Węglowodany i zw. pokrewne
Nazwą węglowodanów obejmujemy sub. o charakterze cukrów i zw. pokrewnych, a także ich polimery.
Pod względem budowy chemicznej przedstawiają one produkty utlenienia wielowartościowych alkoholi – są to więc
polihydroksyaldehydy lub polihydroksyketony, lub też sub. o zbliżonej budowie.
Węglowodany należą do produktów podstawowego metabolizmu roślin, stanowiąc sub. odżywcze, zapasowe lub budulcowe kom. i
tk. Roślinnych, wchodzą też w skład istotnych dla procesów życiowych organizmu kw. nukleinowych. Niektóre węglowodany mają
specjalny charakter, nie występując powszechnie, np. deoksycukry wchodzące w skład glikozydów nasercowych,
charakterystycznych metabolitów niektórych tylko gatunków roślin.
Struktura chemiczna węglowodanów wykazuje dużą różnorodność pod względem form przestrzennych, jakie mogą przybierać
poszczególne związki (zwłaszcza cukry proste) w zależności od warunków, w jakich występują. Formy cykliczne cukrów powstają
przez wytworzenie się wewnątrzcząst. wiązania półacetalowego między jedną z grup hydroksylowych a grupą aldehydową lub
ketonową.
Węglowodany stanowią materiał budulcowy kom. roślinnych (celuloza, hemiceluloza, pektyny), materiał energetyczny i zapasowy
(skrobia, inulina, glikogen, cukry proste i złożone), sub. specjalne, wykazujące wyraźne działanie farmakologiczne.
Węglowodany dzielimy na gr. chemiczne:
1)
monosacharydy – cukry proste o cząsteczce nie ulegającej hydrolizie
2)
oligosacharydy – cukry złożone z 2-10 cząst. cukrów prostych połączonych glikozydowo, ulegające hydrolizie uwalniającej
poszczególne monocukry
3)
polisacharydy – wielocukry złożone z licznych cząst. cukrów prostych.
Pierwsze dwie gr. węglowodanów nazywamy „cukrami” – mają one słodki smak i są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Wł.
polisacharydów są inne, są one trudno rozpuszczalne w wodzie, brak słodkiego smaku i trudno wchodzą w reakcje chem. Wł. te
zależą od wielkości cząsteczki, typu wiązania glikozydowego, a także od struktury II i III-rzedowej.
Monosacharydy
Gr. monosacharydów obejmuje najprostsze węglowodany roślinne – od 3 do 7 atomów węgla – określane jako cukry proste:
Triody – C
3
Tetrozy – C
4
Pentozy – C
5
Heksozy – C
6
Heptozy – C
7
Wszystkie monosacharydy zawierają w cząsteczce asymetryczny atom węgla, są więc optycznie czynne. Symbolem (+) są oznaczone
zw. prawoskrętne, a (-) – lewoskrętne.
W zakresie fitochemii farmaceutycznej monosacharydy odgrywają rolę jako składniki części cukrowej różnego typu glikozydów (np.
nasercowych). Wiele zw. chemicznych w roślinach występuje w postaci glikozydów. Jest to jedna z form wiązania niektórych sub.
roślinnych, a także forma zwiększania ich rozpuszczalności w środowiskach wodnych.
W stanie wolnym występują w roślinach kwiatowych gł. heksozy: D-glukoza, D-mannoza, D-galaktoza i D-fruktoza (rzadko L-
ramnoza). Inne monosacharydy występują zazwyczaj jako składniki heterozydów lub polisacharydów.
Najprostszymi 3-węglowymi przedstawicielami monosacharydów są: aldehyd glicerynowy – najprostsza aldoza – oraz
dihydroksyaceton – najprostsza ketoza.
Zwiększenie liczby atomów węgla i rozwinięcie łańcucha węglowego prowadzi do struktury dalszych monosacharydów – tetroz,
pentoz, heksoz i heptoz. Niektóre reakcje chem. właściwe aldehydom nie potwierdzają jednak łańcuchowej budowy
monosacharydów. W 6-węglowych cukrach rozróżnia się oprócz formy łańcuchowej cykliczne struktury piranoz i furanoz. Formy
cykliczne pozostają w równowadze z formami łańcuchowymi (są to formy tautomeryczne).
Wszystkie monosacharydy mają smak mniej lub więcej słodki, są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Mają wł. redukujące.
Liczne monosacharydy ulegają fermentacji alkoholowej: glukoza, fruktoza, mannowa, słabiej galaktoza. Ramnoza ulega fermentacji
tylko pod wpływem niektórych drobnoustrojów.
Pentozy i metylopentozy
L(+)-Ksyloza – spotykana rzadko w roślinach – wchodzi w skład disacharydu prymwerozy, ponadto występuje w składzie saponin,
polisacharydów, sub. gumowych i pektynowych, również hemiceluloz.
D(-)-Ryboza – występuje gł. tylko w kw. nukleinowych, niektórych koenzymach, wit. B
12
. W stanie wolnym występuje jako piranoza.
L(+)-Ramnoza – metylopentoza. Występuje często w glikozydach flawonowych i innych, w postaci wolnej jest spotykana w sumaku
Rhus toxicodendron (Anacardiaceae).
