участие две молекулы фарнезилпирофосфата.
Терпеноиды в эфирных маслах
Эфирные масла (Olea aetherea) – летучие жидкие смеси органических веществ, вырабатываемые растениями и обусловливающие их запах. За летучесть и способность перегоняться с водяным паром эти смеси называются эфирными, а за внешнее сходство с жирными маслами – маслами.
Основными компонентами, определяющими свойства эфирных масел, являются терпеноиды – монотерпеноиды, сесквитерпеноиды, ароматические терпеноиды, реже дитерпеноиды, а также соединения фенилпропановой структуры.
Из эфирных масел выделено более 1000 компонентов, представленных различными типами углеводородов, спиртами, кетонами, кислотами, сложными эфирами, лактонами и другими органическими соединениями.
Таким образом, эфирные масла представляют собой сложные многокомпонентные смеси биологически активных веществ, объединенных в общую группу по физическим признакам – летучести и маслообразной консистенции.
Распространение в растительном мире и роль эфирных масел в растениях.
Эфирномасличные растения встречаются почти в 90 семействах, их них около половины произрастает в тропической зоне, в субтропиках – около 10%, а в умеренной зоне – около 30%. В настоящее время известно около 3 000 эфирномасличных растений, из них активно используются в медицинской и хозяйственной практике около 130. Флора СНГ насчитывает около 1 000 видов растений, содержащих эфирные масла, из них используется около 40. Флора Сибири, по некоторым данным, насчитывает около 80 видов эфирномасличных растений. Наиболее богаты эфирными маслами семейства Asteraceae, Apiaceae, Lamiaceae и Pinaceae и др.
Эфирные масла в растениях находятся большей частью в свободном состоянии, реже – в форме гликозидов и освобождаются только в результате ферментативного расщепления последних.
Эфирные масла служат для защиты растений от болезней и вредителей (обладают антисептическим действием), способствуют опылению, осуществляют терморегуляцию, являются активными участниками обменных процессов.
Эфирные масла в живых тканях растений в одних случаях диффузно рассеяны по всем клеткам ткани в растворенном или эмульгированном состоянии в протоплазме или клеточном соке, в других – скапливаются в особых образованиях. Различают экзогенные и эндогенные выделительные образования.
Экзогенные образования развиваются в эпидермальной ткани и представляют собой железистые «пятна”, железистые волоски и железки.
Железистые пятна являются простейшими выделительными образованиями. Это мелкокапельные скопления эфирных масел, расположенные под кутикулой эпидермиса, вызывающие отслаивание (вздутие) кутикулы. Эфирное масло вырабатывается отдельными группами выделительных клеток – «пятнами”, разбросанными в эпидермальной ткани.
Железистые волоски являются выделительными образованиями, достигшими уже определенной специализации. Они состоят из одноклеточной или многоклеточной ножки и головки шаровидной или овальной формы, которая может представлять собой одну или несколько выделительных клеток.
Железки имеют разнообразное строение. Они обычно сидят на короткой ножке и имеют многоклеточную головку с различным количеством и расположением составляющих их выделительных клеток.
К эндогенным образованиям, которые развиваются в паренхимных тканях, относятся секреторные клетки, вместилища и ходы (канальца).
Секреторные клетки могут встречаться одиночно или же образуют отдельную ткань. Клеточные стенки таких клеток состоят из двух слоев: наружного, склонного к опробковению, и внутреннего – резиногенного, выделяющего эфирное масло.
Вместилища представляют собой круглые или овальные выделительные образования, встречающиеся в мезофилле листа, кожуре плодов цитрусовых, коре и древесине ряда растений. Вместилища образуются двояким путем: схизогенным и схизолизигенным. При схизогенном происхождении вследствие расхождения клеток образуется межклеточное пространство, в которое изливаются выделения прилегающих клеток и которое, таким образом, становится вместилищем эфирного масла. При схизолизигенном возникновении вместилища образовавшееся вначале межклеточное пространство далее расширяется и увеличивается в объеме благодаря лизису большего или меньшего количества клеток, при этом слой клеток, выстилающий поверхность вместилища, приобретает секреторные функции.
Если вместилища принимают вытянутую форму, то их называют канальцами или ходами. Они также могут образовываться как схизогенно, так и схизолизигенно.