Heksozy
D(+)-Glukoza – inaczej dekstroza, cukier gronowy. Cukier prosty o podstawowym znaczeniu jako gł. produkt fotosyntezy.
Najbardziej rozpowszechniona sub. roślinna, występująca w postaci wolnej lub w postaci dwucukrów (sacharoza, maltoza, laktoza,
celobioza), oligo- i polisacharydów (skrobia, glikogen, lichenina, celuloza) oraz licznych glikozydów.
Glukoza może przybierać formy cykliczne.
Glukoza otrzymywana jest gł. przez hydrolizę skrobi ziemniaczanej.
Hydroliza skrobi przeprowadzana jest enzymatycznie przez zastosowanie α-amylazy i amyloglukozydazy lub też dwustopniowo z
zastosowaniem kwasu, a następnie amyloglukozydazy. Po oczyszczeniu i zagęszczeniu hydrolizatu otrzymuje się glukozę w postaci
uwodnionej (monohydratu). W lecznictwie stosuje się glukozę gł. w postaci bezwodnej do iniekcji w roztw. wodnych.
Glukozę stosuje się doustnie jako środek energetyczny, odżywczy – w wysiłkach fizycznych, wyczerpujących chorobach
przebiegających z gorączką, w infekcyjnych biegunkach, w postaci iniekcji (roztwory 40-50%), a zewnętrznie w hipertonicznych
roztworach lub w postaci maści w źle gojących się ranach i wrzodach. Ponadto w płynach infuzyjnych do odżywiania parenteralnego;
w chorobach serca często z dodatkiem glikozydów nasercowych.
D(+)-Galaktoza – występuje w licznych glikozydach, śluzach i gumach roślinnych, też w polisacharydach, hemicelulozach.
Otrzymywana przez hydrolizę cukru mlecznego – laktozy. Służy do badań diagnostycznych czynności wątroby. L(-)-Galaktoza
występuje związana w niektórych śluzach, np. lnu zwyczajnego, a także w agarze.
D(+)-Mannoza – występuje przeważnie związana w polisacharydach (mannanach), często w ścianach kom. glonów i w śluzach.
D(-)-Fruktoza – cukier owocowy. Występuje często w postaci wolnej w sokach owocowych, w dwucukrze sacharozie, w glikozydach,
a także polisacharydach (fruktanach), szczególnie w insulinie. Stosowana w lecznictwie w intoksykacjach wątroby, dietach
cukrzycowych. Otrzymywana przez hydrolizę insuliny lub sacharozy. Jest bardziej słodka od sacharozy.
L(-)-Sorboza – występuje w owocach jarzębiny. Stanowi materiał wyjściowy do syntezy kw. askorbowego.
D(+)-Glukozamina – aminocukier będący podstawowym składnikiem budowy polisacharydu chityny, stanowiącego zasadniczy
element budowy ścian kom. u grzybów i niektórych bakterii.
Cukier inwertowany jest cząsteczkową mieszaniną D-glukozy D-fruktozy powstaklą w wyniku hydrolizy sacharozy. Hydroliza taka
zachodzi pod wpływem kwasów lub specyficznych enzymów, np. inwertazy. Cukier inwertowany skręca płaszczyznę światła
spolaryzowanego w lewo, na skutek silnej lewoskrętności. Obfitym naturalnym źródłem tego cukru jest miód pszczeli.
Miód pszczeli (Mel) – produkt wytwarzany przez pszczoły Apis mellifica z zebranego przez nie nektaru z kwiatów roślin
miododajnych, a także niektórych wydzielin występujących na liściach drzew iglastych. Gł. składnikiem miodu jest cukier
inwertowany (70-80%), powstały w wyniku przemian fermentacyjnych w przewodzie pokarmowym pszczół, ponadto miód zawiera
około 1,3% sacharozy i 7,3% maltozy, nieco innych węglowodanów (dekstryny), kw. organicznych, barwników, sub. białkowych,
enzymów, wit. A,B
2
,B
6
,C, sub. azotowych, wśród nich acetylocholinę i choinę oraz wodę (do 20%). Zawartość popiołu 0,1-0,8%. Jest
to produkt spożywczy, a także leczniczy o dużej wartości odżywczej, dla osób o osłabionym mięśniu sercowym i systemie
nerwowym, a także w chorobach wątroby. Stosowany też w przeziębieniach, kaszlu, chrypce. Ma też wł. antybiotyczne, stąd
stosowany niekiedy do leczenia ran.
Figi (Caracie) – produkt spożywczy zawierający cukier inwertowany (około 50%), zawierają ponadto śluz, pektyny i kw. organiczne.
Są łagodnym środkiem przeczyszczającym.
Pochodne monosacharydów
Alkohole cukrowe
Przez redukcję gr. aldehydowej lub ketonowej cukrów prostych powstają odpowiednie alkohole cukrowe. Mają one wł. redukujące.
Nie ulegają fermentacji. Są rozpowszechnione w świecie roślin.
D-Ksylitol – jest bardzo słodki, podobnie jak sacharoza. Może być używany przez chorych na cukrzycę. Nie powoduje żadnych
zmian zawartości cukru we krwi.
D-Mannitol – Szczególnie rozpowszechniony wśród grzybów, glonów, bakterii i niektórych roślin nasiennych, np. jesion mannowy .
D-Mannitol nie wchłania się z przewodu pokarmowego. Stosowany w lecznictwie jako łagodny środek przeczyszczający, jako środek
dietetyczny w cukrzycy. Pochodne mannitolu są stosowane w chemioterapii nowotworów.
D-Glucitol (D-Sorbitol) – Występuje w owocach jarzębiny do 7%, owocach głogu dwuszyjkowego i innych owocach roślin z rodziny
Rosaceae. Może być łatwo otrzymany przez redukcję glukozy. Ma znaczenie w przemyśle farmaceutycznym przy produkcji wit. C i
emulgatorów (Tween), jako środek słodzący dla diabetyków, składnik odżywczych płynów do wlewów w żywieniu pozajelitowym.
Może służyć jako namiastka gliceryny.
Cyklitole
Są to wieloalkohole o strukturze cyklicznej pomiędzy węglami C-1 i C-6.
Mioinozytol – występuje wśród roślin w postaci wodnej, jak i związany z kw. ortofosforowym, szczególnie często w nasionach jako
fityna. Zawierają ją też ziarniaki zbóż i drożdże piekarnicze. Mioinozytol ma charakter witaminy lub czynnika wzrostowego dla
niektórych mikroorganizmów i zwierząt. Używany jako czynnik wzrostowy w hodowli tk. roślinnych. Bierze udział w metabolizmie
tłuszczów w wątrobie – stanowi środek ochronny przeciw jej otłuszczeniu.
Kw. uronowe i aldonowe
Przez utlenienie końcowej gr. alkoholowej heksoz powstają kw. uronowe. Mają one wł. redukujące. Nie ulegają fermentacji. W
świecie roślinnym rozpowszechnione, zwłaszcza w kwaśnych polisacharydach śluzowych. W wyniku utlenienia gr. aldehydowej
heksoz powstają kw. aldonowe.
Kw. D-glukuronowy – wchodzi w skł. Licznych śluzów, pektyn, a także niektórych saponin. Otrzymywany przez hydrolizę gumy
arabskiej.
Kw. D-glukonowy – W roślinach nie występuje. W lecznictwie stosowany w postaci Calcium gluconicum jako łatwo przyswajalna sól
wapniowa. Występuje w formie łańcuchowej.
Kw. D-galakturonowy – Występuje bardzo często w skł. polisacharydów śluzowych, a także w postaci soli wapniowych i
magnezowych w pektynach i gumach.
Biogenetycznie z kw. uronowymi związany jest kw. askorbowy, czyli wit. C.
Oligosacharydy
Cukry złożone z 2-10 cząst. cukrów prostych, połączonych wiąz. glikozydowym α lub β. W skład oligosacharydów wchodzą gł.
heksozy (czasem pentozy). Pod wpływem hydrolizy kwaśnej rozpadają się łatwo na cukry proste. Oligosaharydy mają na ogół słodki
smak, łatwo krystalizują i rozpuszczają się w wodzie. W zależności od typu budowy mogą wykazywać wł. redukujące lub nie.
Disacharydy
Cząst. złożona jest z 2 cukrów prostych jednakowych lub różnych. Wyróżnia się 2 typy wiązań cząst. cukrów prostych przez atom
tlenu. 1) typ maltozy – w wiąz. glikozydowym bierze udział tylko jedenhydroksyl półacetalowy, stąd też druga grupa półacetalowa
może przejść w formę aldehydową lub ketonową, wobec czego disacharydy wykazują wł. redukujące. 2) typ trehalozy – w wiąz.
glikozydowym biorą udział grupy półacetalowe obu cukrów prostych, stąd też te disacharydy nie wykazują wł. redukujących.
Maltoza – cukier słodowy; powstaje w wyniku hydrolizy enzymatycznej skrobi i glikogenu. Jest cukrem redukującym. Występuje w
wyciągu słodowym otrzymanym z kiełkującego jęczmienia w temp. 50-55
o
C. Poza tym spotykana w korzeniach i kłączach niektórych
roślin. Maltoza oraz wyciąg słodowy wchodzą w skł. niektórych odżywek dla dzieci.
Celobioza – Wchodzi w skł. polisacharydu celulozy – jako jednostka disacharydowa. Wyjątkowo jest spotykana w części cukrowej
glikozydów.
Sacharoza – cukier trzcinowy, cukier buraczany; nie ma wł. redukujących. Pod wpływem hydrolizy kwaśnej lub enzymatycznej ulega
rozkładowi na cukier inwertowany, stanowiący cząsteczkową mieszaninę D-glukozy i D-fruktozy. Źle krystalizuje. Najwaźniejsze
źródła tego disacharydu to trzcina cukrowa zawierająca do 16% sacharozy, korzenie buraka cukrowego zawierające 16-22%
sacharozy, klon cukrowy, znaczne ilości sacharozy występują w owocach, np. jabłkach, śliwkach, bananach. Rozpuszcza się b. łatwo
w wodzie, b. trudno natomiast w bezwodnym alkoholu. Ma olbrzymie znaczenie spożywcze. W organizmie człowieka jest
przyswajana dopiero po enzymatycznym rozkładzie przez występujące w jelicie cienkim enzymy – sacharozy. W farmacji sacharoza
ma zastosowanie jako podstawa do sporządzania syropów i jako corrigens dla poprawy smaku leków.