Пути получения эфирных масел зависят от морфолого-анатомических особенностей сырья, количества и состава эфирного масла. Наиболее распространенный способ получения эфирного масла – перегонка с водяным паром. Используется в тех случаях, когда сырье содержит сравнительно много эфирного масла и температура перегонки не отражается на его качестве. Температура кипения отдельных компонентов эфирных масел колеблется от 140 до 350 о С, однако эти компоненты в присутствии водяного пара перегоняются при температуре ниже 100 о С.
Экстракция – основана на растворимости эфирного масла во многих легко летучих органических растворителях. Применяется в тех случаях, когда компоненты эфирных масел термолабильны и подвергаются деструкции при перегонке с водяным паром. При экстракции сырье, помещенное в специальные экстракторы, подвергают извлечению петролейным эфиром или другими органическими растворителями, а затем экстрагент отгоняют.
Анфлераж – основан на способности эфирного масла поглощаться сорбентами (твердыми жирами, активированным углем и т.д.). По окончании сорбции эфирное масло извлекают спиртом.
Механические способы преимущественно применяются при производстве эфирных масел из плодов цитрусовых путем прессования кожуры, оставшейся после отжатия из плодов сока, на гидравлических прессах.
Классификация эфирных масел. Ввиду огромного разнообразия химического состава эфирных масел их классификация довольно условна. В основе наиболее распространенно классификации лежит количество изопреновых звеньев, составляющих терпеноиды. В зависимости от этого эфирные масла делятся на содержащие монотерпены, сесквитерпены и ароматические терпены. Если речь идет о классификации эфирномасличного сырья, то в этом случае в основу положена структура наиболее ценной составной части эфирного масла, определяющей его фармакологическую или иную значимость.
Монотерпены в свою очередь подразделяются на:
1. Алифатические (ациклические) монотерпены. К ним относятся ненасыщенные соединения жирного ряда с тремя двойными связями: 
2. Моноциклические монотерпены. Они представляют собой циклические соединения с двумя двойными связями и являются преимущественно производными метилизопропилциклогексана (ментана):
Все природные моноциклические терпены соответствуют формуле С10Н16 и являются ментандиенами. Двойные связи могут быть или в кольце, или одна из них – в изопропильной группе.
3. Бициклические монотерпены. Представляют собой соединения с двумя конденсированными неароматическими кольцами и одной этиленовой связью. Характерной особенностью этих соединений является их способность к глубоким изменениям структуры. Бициклические монотерпены имеют общую формулу С10Н16, но отличаются положением малого цикла: 
Сесквитерпеновые соединения (С15Н24) также подразделяются на:
1. Алифатические (ациклические), которые можно рассматривать как ненасыщенные соединения жирного ряда с четырьмя двойными связями:
2. Моноциклические сесквитерпены – представляют собой соединения с одним замкнутым гидроароматическим кольцом и двумя двойными связями, одна из которых находится в кольце, другая – в алифатической цепи:
3. Бициклические сесквитерпены – соединения с двумя конденсированными неароматическими кольцами и двумя этиленовыми связями. В некоторых эфирных маслах моно- и бициклические сесквитерпены присутствуют одновременно, что свидетельствует об их биогенетической близости.
Особой группой среди бициклических сесквитерпенов являются производные азулена – высоконепредельного соединения с пятью двойными связями:
Ароматические терпены. Ароматические углеводороды в эфирных маслах встречаются достаточно редко, но широко представлены их кислородные соединения – спирты, фенолы и их эфиры, кетоны. Примерами могут служить тимол, карвакрол, анетол:
Физико-химические свойства эфирных масел. Эфирные масла в большинстве случаев бесцветные или желтоватые прозрачные жидкости. Встречаются масла, окрашенные растворенными в них пигментами: темно-коричневые – коричное масло, красные – тимьяновое, или синие – от присутствия азуленов – масло ромашки.
Эфирные масла обладают характерным специфическим запахом и вкусом. Большинство эфирных масел легче воды (плотность колеблется от 0,8 до 1,19). Плотность масел возрастает с увеличением содержания кислородных соединений.
Эфирные масла мало или нерастворимы в воде (образуют эмульсии), но при взбалтывании или перегонке вода принимает их запах и вкус. Хорошо растворяются в спиртах высокой концентрации, смешиваются во всех соотношениях с жирами и жирными маслами, хорошо растворимы в неполярных органических растворителях – хлороформе, петролейном эфире и других.