Laktoza – cukier mlekowy. Występuje w mleku wszystkich ssaków. W roślinach występuje rzadko, np. jako skł. niektórych
glikozydów nagietka. Jest trudno rozpuszczalna w wodzie. Występuje w dwóch formach: α- i β-laktoza. β-laktoza jest istotnym skł.
odżywek dla niemowląt. Α-laktoza jest często stosowaną sub. pomocniczą w farmacji do sporządzania tabletek i rozcieńczeń
substancji, także w przyrządzaniu leków homeopatycznych. Bakterie kw. mlekowego powodują fermentację laktozy do kw.
mlekowego. Laktoza ma słabe działanie przeczyszczające i normalizujące florę bakteryjną.
Laktuloza – jest disacharydem nieprzyswajalnym w jelitach. Wywołuje osmotyczne działanie przeczyszczające. Stosowana w postaci
syropu w przewlekłych zaparciach i chorobach wątroby. Zmniejsza skłonność do tworzenia się kamieni w pęcherzyku żółciowym.
Heksasacharydy
Akarboza – Zmniejsza zdolność trawienia węglowodanów. Stosowana w postaci preparatów w cukrzycy, otyłości i hiperlipemii.
Polisacharydy
Polisacharydy, czyli wielocukrowce, stanowią spolimeryzowane cząst. złożone z co najmniej 10 cukrów prostych. Zazwyczaj są to
zw. o b. dużej cząsteczce o budowie liniowej lub rozgałęzionej. W skład polisacharydów mogą wchodzić jednakowe cząst. cukrów
prostych – są to - homopolisacharydy – bądź też cząst. różnych cukrów prostych – heteropolisacharydy. Zw. złożone z samych cząst.
glukozy nazywamy glukanami, galaktozy – galaktanami, mannozy – manganami itd. Wł. fizykochemiczne polisacharydów różnią się
znacznie od wł. mono- i oligosacharydów. Rozpuszczalność w wodzie maleje ze wzrostem cząst., podobnie zanika słodki smak.
Również zanikają wł. redukujące. Polisacharydy mogą mieć charakter obojętny lub kwaśny. Pod wpływem hydrolizy kwaśnej lub
enzymatycznej zachodzi rozkład polisacharydów na cukry prostsze o mniejszej cząst., czasem dwucukry (np. celulozy do celobiozy).
Ostre warunki hydrolizy prowadzą do cukrów prostych. Hydroliza enzymatyczna zachodzi często w żywych organach roślinnych i
narządach zwierzęcych, jest też stosowana w przemyśle w celu otrzymania produktów rozpadu polisacharydów (np. glukozy ze
skrobi, fruktozy z inuliny). Polisacharydy stanowią gł. sub. budulcowe i zapasowe kom. roślinnych i zwierzęcych.
U mszaków i roślin naczyniowych sub. budulcowe stanowią: celuloza, pektyny, hemicelulozy, a zapasowe – skrobia (amyloza,
amylopektyna), fruktany; u brunatnic i krasnorostów sub. budulcowymi są galaktany, galaktomannany, alginiany, pektyny oraz
celuloza, zapasowymi – skrobia, mangany; u bakterii i grzybów sub. budulcowe stanowią: chityna, celuloza, manany, a zapasową –
glikogen. Również u zwierząt występuje jako sub. budulcowa chityna i celuloza (u bezkręgowców), a jako zapasowe – glikogen,
galaktany i mukopolisacharydy.
Polisacharydy nie mają na ogół wł. sub. silnie fizjologicznie czynnych. Niektóre polisacharydy, zawarte zarówno w grzybach,
mikroorganizmach, a także roślinach wyższych mają wyraźne wł. immunotropowe, tj. wpływają na reakcje odpornościowe związane
z systemem immunologicznym, i niektóre z nich wprowadzono do lecznictwa jako leki immunoregulujące.
Znaczenie i zastosowanie w farmacji polisacharydów:
- jako środki odżywcze i dietetyczne
- jako surowce do produkcji licznych zw. organicznych w procesach hydrolitycznych
- jako sub. wypełniające, odciągające wodę, spęczniające w produkcji niektórych postaci leku
- jako sub. ochronne, łagodzące, przeciwzapalne w zasypkach, pudrach, maściach
- jako środki zastępcze krwi – niektóre polisacharydy
- jako sub. przeciwzakrzepowe – mukopolisacharydy
- jako składniki licznych śluzów i gum – stosowanych jako leki osłaniające w stanach zapalnych.
W przemyśle spożywczym i tekstylnym znaczenie polisacharydów jest olbrzymie.
Glukany
Są to polisacharydy stanowiące glikozydowe połączenie cząsteczek glukozy.
Skrobia – polisacharyd zbudowany zasadniczo z 2 gł. elementów składowych, również polisacharydów: amylazy (20-35%) i
amylopektyny. Amyloza – ma strukturę linearną i jest polimerem zbudowanym z 250-300 cząst. glukozy połączonych glikozydowo.
Rozpuszczalna w wodzie. Amylopektyna – ma budowę rozgałęzioną i składa się również z cząst. glukozy połączonych glikozydowo.
W gorącej wodzie tworzy klajster. Skrobia ulega rozpadowi hydrolitycznemu pod wpływem α-, β-, γ-amylaz. α-Amylazy powodują
rozpad początkowo tylko do dekstryn, a następnie do maltozy i izomaltozy. Β-Amylazy atakują w cząst. amylazy co drugie wiąz.
glikozydowe, powodując rozpad do maltozy, a w amylopektynie usuwają tylko łańcuchy boczne, w wyniku czego powstaje
amylodekstryna. γ-Amylazy powodują rozkład skrobi do glukozy. Hydroliza kwaśna skrobi prowadzi do glukozy. Maltoza jest
rozkładana przez enzym maltazę do glukozy.
Skrobia występuje w roślinach zazwyczaj w postaci uformowanych ziarn, stanowiąc materiał zapasowy. Obficie występuje w
ziarniakach zbóż, bulwach ziemniaka i w organach podziemnych innych roślin. Nie występuje w rodzinach Asteraceae i
Campanulaceae, a również w niektórych jednoliściennych.
W celach farmaceutycznych są stosowane: skrobia ziemniaczana, skrobia pszeniczna, skrobia ryżowa, skrobia kukurydziana, skrobia
amaranty, skrobia tapioka, skrobia sagowca i dekstryna. Skrobia jest silnie higroskopijna, chemicznie obojętna. Silnie pęcznieje w
wodzie na skutek wniknięcia cząst. wody w jej rozgałęzioną strukturę. Rozpuszcza się po dłuższym gotowaniu w wodzie lub słabych
kwasach. Poza tym rozpuszcza się w roztw. wodorotlenków potasowców i stężonych roztw. wodzianu chloralu. Skrobia jako dobry
środek chłonący i osłaniający, łagodzący stany zapalne jest stosowana do sporządzania pudrów, zasypek, jako dodatek przy
sporządzaniu tabletek – pęczniejąc powoduje ich rozpadanie się w płynach wodnych. Wchodzi w skład preparatów odżywczych i
dietetycznych.
Amylum Solani – skrobia ziemniaczana (syn. Mączka kartoflana) – stosowana w recepturze, preparatyce galenowej, przemyśle
farmaceutycznym i kosmetycznym do przysypek, pudrów oraz jako środek wypełniający i powodujący rozpad tabletek. Ponad to
służy do przemysłowego otrzymywania glukozy, alkoholu etylowego i dekstryn; takrze w przemyśle papierniczym, spożywczym,
tekstylnym – jako środek usztywniający lub klejący.
Amylum Tritici – krobia pszeniczna – używana jako obojętna zasypka, a także jako dodatek do różnych form preparatów
farmaceutycznych (tabletki).
Amylum Maydis – skrobia kukurydziana – jako środek pomocniczy w produkcji preparatów farmaceutycznych. Pęcznieje w 50-55
o
C,
a powyżej tej temp. ulega sklajstrowaniu.
Glikogen – ma silnie rozgałęzioną strukturę. Jest rozpuszczalny w wodzie. Stanowi materiał zapasowy charakterystyczny dla zwierząt
(odkłada się w wątrobie). Wświecie roślinnym spotykany w grzybach, bakteriach i glonach.
Celuloza – polisacharyd zbudowany liniowo. Jednostką dwucukrowi wchodzącą skład celulozy jest celobioza. Celuloza jest
nierozpuszczalna w znanych rozpuszczalnikach. Jedynym rozpuszczalnikiem specjalnym dla celulozy jest odczynnik Schweitzera,
czyli tzw. Cuoxam. Hydroliza kwaśna przez ogrzewanie celulozy z kwasem siarkowym (VI) prowadzi do uzyskania glukozy lub przy
łagodnej hydrolizie – celobiozy. Hydroliza enzymatyczna przez enzym celulozę (zawarty w licznych bakteriach i grzybach) prowadzi
do otrzymania celobiozy, a ta z kolei jest rozkładana przez enzym celobiozę do glukozy. Celuloza jest najbardziej rozpowszechniona
ze znanych sub. naturalnych, stanowiąc podstawowy składnik budowy ścian kom. roślin wyższych – jako element strukturalny.
Szczególnie obfitują w celulozę niektóre włókna, np. lnu lub juty, a także włoski okrywające nasiona bawełny. W kom. zdrewniałych
jest zwykle zastępowana przez drzewnik – ligninę. Celuloza jest również spotykana w roślinach niżej uorganizowanych, np. w
glonach, częściowo też w grzybach i niektórych bakteriach. W postaci oczyszczonych i odtłuszczonych włosków okrywających
nasiona bawełny ma szerokie zastosowanie jako wata opatrunkowa. Celuloza nie ulega strawieniu w przewodzie pokarmowym
człowieka – ma więc znaczenie wypełniające (ewentualnie kuracje odchudzające). Grupy hydroksylowe w celulozie mogą być
estryfikowane różnymi kwasami lub tworzyć połączenia estrowe. Tego rodzaju pochodne są stosowane w preparatach
farmaceutycznych i lecznictwie, np. metyloceluloza (Tyloza), karboksymetyloceluloza w postaci soli sodowej, koloksylina.