Эфирные масла не имеют определенных точек кипения (т.к. представляют собой смеси различных химических соединений) – их температура кипения колеблется от 140 до 350 о С. В то же время имеют определенную температуру застывания и при охлаждении, а иногда и при комнатной температуре образуют кристаллическую массу (камфора). Эфирные масла оптически активны и способны к рефракции. Значение рН среды масел нейтральное или слабокислое.
Эфирные масла легко изменяются под влиянием света, воздуха, температуры и влаги. Это выражается в потемнении, осмолении, загустевании, порче запаха и вкуса.
Чистые масла хранят в небольших склянках темного стекла, заполненных доверху, или в небольших жестянках, в сухом, прохладном месте в темном помещении при температуре не выше 15 о С. Контроль качества эфирных масел при хранении производят ежегодно.
Анализ эфирных масел.
1. Растворимость. Растворимость определяют в этаноле различной концентрации, указанной в соответствующей нормативной документации. Этот показатель дает представление как о подлинности, так и о качестве эфирного масла. Отклонение от стандартных величин будет свидетельствовать либо о низком качестве масла, либо о наличии примесей других углеводородов, либо о несоответствии анализируемого масла заявляемому.
2. Подлинность. Подлинность определяют по цвету и прозрачности, поместив 10 мл масла в цилиндр из прозрачного бесцветного стекла диаметром 2-3 см, наблюдая в проходящем свете.
Запах определяют, нанося 2 капли масла на полоску фильтровальной бумаги длиной 12 см и шириной 5 см так, чтобы масло не смачивало края бумаги, и сравнивают запах испытуемого образца через каждые 15 мин, с запахом контрольного, нанесенного таким же образом на фильтровальную бумагу. В течение 1 ч запах должен быть одинаков с запахом контрольного образца.
Вкус определяют, прикладывая к языку полоску фильтровальной бумаги с нанесенной на нее каплей масла, или смешивают 1 каплю эфирного масла с 1 г сахарной пудры и пробуют на язык.
3. Посторонние примеси.
Спирт. 2-3 капли эфирного масла наносят на воду, налитую на часовое стекло, и наблюдают на черном фоне; не должно быть заметного помутнения вокруг масла. 1 мл масла наливают в пробирку, закрывают ее рыхлым комочком ваты, в середину которого помещен кристаллик фуксина, и подогревают до кипения; не должно быть фиолетово-розового окрашивания ваты.
Жирные и минеральные масла. 1мл эфирного масла взбалтывают в пробирке с 10 мл спирта; не должно наблюдаться помутнения и капель жирного масла.
Вода. Содержание воды определяют методом дистилляции.
4. Числовые показатели.
Температуру затвердевания определяют, как изложено в НТД.
Плотность определяют с помощью пикнометра.
Угол вращения плоскости поляризации определяют в поляриметре.
Показатель преломления определяют рефрактометром.
Кислотное число – количество мг едкого кали, пошедшего на нейтрализацию свободных кислот, содержащихся в 1 г эфирного масла. Содержание свободных кислот обычно колеблется в определенных пределах у каждого эфирного масла.
Эфирное число, обозначающее количество миллиграммов едкого кали, пошедшее на омыление сложных эфиров, содержащихся в 1 г эфирного масла, определяют в растворе, полученном после определения кислотного числа. Эфирное число используют для вычисления содержания сложных эфиров или связанных спиртов.
Эфирное число после ацетилирования обозначает количество мг едкого кали, необходимого для омыления суммы сложных эфиров, содержащихся первоначально в 1 г масла и образовавшихся при ацетилировании. Зная эфирное число исходного масла, по разности этих показателей рассчитывают, какое количество свободных спиртов содержится в исследуемом эфирном масле.
Количественное определение эфирных масел. Определение содержания эфирного масла в растительном сырье проводят путем перегонки с водяным паром с последующим измерением объема получаемого масла. Содержание масла выражают в объемно-весовых процентах в пересчете на абсолютно сухое сырье. Масса сырья, степень его измельчения, время перегонки, метод и возможные растворители указаны в соответствующей нормативной документации на лекарственное растительное сырье.