Dekstrany – polisacharydy pochodzenia bakteryjnego, powstają z sacharozy pod wpływem bakterii Leuconostoc mesenteroides i L.
dextranicum. Mają cząst. silnie rozgałęzioną. Dekstran o masie cząst. 75000 jest używany jako środek zastępczy krwi. Dekstrany o m.
cz. Około 40000 stosowane są też w niektórych zaburzeniach mikrokrążenia. Zapobiegają one aglutynacji krwinek.
Chityna – poliheksozoamina wchodząca w skład ściany kom. większości grzybów, niektórych brunatnic oraz zewnętrznego szkieletu
owadów. Jest zbudowana liniowo. Nie ma zastosowania w lecznictwie.
Fruktany
Są to polimery D-fruktozy. Występują w świecie roślinnym dość często, szczególnie w rodzinie Złożonych i Traw, czasem łącznie ze
skrobią, jako materiał zapasowy. Wyróżnia się fruktany grupy inuliny oraz grupę lewanów.
Inulina – jest charakterystycznym składnikiem występującym w organach podziemnych roślin z rodzin Asteraceae i Campanulaceae.
Szczególnie obfitują w insulinę korzenie omanu wielkiego, bulwy słonecznika bulwiastego, korzeń cykorii i korzeń mniszka. Insulina
służy do otrzymywania fruktozy, a w lecznictwie – jako środek diagnostyczny. Surowce roślinne zawierające inulinę są używane do
sporządzania produktów spożywczych dla diabetyków.
Rhizoma Agropyri – kłacze perzu – jest sur. Bogatym w zw. pochodne fruktozy – odpowiednie jako środek dietetyczny dla
diabetyków. Ponadto wykazuje słabe działanie moczopędne i przeczyszczające. Wchodzi w skład mieszanek ziołowych i innych
preparatów wpływających na przemianę materii.
Poliuronidy
Sub. te są polimerami kw. uronowych.
Pektyny – są polimerami liniowymi złożonymi z jednostek kwasu galakturonowego. W postaci soli wapniowych tworzą blaszkę
środkową ścian kom., występują też w soku kom. wielu owoców (np. jabłka, maliny, porzeczki). Są one na ogół rozpuszczalne w
wodzie. Są sub. żelującymi w określonych warunkach, tj. środowisku kwaśnym, w obecności cukrów i w odpowiedniej temp. Pektyny
otrzymuje się z owoców, gł. cytryn i jabłek, jako produkt uboczny. Mają zastosowanie jako sub. żelujące, śluzowate, powlekające w
biegunce i stanach zapalnych przewodu pokarmowego, jako emulgatory, sub. wypełniające. Przyspieszają krzepnięcie krwi.
Kw. alginowy – występuje w brunatnicach. Otrzymywany jest gł. z brunatnic dużych rozmiarów, występujących w Oceanie
Atlantyckim i Spokojnym. Sole sodowe, potasowe, magnezowe i amonowe kw. alginowego rozpuszczają się w wodzie, tworząc
roztw. ciągliwe. Są niestrawialne i nietoksyczne. Mają m.in. wł. hamowania resorpcji niektórych radioaktywnych jonów metali.
Zmniejszają również stężenie cholesterolu w surowicy krwi. Kw. alginowy stosowany jest jako środek tworzący ochronne powłoki w
zranieniach (ulega wchłanianiu); jako stabilizator i środek wiążący w produkcji tabletek, kremów, maści. Ponadto ma duże znaczenie
w przemyśle spożywczym.
Fucus – Morszczyn – sur. Jest stosowany, ze względu na zawartość jodu, jako pobudzający wydzielanie hormonów tarczycy,
najczęściej w mieszankach ziołowych przeciw otyłości. Efekty działania w tym kierunku są wątpliwe. Ze względu na właściwość
pęcznienia kw. alginowego, co sprzyja efektowi przeczyszczającemu, stosowany jako dodatek do mieszanek i preparatów
regulujących wypróżnienia.
Mukopolisacharydy
Zw. wielkocząsteczkowe pochodzenia zwierzęcego – są zbudowane z kw. uronowych, aminocukrów, często z udziałem reszt kw.
siarkowego, cukrów prostych, np. galaktozy, mannozy.
Heparyna – kwaśny mukopolisacharyd o zmiennym składzie. Otrzymywana jest z wątroby i płuc zwierząt rzeźnych. W 100g tkanki
znajduje się około 100mg heparyny. Heparyna nawet w dużych rozcieńczeniach hamuje krzepnięcie krwi. Zmniejsza również stężenie
lipidów we krwi. Stosowana jest zapobiegawczo i leczniczo zakrzepach, a także miażdżycy naczyń. Ma barwę brunatną; jest
rozpuszczalna w wodzie. Występuje w wątrobie.
Kw. hialuronowy – kwaśny mukopolisacharyd występujący w tk. łącznej i ścianach naczyń włosowatych. Częściowa hydroliza kw.
hialuronowego pod wpływem hialuronidazy prowadzi do zwiększenia przepuszczalności naczyń (wybroczyny, krwawienia).
Polisacharydy grzybowe
Zw. te wykazują interesujące wł. biologiczne, szczególnie wpływ na układ immunologiczny zwierząt i człowieka. Źródłem
polisacharydów grzybowych są owocniki grzybów wielkoowocnikowych, ich hodowle mycelialne, a także dobrze rosnące szczepy
jednokomórkowców (drożdży) i grzybów pleśniowych.
Śluzy
Śluzy stanowią mieszaniny różnych zw. o charakterze polisacharydów, wyróżniające się swoją ciągliwością i charakterem
koloidalnym. W tej gr. wyróżnia się często gumy, jako produkty powstające w wyniku zranienia roślin. Gumy poza cechami
właściwymi dla śluzów mają również wł. klejące. Pod względem chemicznym można te sub. podzielić na kwaśne i obojętne. Ogólnie
śluzy i gumy są to homopolisacharydy lub heteropolisacharydy.
Pochodzenie śluzów może być:
- błonowe ze ściany kom., a ściśle z jej blaszki środkowej, np. kw. alginowy lub całej ściany wtórnej
- z treści komórkowej, np. w bulwach storczyków.
Pod względem fizjologicznym śluzy stanowią dla roślin sub. zapasowe mające zdolność magazynowania wody. Gumy mają wł.
zabliźniania ran u roślin. Śluzy występują u glonów (krasnorosty, brunatnice), grzybów, porostów. Spośród roślin kwiatowych dużo
śluzu występuje u rodziny Malvaceae oraz nasiona wielu gatunków.
Używane w farmacji gumy pochodzą gł. z gatunków roślin należącyh do rodziny Fabaceae – Gummi arabicum, Traganactha.
Charakterystyczne wł. fizykochemiczne luzów to przede wszystkim zdolność pęcznienia, ciągliwość wodnych zawiesin koloidowych,
zdolność tworzenia żelów. Śluzy są stosowane w lecznictwie jako środki powlekające, ochronne i zmiękczające. Działanie to jest
wyłącznie miejscowe, gdyż nie wchłaniają się z przewodu pokarmowego. Jako środki ochronne przed podrażnieniami błon śluzowych
są stosowane w stanach zapalnych przewodu pokarmowego, dróg oddechowych, a także zewnętrznie. Szybkość ulegania wpływowi
enzymów trawiennych jest różna. Śluzy dodane do leków łagodzą ich działanie drażniące lub ostry smak, są również dobrym
środkiem emulgującym, a także spęczniającym, co sprzyja np. rozkładowi tabletek.
Sur. zawierające śluz:
- agar
- korzeń prawoślazu
- nasienie lnu
- porost islandzki
- nasienie babki płesznika
- liść prawoślazu
- nasienie kozieradki
- kwiat ślazu leśnego
- kwiat malwy czarnej
- kwiat dziewanny
- karagen
- nasienie pigwy
- bulwy storczyków
- kwiatostan lipy (częściowo)
sur. zawierające gumy:
- guma arabska
- tragakanta
- indyjska tragakanta
Agar – Agar – sub. silnie pęczniejąca, jest stosowany jako środek łagodnie przeczyszczający, działający w wyniku spęcznienia
pokarmu w jelitach i wchodzi w skład niektórych preparatów przeczyszczających. Ma zastosowanie w TPL jako środek spęczniający,
żelujący, powodujący rozpad tabletek. Gł. zastosowanie znajduje agar w pracowniach bakteriologicznych jako podstawowy składnik
podłoży do hodowania bakterii oraz grzybów i tkanek roślin wyższych.
Radix Althaeae – Korzeń prawoślazu – używany do wyrobu mieszane ziołowych, syropu i innych preparatów przeciwkaszlowych
jako środek powlekający, łagodzący, osłaniający. Stosowane są też maceraty sporządzone na zimno. Ze względu na brak skł. silnie
działających i przyjemny smak często stosowany w pediatrii.
Semen Lini – Nasienie lnu – śluz znajduje się w skórce przez co surowiec jest używany w stanie nie rozdrobnionym w postaci
maceratów wodnych jako środek osłaniający w stanach zapalnych dróg oddechowych i przewodu pokarmowego (gł. żołądka). Ma wł.
lekko przeczyszczające na skutek pęcznienia w jelitach. W celu uzyskania tego działania muszą być stosowane duże dawki surowca.
Zawarty w nasionach olej sprzyja w sposób mechaniczny defekacji. Sur. wpływa również hamująco na procesy gnilne w jelitach.
Lichen islandicus – Porost islandzki – śluz w sur. działa osłaniająco, przeciwkaszlowo na podrażnione drogi oddechowe. Gorzkie
kwasy porostowe pobudzają wydzielanie śliny i soków trawiennych. Sur. stosowany gł. jako środek przeciwkaszlowy.
Semen Psyllii – Nasienie babki płesznika – sur. jest dobrym, łagodnym środkiem przeczyszczającym. Podany doustnie jako
niestrawialny przechodzi do dalszych odcinków jelita, powodując silne spęcznienie treści i pobudzając perystaltykę.
Gummi arabicum – Guma arabska (syn. Gummi Acaciae) – służy jako środek osłaniający w stanach zapalnych błon śluzowych oraz
jako pomocniczy sur. w recepturze stosowany do złagodzenia ostrego smaku leków, przygotowania emulsji itp.
Tłuszcze
Tłuszcze (lipidy) należą do podstawowych bezazotowych sub. naturalnych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Tłuszcze proste
stanowią połączenie estrowe glicerolu z wyższymi kwasami tłuszczowymi; są też tłuszcze złożone. Tłuszcze ulegają hydrolizie
kwaśnej, zasadowej lub enzymatycznej, rozpadając się na glicerol i odpowiednie kw. tłuszczowe. Tłuszcze w temp. pokojowej są sub.
stałymi lub płynnymi. Są nierozpuszczalne w wodzie, a rozpuszczalne w rozpuszczalnikach tzw. tłuszczowych (benzyna, benzen).
Większość tłuszczów jest nierozpuszczalna w alkoholu etylowym. Tłuszcze łatwo ulegają utlenieniu i jełczeniu. Jako sub.
podstawowe o znaczeniu energetycznym występują we wszystkich komórkach roślinnych i zwierzęcych, tworząc często kompleksy
białkowo-tłuszczowe w strukturach komórkowych. Tłuszcze stanowią często sub. zapasowe, nagromadzające się w nasionach
oleistych i owocach. Otrzymywanie tłuszczów odbywa się przez tłoczenie rozdrobnionego materiału w prasach hydraulicznych na
zimno lub w podwyższonej temp.. Innym sposobem jest wygotowywanie z wodą lub ekstrakcja rozpuszczalnikami. Tłuszcze
zwierzęce gromadzą się w tkance podskórnej i w otoczeniu jelit i nerek. Tłuszcze zwierzęce są najczęściej wytapiane.
Tłuszcze proste (triacyloglicerole)
Stanowią połączenia trójestrowe glicerolu z kw. tłuszczowymi. Kw. tłuszczowe estryfikujące glicerol mogą być nasycone – nie maj
one podwójnych wiązań, lub też nienasycone, mające 1-4 podwójne wiązania. Dla wł. fizykochemicznych tłuszczu istotny jest rodzaj
kw. tłuszczowych estryfikujących poszczególne grupy wodorotlenowe glicerolu, a więc długość ich łańcucha, liczba i umiejscowienie
ewentualnych podwójnych wiązań. W skład tłuszczów mogą wchodzić różne specjalne kw. tłuszczowe: kw. rycynolowy, kw.
czolmugrowy, kw. erukowy. Każda gr. hydroksylowa w glicerolu może być zestryfikowana innym kwasem. Tłuszcze o dużej
zawartości kw. nienasyconych zazwyczaj są płynne. Do tej gr. należy większość olejów roślinnych. Mogą być one utwardzane przez
uwodornienie podwójnych wiązań.Tłuszcze są stosowane do niektórych postaci recepturowych (maści, mazidła, czopki, zawiesiny,
mydła) a także w preparatach farmaceutycznych fabrycznych, np. jako rozpuszczalniki w iniekcji, również w kosmetyce.
Nienasycone kw. tłuszczowe o specjalnym znaczeniu
Odgrywają one ważną rolę w budowie błon mitochondrialnych i mikrosomów. Brak ich w organizmie powoduje zmiany na skórze,
kruchość naczyń, zaburzenia krążenia oraz zwiększone ryzyko rozwoju miażdżycy naczyń. Do ważniejszych nienasyconych kwasów
należą przede wszystkim: kw. olejowy i kwasy α- i γ-linolenowy. Ten ostatni odgrywa specjalną rolę w zaburzeniach układu krążenia
(miażdżycy) oraz O.U.N., chociaż jego znaczenie nie jest jeszcze w pełni wyjaśnione.
Tłuszcze stałe stosowane w farmacji: Olej kakaowy.
Oleje schnące: lniany, makowy.
Półschnące: arachidowy, rzepakowy, sezamowy, bawełniany, sojowy, słonecznikowy.
Niewysychające: oliwkowy, migdałowy.
Oleje o specjalnym znaczeniu leczniczym: rącznikowy, wątłuszczowy (tran), wiesiołkowy.
Fosfolipidy
Są to zw. o charakterze tłuszczów złożonych, stanowiące trójestrowe połączenia glicerolu, przy czym dwie grupy hydroksylowe są
estryfikowane kw. tłuszczowymi, a trzecia – kw. fosforowym. Z kolei kw. fosforowy jest związany najczęściej z aminą. Połączenia
estrowe kw. fosforowego z pierwszorzędową grupą alkoholową są określane jako związki α, a z drugorzędową grupą alkoholową –
jako związki β.
Fosfolipidy są ważnymi składnikami błon komórkowych. W świecie roślinnym występują powszechnie w nasionach, ale w
niewielkich ilościach.
Lecytyny są to estrowe połączenia, w skład których wchodzi czwartorzędowa zasada – cholina. Bogatym źródłem lecytyn są żółtka
jaj i niektóre nasiona, np. soi. Dzięki zawartości fosforu mają pewne wł. ogólnie tonizujące. Są również stosowane w zaburzeniach
metabolizmu tłuszczowego wątroby. W praktyce farmaceutycznej używane jako emulgatory.